The Occurrence and Prevention of Filamentous Algae in Ecological Purification System of Micro-polluted Water

[ Objective ] The aim was to study the influence of filamentous algae on the process of water ecological purification. [ Method ] The occurrence mechanism of filamentous algae and its ecological system were summarized and analyzed. Considering the ecological purification in north- ern Jiangsu, the occurrence and prevention of filamentous algae in water, the method to prevent filamentous algae in polluted water was discussed. [ Result] The results showed that by measures of improving planting density, regular harvesting, and water flow state control before the filamentous algae blooming period, together with improving local pH value, light interference and ecological control during the blooming period, can effectively control the filamentous algae blooming. [ Condusion] The study of the happening mechanism of filamentous algae provided theoretical references and the technical basis in the work of filamentous algae prevention and control.

Coagulation of micro-polluted Pearl River water with IPF-PACls

Water samples collected from early March 2001 to the end of April 2002 at the branch of Pearl River around the Guangzhou City were analyzed for its micro-polluted characteristics. The coagulation behavior of polyaluminum chlorides(PACls) was then examined focusing on the effect of primary water quality and speciation distribution. The results showed that PACls exhibit better coagulation efficiency than alum in accordance with the different speciation. The turbidity removal property of PACls is evidently better than alum at low dosage. While in neutral zone(about 6.5—7.5), the turbidity removal of PACls decreases owing to the restabilization of particles at higher dosage. The organic matters in raw water exhibit marked influence on coagulation. In acidic zone, organic matters complex with polymer species and promote the formation of flocs. With an increase in pH, the complexation of organics with polymer species gradually decreases, and the removal of organics mainly depends on adsorption. The effect is evidently improved with the raise of B value.

Influence of Wetland Self-purification Capacity on the Utilization of Water Resources——A Case Study of the Project for Recycling Yanshan River Water

[ Objective] The study aims to resolve water resource problem availably. [ Method] On the basis of wetland self-purification capacity, Yanshan River water was purified by Xixi Wetland, and the feasibility of using treated Yanshan River water for urban greening and watering road was analyzed. [Result] Compared with direct utilization of tap water, it is more economic to recycle Yanshan River water purified by Xixi Wetland for urban greening and watering read, with obvious economic, ecological and social benefits, so it is an effective method to address shortage of water resources and is worth spreading. [ Conclusion] It is feasible to use Yanshan River water purified by Xixi Wetland for urban greening and watering read.

Water Purification Capacity of Four Kinds of Aquatic Plants in the Upper Reaches of Luanhe River

Under artificially simulated conditions, the water purification effects of Lythrum salicaria, Typha minima, Scirpus validus, Iris wilsonii and their configurations were studied. The results showed that various aquatic plants and their configurations showed purification effects for total nitrogen(TN), nitrate nitrogen(NO_3^-), total phosphorus(TP), orthophosphate(PO_4^(3-)) and chemical oxygen demand(COD) in water body, and the purification effects of aquatic plant configurations were better than those of single ones. Regression analysis was conducted for dynamics of various water quality indicators. The removal rates of TN and COD within 50 d by the combination of L. salicaria and I. wilsonii were 73.83% and 77.4%, respectively, with the best purification effect; the removal rate of NO_3^- within 20 d by the combination of S. validus and I. wilsonii was 89.41%; and the combination of S. validus and I. wilsonii showed the best removal effect for TP and PO43-, of which the 50-d removal rates were 88.98% and 92.39%, respectively. Reasonable choice of local aquatic plants and their optimal combinations can be applied in the improvement of water quality of rivers.

Surface flow constructed wetland with composite plant bed for pretreatment of micro-polluted Yellow River raw water in China

In order to investigate the feasibility of pretreating the micro-polluted Yellow River raw water by constructed wetland, an experiment was conducted using a surface flow constructed wetland with composite plant bed. The contamination removal efficiency and their trends in the wetland treatment system were studied under different hydraulic loading rates(HLR). The contamination removal efficiencies were compared according to the seasonal change under optimum HLR. The result shows that in the same season, under different hydraulic loadings ranging from 2 to 6 m3/(m2·d) at the same period, the best HLR is 4 m3/(m2·d) in the experimental system. The average removal rates of COD, TN, ammoniacal nitrogen(NH4+-N), and TP in the constructed wetland are 38.37%, 45.97%, 39.86% and 41.69%, respectively. According to China Standard for Surface Water Resources (GB3838-2002), mean effluent of COD, TN, NH4+-N and TP can nearly reach Grade Ⅲ, GradeⅤ, GradeⅠand GradeⅠ, respectively. Furthermore, treatment efficiency of the system in summer is obvious higher than that in other seasons. The expenditure of constructing the constructed wetland with the average treating capacity of 176 m3/d and lifetime of 20 years is 17075.00 RMB. The average disposal cost is summed up to 0.17 RMB/m3, which shows that the pretreatment of the micro-polluted Yellow River raw water by constructed wetland is feasible.

基于改性植物单宁生态絮凝-缓释气浮技术的探讨

针对城市水体黑臭现象频发且治理困难的问题,利用接枝共聚法制备获得具有较高分子量和阳离子度的植物单宁絮凝剂(TGCC),以常州市北市河原位黑臭水样为对象,配合使用缓释气浮剂(CR-CP),开展生态絮凝-缓释气浮模拟实验,验证了改性植物单宁生态絮凝-缓释气浮技术的高效性及其应用于城市黑臭河道水质净化的可行性。从“外源污染控制”“水质提升修复”“长效稳定维护”“突发应急处理”4个方面提出了城市黑臭河道治理方案。

山西黄河流域水生态系统服务时空分析

生态系统服务是支撑经济社会发展和人类生存条件的要素,其中水生态系统服务对于维持人类生产生活以及生态环境等都具有重要意义。然而,目前对流域水生态服务研究相对薄弱。基于InVEST(Integrated valuation of ecosystem services and trade offs)模型量化了山西黄河流域2000—2020年的产水量、水源涵养和水质净化服务的时空分布格局。探讨了气候条件和土地利用与产水量、水源涵养和水质净化服务之间的关系。结果表明:(1)近20 a,流域的产水量出现了波动上升的变化,且高峰值的出现在2020年,达152.37 mm。在空间上产水量分布差异明显,高值区范围扩大,低值区范围缩小。土地利用和气候变化共同影响山西黄河流域产水服务时空变化。气候变化对流域产水服务的贡献率远大于土地利用变化。(2)近20 a,流域水源涵养量与产水量变化趋势基本一致,整体呈波动上升趋势。高峰值的出现在2020年,达100.32 mm。空间上,林地水源涵养量增加最多,其次为草地,降水量大且蒸散相对较小的地区水源涵养能力显著高于其他地区。相比土地利用,气候因素对水源涵养量的影响更大。(3)在水质净化方面,同时期流域N、P输出量呈现逐年递减的态势,在2020年N、P输出量均达到最低值,分别为0.4739 kg·hm^(-2)和0.0366 kg·hm^(-2)。空间上,山区和丘陵地区的N、P输出量显著低于平原和盆地。人类农业活动特别是对农业用地中化肥的广泛投入是造成水环境污染的主要原因,同时伴随城市化发展的不透水地面的扩张也会对研究区水质净化造成一定的影响。研究结果可为山西黄河流域水生态系统保护及生态补偿与流域科学管理提供参考。

芡实对沿淮富营养化水体的净化效果研究

为了解乡土水生植物芡实对沿淮农村富营养化河流净化效果,在模拟沿淮农村地区富营养化河流的水池中种植芡实,定期监测水体中的总氮(TN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))、酸碱度(pH)、可溶性盐含量(EC)、溶解氧(DO)的数值变化,综合分析芡实对富营养化河流的净化效果。结果表明,芡实作为沿淮地区乡土水生植物,对富营养化的河流有着净化作用。芡实在生长过程中能吸收水体95.53%~98.45%的NH_(4)^(+)-N和99.50%~99.65%的TP,净化效果好。芡实对富营养河流中TN和COD_(Cr)的净化效果不明显,而且水体中的pH上升11.05%~11.61%,EC值增加21.12%~22%,DO增加3.82~21.77倍。芡实作为一种乡土水生植物,对沿淮地区富营养化河流具有显著的净化潜力。

城市河道水质多级净化技术研究

随着人们对美好生活需要的日益增长,城市河道水环境成为提升城市品位、改善居民生活质量的重要组成部分。各地区在水环境治理方面开展了大量的工作,整体水环境质量不断提升,但部分河道水质仍存在超标现象,在流域内实施了截污治污、河道清淤、生态补水等工程措施基础上,需对流域内水质超标河道进行水生态综合治理,进一步提升河道水质。研究通过现状调查摸清本底及水质提升需求,对流域内内源污染、点源污染、面源污染、大气干湿沉降污染等污染负荷分析,得出日均污染负荷,按既定的水质目标和设计水量、水文条件,计算水体所能容纳污染物的最大量,对比日均污染负荷和水体水环境容量,得出水体水环境自净容量提升需求。研究范围河道污染负荷主要来自于污水处理厂尾水和上游河道来水,河段主要污染物控制因子为COD、NH_3-N、TP,结合生态湿地净化原理及净化效率、生态塘库沉水植物净化作用、生态河道对水体中氮、磷的净化能力,以复合型生态湿地为水质净化核心功能区以生态塘库及生态河道作为污染物降解和转化辅助措施,按区位空间条件及现状实际,提出实施生态湿地、生态塘库、生态河道多级净化复合型生态处理措施,通过多级净化,提升河道水环境自净容量,实现城市河道水质提升。该技术路线优势明显,适用性强,通过多种生态措施组合、低成本提升水环境自净容量,实现水质考核目标,并为其他区域提供可借鉴的治理思路,各区域可结合实际本底、空间条件和水质目标进一步分析研究,通过河道水质多级净化治理思路,发挥水生态建设的积极作用。

河道治理中生态水利设计理念的应用研究

生态水利就是基于所在区域的地理状况、生态环境等多种因素,从生态平衡发展的角度进行水利工程项目建设开发。合理应用生态水利设计理念优化河道治理,可以有效提高水资源的自动化运转能力,具有重要的社会效益、生态效益和经济效益。分析河道治理以及生态水利设计理念的具体应用,探究技术要点,可以切实提高河道治理的综合质效。基于此,主要分析了河道治理中生态水利设计理念与基本原则,综合实际状况确定了具体应用的技术。

组合生态修复技术对河道水质净化与保持的应用研究

为探究生态修复技术对河道水质净化和保持的实际应用效果,对上海市某河道采用“生物床+微曝气+沉水植物”技术进行生态修复治理。结果表明,河道水质得到明显改善,对氨氮、总磷的去除率分别达到了54.5%~64%和48.4%~52.8%,水质可满足V类水要求,多数时段可达到地表水Ⅱ、Ⅲ类标准。同时水生态结构和功能得到了较好的恢复,生物多样性增加,水生态系统稳定。经过连续5年的水质跟踪检测,河道水质基本能稳定达到V类水质要求,证明本工程技术切实可行,稳定有效,值得在类似城市河道治理修复项目中推广。

某入淀河流水质净化设备的工艺及运行分析

结合白洋淀入淀河流的现状,总结了2020年某入淀河流出现的水质污染问题。为了解决入淀河流的水质污染问题,采用一体化水质净化设备处理河道水质,测试了超标时段COD、NH_(3)-N和TP的进出水浓度及去除率。结果显示通过一体化水质净化设备处理后,水质中COD的去除率为30%~70%;NH_(3)-N的去除率为36%~79%;TP的去除率为45%~69%,污染物去除效果显著,达到Ⅲ类水标准。研究结果为处理白洋淀入淀河流的水质污染问题提供了重要理论依据。

MBBR+DAF工艺在句容市河道水质净化工程中的应用

为解决不明污染源对句容市和平河水质污染问题,建设和平河水质净化工程。水质净化工程设计规模1×104 m^(3) /d,设计工艺MBBR+DAF(溶气气浮系统),设计出水主要指标执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质标准。项目采用搪瓷拼装罐、预制化集装箱作为主体构筑物,建设工期压缩至2个月以内,吨水建设成本降低至650元左右。通过精简辅助工艺,优化工艺组合,项目占地面积压缩至1300 m^(2) ,运行成本降低至0.85元/t左右。从运行情况来看,虽然进水水质波动较大,但净化系统出水总体能够稳定达标。项目建成后和平河及其下游断面水质得到有效改善,为城镇河道水质应急保障工程提供了技术参考。

原位砾间净化技术处理微污染河道水工程应用实例

砾间净化系统中的吸磷滤料、微生物、水生植物对河道水中的TP进行了有效的吸收和转化,利用砾间净化技术在河道内构建原位砾间净化系统,对受到污染的厦门汀溪洪坑段河道水进行净化,保障下游隘头潭国控断面水质达到考核要求。运行情况表明,原位砾间净化系统对微污染河道水水质提升效果良好,工艺出水中TP达到了地表水Ⅱ类标准,有效降低污染物处理的投资成本以及运行成本;同时原位砾间净化系统的构建,解决现阶段微污染河道生态治理征占地问题,也提升了河道的生态景观,具有良好的生态效益和经济效益。

活性炭吸附及模块化物理净水工艺在引江原水嗅味处理中的应用

在引江原水夏季出现嗅味及国家对于嗅味指标严格要求的背景下,探索“多介质-活性炭-超滤”模块化物理净水工艺对引江原水中二甲基异莰醇的去除效果。结果表明,粉末活性炭对二甲基异莰醇的去除效果随其投加量的增加而逐渐升高,结合实际生产工艺情况,可在取水泵房前配水井处设置粉末活性炭投加点,吸附去除嗅味物质。“多介质-活性炭-超滤”模块化物理净水工艺可有效解决引江原水嗅味问题。

土地利用对流域水源涵养及水质净化的影响——以乌江流域为例

乌江流域是长江上游重要的水源涵养区和生态屏障,基于InVEST模型中水源涵养和水质净化模块,利用2000-2020年3期土地利用为数据源,对乌江流域水源涵养、水质净化服务时空变化及其土地利用变化响应进行了分析。结果表明:(1)乌江流域平均水源涵养总量达到449.13×10^(9)m^(3),在时间上呈现先减少后增加的趋势,空间上呈现由西到东逐渐递增特征。不同土地利用类型中水源涵养能力大小依次为草地>林地>耕地;(2)水质净化方面,2000-2020年总氮(TN)年均输出总量均在3.2×10^(4)t以上;总磷(TP)年均输出总量均在3.0×10^(2)t以上,高强度输出区域主要分布在耕地覆盖区域,低强度输出区域主要分布在林地、草地覆盖区域;(3)流域土地利用变化对水源涵养、水质净化的响应主要体现在作用强度、面积变化、转化类型等方面,草地、林地与水源涵养和水质净化呈明显的正相关关系,耕地与水质净化呈负相关关系。研究有助于山区生态服务研究的发展,结果可为乌江流域土地利用格局优化调整和水质保护、水污染控制、水资源配置提供科学依据。

光合细菌挂膜碳纤维生态草净化微污染缓流河水

在模拟河道反应池中装填光合细菌挂膜碳纤维生态草,对微污染缓流河水进行净化处理,研究了挂膜碳纤维生态草装填密度、水力停留时间、溶解氧和光照对污染物去除效果的影响,并与河水中土著微生物挂膜碳纤维生态草进行了对比实验。结果表明,提高光合细菌挂膜碳纤维生态草装填密度会改善污染物的去除效率,增加水力停留时间会降低水流速度和剪切速率,使生物膜的生长更加稳定,溶解氧浓度和光照条件的变化对河水中污染物的去除效果影响较小。挂膜碳纤维生态草装填密度为180 g/m~3,水力停留时间为24 h,无曝气和外加光照,通过光合细菌挂膜碳纤维生态草的作用,能明显改善对河水中污染物的去除效果,出水COD_(Mn)、NH_(4)^(+)-N、TN、TP分别低于4.52、0.68、1.00、0.17 mg/L,达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅲ类水标准。反应系统抗冲击负荷能力强,适应贫营养环境,能有效净化微污染缓流河水。

重庆龙溪河流域水生态系统服务时空演变及对土地利用变化响应

探究区域水生态系统服务时空变化状况及其与土地利用的关系,有利于区域水生态环境保护和国土资源合理开发利用,帮助决策者通过合理的土地利用方式提高区域生态系统服务能力,平衡区域生态功能与农业生产功能。选择位于长江上游重要生态屏障的重庆市龙溪河流域作为研究对象,利用InVEST模型,对龙溪河流域近20年产水、水质净化、土壤保持服务等水生态系统服务的时空变化特征和其受不同土地利用类型的影响进行了研究。结果表明:(1)近20年龙溪河流域水生态系统服务总体呈增强变好的趋势,但存在一定的空间差异性。虽然产水与水源涵养服务在整个流域空间上相差不大,但水质净化服务在流域林地密集区较场镇和工业集聚区强,土壤保持服务在流域中部南北向水域、建设用地、农地集中区较流域东西两侧坡地强。(2)不同土地利用类型对流域水生态系统服务贡献呈现较大差异性。产水服务由强到弱表现为耕地>林地>建设用地>草地>水域,水源涵养能力表现为耕地>草地>水域>林地>建设用地,水质净化服务表现为林地>草地>建设用地>耕地>水域,土壤保持服务表现为水域>建设用地>耕地>林地>草地。(3)为平衡供给与调节服务,宜以乡镇为单元将龙溪河流域划分为生态修复区、农业生产区、城镇发展区,并针对各分区采取相应生态措施。

滦河流域土壤保持和水质净化服务及其权衡与协同关系

滦河流域是京津冀地区重要的生态屏障和水源涵养区,但流域内仍存在水土流失、河流水质不达标等问题。基于实测资料及loadest模型等工具率定InVEST模型参数,定量评估了滦河流域各生态区2005、2010和2015年土壤保持和水质净化服务及其时空变化特征,采用相关分析和基于网格的Moran′I指数分析了两项服务的作用机理和权衡与协同关系的时空分异,并探讨了气候和土地利用变化对二者的影响。结果表明:2005年、2010年、2015年滦河流域年均土壤保持强度为136.45 t/hm^(2),时间上呈现出先强增后微减的特点,空间格局表现为由西北向东南增加;流域总氮(TN)、总磷(TP)年均输出量分别为1526.73 t/a和82.89 t/a,输出量逐年增加且集中在流域中下游,流域整体水质净化能力有所减弱。流域内水体中TN、TP浓度与泥沙入河量具有显著相关性,土壤保持和水质净化服务关系整体上由协同向权衡转变,空间上的差异性表现为林地、草地集中区域(生态区A)多以协同关系为主,而农牧带交错地区(生态区B)多以权衡关系为主。建议未来滦河流域开展生态建设和管理工作时应统筹考虑土壤保持和水质净化服务,因地制宜协调二者关系,通过增强流域水土保持功能带动水质净化服务的提升,并优化土地利用布局,促进流域的生态环境高质量发展。

不同植物景观配置对河道污染水体的净化治理效果研究

经济快速发展的代价是环境污染,目前已提出多种针对污染水体的净化方法,但大部分不适用于中国国情,不具备高经济性,为此提出不同植物景观配置对河道污染水体的净化治理效果的研究分析,综合分析中国国情和河道污染情况,以生态浮床技术作为净化治理手段,探究不同植物景观配置下河道的化学需氧量、氮素、磷素污染参数值变化情况,并测量河道pH值治理前后的数值,得出在不同配置的净化效果。经实验结果表明,组合配置比单株植物的净化效果强,其中第3组水葫芦、再力花、慈姑以及水芹配置的净化效果最好。