复合强化净化生态浮床对污水中N、P的去除效果

研究了复合强化净化生态浮床〔黄菖蒲(Iris pseudacorus)+组合填料+三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)〕和传统生态浮床(仅种植黄菖蒲)对污水中N、P的去除效果。结果表明,三角帆蚌和填料附着微生物与浮床植物间存在颉颃作用,植物生长受到限制;处理30 d,复合强化净化生态浮床使污水中ρ(TN)和ρ(TP)分别由9.23和2.16mg.L-1降至0.59～1.32和0.83～1.20 mg.L-1,去除率分别达到85.70%～93.61%和44.44%～61.57%,比传统生态浮床平均提高19.86和17.90百分点,最高达24.05和24.53百分点,并且随着时间的推移,去除率保持在更稳定状态;三角帆蚌投放密度宜控制在15～28个·m-3之间,此时复合强化净化生态浮床系统具有最佳复氧和N、P去除效果。

曝气-生态浮床联合技术净化河道水质效果及机理研究

为提升东减河水体质量,探究了曝气增氧-生态浮床联合技术对河道水体中氮磷及有机物的去除效果及机理.实验结果表明,联合技术对主汛期河道水体的COD去除率达到65%,总氮和磷酸盐去除率分别达到72%和46%.常规水质指标的相关性分析得出,氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐是水体富营养化的主控因子.河道水温和藻类生长呈显著正相关,和溶解氧呈显著负相关.同时,在7—9月河道表层沉积物的有机氮和有机磷矿化释放作用增强且具有持续性.这些是造成该时段河道水质状况较差的关键因素.曝气-生态浮床联合技术既可以有效地去除河道水体中氨氮、总磷等污染物,还可以提高水体溶解氧含量,抑制水中藻类的生长.联合技术增加了河道底泥细菌群落的多样性和功能菌群的丰度,多种丰度较高的菌属与脱氮更为相关.其中脱氮功能菌有Thiobacillus、Sphingopyxis、Nitrospira、Pseudomonas、Thermomonas.除磷功能菌有Bacillus、Rhodobacter、Acinetobacter.同时检测出高丰度的黄杆菌属(Luteolibacter)是良好水质水体的指示生物.

不同生态浮床对水体氮磷的净化效果及机理探讨

[目的]研究不同生态浮床对水体氮磷的净化效果及机理。[方法]通过构建空心菜-生物膜组合生态浮床,与对照组和空心菜浮床组比较对富营养化水体氮磷的去除效果,分析不同生态浮床的植物根系微生物的生物量、氮磷吸收量及去除贡献率,探讨生态浮床的氮磷去除机制。[结果]与空心菜浮床相比,组合生态浮床对氮磷污染物的去除效果更好,TN、TP、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N平均去除率分别为71.35%、70.05%、83.17%、85.83%,较空心菜浮床提高了13.92%~21.08%;在氮磷去除过程中植物根系充当“载体”,富集大量的微生物,形成根系生物膜,而组合生态浮床根系生物膜的微生物生物量显著大于空心菜浮床(P<0.05),表明载体生物膜对植物根系微生物的富集和生长有显著促进作用;空心菜浮床和组合生态浮床中植物对氮磷的吸收量均有限,氮去除贡献率分别为25.56%、20.24%,磷去除贡献率分别为5.99%、4.18%,表明植物吸收作用不是浮床系统氮磷去除的主体。[结论]生态浮床对水体氮磷的去除主要依靠微生物转化作用,组合生态浮床的微生物生物量较大,可有效提高水质净化效果和系统稳定性。

增强型生态浮床填料筛选及工况优化

生态浮床作为一种经济、环保的黑臭水体处理工艺得到广泛应用,但其处理能力受制于植物根系深度及表面积。通过悬浮球、生物绳、弹性和组合填料分别与间种的粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)和西伯利亚鸢尾(Iris sibirica)植物构建生态浮床,探究不同填料对生态浮床效能的强化作用及微生物机制;并在优选填料的基础上进一步探究优选填料的最优添加工况及其强化下浮床对污染物去除的动力学模型。填料优选实验结果显示,生物绳填料对COD、氨氮和总磷的去除率最佳,分别为>99%、43.85%和14.03%;高通量测序分析显示,生物绳填料表面生物膜微生物丰富度最高、物种组成分布最均匀、微生物多样性最高,且生物绳填料可定向富集Flavobacterium、Exiguobacterium、Chryseobacterium、Microbacterium、Caulobacter等脱氮除磷相关功能菌。生物绳工况优化结果显示,修复轻度黑臭水体的最佳生物绳填料投加量为12.5 m/m^(3),其对COD、氨氮和总磷的去除率分别为96.4%、38.5%和56.6%;动力学模型拟合显示,一级动力学模型能更好地拟合生物绳强化生态浮床的氨氮及COD降解规律。

海马齿生态浮床对金刚虾养殖环境的净化

为考察海马齿对金刚虾养殖水体的净化效果,对驯养后的海马齿茎叶主要成分进行测定,并分析金刚虾养殖中海马齿生态浮床对水体水质的影响。结果表明,海马齿的水分和灰分含量较高,其所含矿物质元素丰富,常见重金属未超标;铺设了海马齿生态浮床的金刚虾养殖池实验组的各氮磷指标的去除率比对照组高出9%~68%不等,对水体中氮、磷等相关成分有较明显的净化作用。显著性分析表明,是否使用海马齿生态浮床对水体中的氮磷指标有显著差异或极显著差异的影响。动力学拟合表明,对总磷和总氮的净化符合一级动力学模型,对硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮在实验的前半段(分别为1~13、1~16、1~24 d)较符合一级动力学模型,后进入降解平台期。

生物净化槽/强化生态浮床工艺处理农村生活污水

农村生活污水的随意排放对农村的生态环境构成了严重威胁,因地制宜地研发适合农村分散式生活污水处理的新技术与新工艺是解决农村水污染问题的关键所在。采用生物净化槽/强化生态浮床(BPT-EEFR)组合工艺处理崇明岛的农村生活污水,生物净化槽(BPT)可以有效地对有机物进行生物降解,强化生态浮床(EEFR)则进一步去除了氮和磷。在稳定运行的状况下,BPT-EEFR组合工艺的平均出水COD<45 mg/L、NH4+-N<5.0 mg/L、TP<0.75 mg/L、SS<20 mg/L,其对COD、NH4+-N、TN、TP及SS的平均去除率分别为80.3%、83.1%、50.2%、79.4%和88.1%,其中BPT对去除COD、NH4+-N、TN、TP及SS的贡献率分别为78%、25%、37%、53%及35%,EEFR的则为22%、75%、63%、47%及65%。同时,BPT-EEFR组合工艺还具有占地少、造价低、易于维护管理等优点,比较适合农村地区生活污水的处理。

国内生态浮床原位修复复合强化技术研究进展

生态浮床作为一项重要的水体修复技术具有独特的优势,已被广泛应用。然而受到生态浮床本身构造的限制,浮床植物及根系微生物对水体的净化能力有限,为提高生态浮床的应用效果,国内很多学者对生态浮床进行了复合及强化改良研究。该研究对现阶段广泛应用的生态浮床复合及强化措施进行总结与比较,并对目前生态浮床改良技术存在的问题及发展方向进行阐述,以期为生态浮床技术研究及应用提供参考依据。

强化生态浮床与普通浮床对污染物净化效果对比研究

设计了具有纤维填料与植物根系交错的"网状结构"的新型强化生态浮床,并与普通浮床进行了平行对比试验。结果表明,在稳定运行阶段,强化生态浮床和普通浮床对COD、NH4+-N、TN、TP及SS的平均去除率分别为51.11%和37.33%、79.32%和74.54%、64.14%和45.95%、82.15和50.99%,强化生态浮床强化了植物与微生物之间的协同作用,对各种污染物的去除效果明显优于普通浮床。

曝气复合式生态浮床强化修复污水厂尾水的试验研究

采用曝气复合式生态浮床强度修复污水厂尾水,在水力停留时间为1.5d和水温为17.8～21.5℃的条件下,研究了曝气复合式生态浮床对COD、氨氮、总氮和总磷的去除效果。研究结果表明,曝气复合式生态浮床对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为33.9%～53.1%(平均值44.0%)、37.97%～64.45%(平均值50.8%)、33.46%～57.25%(平均值44.9%)和去除率5.43%～72.62%(平均值50.97%),其出水COD浓度远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。对比无/有曝气复合式生态浮床发现,曝气强化作用对复合式生态浮床修复效果的改善具有较重要的效果。曝气复合式生态浮床强化系统是一种运行管理方便、成本低廉、无需占有耕地。

复合生态浮床净化某小河道重金属污染工程设计

近年来,由于上游工矿企业的排污,我国南方某小河道中V,Cr,Cd,Pb等多种重金属超标,对下游作为饮用水水源地的水库水质构成严重威胁。针对上述问题,该研究在传统生态浮床基础上设计了一套适合该河道污染特征、布置合理的生态浮床系统来净化水质。生态浮床为能同时负载挺水植物、浮水植物和沉水植物的立体式复合生态浮床。经过计算和现场工程验证,在5 km河道布置200组生态浮床单元,可以使该河水质经过处理后达到地表水Ⅱ类标准,保障饮用水源地水质安全。

曝气一生态浮床治理氮磷污水净化效果研究

为强化生态浮床对重污染河道水体的净化能力,通过设置曝气-电解强化生态浮床和生态浮床装置,分析水中氮﹑磷营养盐净化情况,并进行对比分析。结果表明,曝气-电解的联合作用有利于水体中氮元素物质的去除,且曝气可使污染水中出现大量好氧菌,使微生物硝化能力加强,提升浮床净化能力;由于溶解氧含量较低,传统浮床对污染水氮元素物质具有一定的去除能力,但能力弱于曝气-电解强化生态浮床装置;曝气-电解强化生态浮床装置对污染水磷元素物质去除作用较强,但因为曝气作用有限,主要源于电解作用。研究结果可为实际工况提供参考。

河道生态浮床净化效果模拟试验研究

以北市河河道生态修复项目为研究对象,采用模型试验,对河道的生态修复进行模拟,研究水流速度对生态浮床净化效果的影响,对比分析静水、水流速度为2.5、10、20 m/h条件下,河道污染物去除率变化。结果显示,改良后的生态浮床与传统生态浮床对NH4^(+)-N去除率差距最大,二者差距为47.63%;改良后生态浮床与传统生态浮床对TN去除率的差距较小,二者差距为9.79%。提升水流流速,对NH4^(+)-N去除效果影响较大,对TN的去除效果影响较小。表明为提高改良生态浮床的净化效果,需选取适当的水流流速。当水流流速较小时,其净化效果无法充分发挥;当水流流速较大时,水流的冲击作用对植物根系产生破坏,影响其净化效果。

复合型生态浮床净化富营养化水体实验研究

通过49d的室内模拟实验,研究了3种不同构造的复合型生态浮床对富营养化水体的净化效果。结果表明,整个实验周期内,A浮床(香菇草+火山岩浮球填料)、B浮床(狐尾藻+海绵浮球填料)和C浮床(黄花水龙+组合填料)总磷最大去除负荷分别达到13.33、17.29和18.17mg/(d.m^2),氨氮最大去除负荷分别达到64.92、75.53和84.38 mg/(d.m^2),COD最大去除负荷分别达到619.45、614.06和1050.18 mg/(d.m^2)。研究发现,复合型生态浮床的污染净化能力受到浮床构造和底物浓度的影响。

强化生态浮床中酶活性变化与净化效果的相关性分析研究

利用强化生态浮床技术对生物净化槽处理后的崇明岛农村生活污水进行深度处理。研究了强化生态浮床中纤维填料上蛋白酶、脲酶、磷酸酶及脱氢酶活性变化与净化效果之间的关系。在强化生态浮床系统中,蛋白酶、脲酶、磷酸酶和脱氢酶活性均随着空间与季节的变化而发生较大的变化。对于同一季节横向比较而言,4种酶活性基本上从前到后是逐渐减小的,纵向比较上层纤维填料的蛋白酶、脲酶和脱氢酶活性均低于下层的,而磷酸酶则反之。蛋白酶和脲酶活性的沿程各段变化与TN的去除贡献率有一定的关系,但负相关性较差,磷酸酶和脱氢酶沿程各段变化分别与TP及COD的去除贡献率正相关性显著;而从全年上来看,各个季节蛋白酶和磷酸酶活性与TN及TP总去除率相关性显著,脲酶和脱氢酶活性与TN及COD总去除率相关性较差。这充分说明强化生态浮床对污染物质的去除是综合了不同季节的植物、纤维填料、微生物及酶的联合作用的结果,直接将各种酶活性与不同季节沿程各阶段污染物去除贡献率及污染物总去除率之间建立线性关系似乎过于简单,因此可以考虑将酶活性作为评价浮床运行情况的重要指标。

基于生物协同作用的强化生态浮床对养殖水体的净化效果

为了提高传统植物浮床对养殖水体的净化效果,降低养殖排放水污染,采用在凤眼莲Eichhornia crassipes浮床底部放置生物陶粒基质的方法构建强化生态浮床,研究了该强化生态浮床对养殖水体的净化效果。结果表明:用强化生态浮床净化水体16d时,对总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、亚硝氮(NO-2-N)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)的去除率分别达到48.57%、68.52%、77.05%、71.17%、47.22%,均显著高于凤眼莲组和生物陶粒组(P<0.05);经强化生态浮床净化后的养殖水体中,TN、TP水平分别达到淡水池塘养殖排放水一级标准(SC/T9101—2007),NH+4-N浓度降至0.20mg/L以下,NO-2-N浓度降至0.01mg/L以下。研究表明,强化生态浮床中植物、基质和微生物的协同作用提高了其对污染物的去除效果。

不同填料强化生态浮床对淡水养殖水体的净化效果

人工填料强化生态浮床是近年来发展起来的一种新兴生态工程修复技术。选取3种不同类型的人工填料与挺水植物组合,分析其对高磷浓度养殖水体和上海市养殖池塘水体的净化效果。结果表明,在高磷浓度(2.36~3.42 mg/L)养殖水体中,人工填料强化生态浮床对TN、TP、COD的平均去除率分别为34.9%,12.2%,26.1%,且3组系统之间差异不明显。在上海市养殖水体平均浓度条件下,3组系统对TN和TP的去除能力为:立体弹性填料强化生态浮床>组合填料强化生态浮床>生物绳填料强化生态浮床,立体弹性填料强化生态浮床对TN和TP的去除率分别为83.9%和69.3%;3组系统对COD和NH4+-N的去除率均在70%以上。因此,立体弹性填料强化生态浮床可以考虑应用于上海市淡水养殖池塘水体的生态修复工程。

复合式生态浮床对校园人工湖的净化效果

为研究“植物-填料”组合的复合式生态浮床对校园人工湖中CODcr、NH3-N、TP的净化效果,在使用相同的辫带式纤维填料的条件下,共设计两轮实验.在第一轮试验中,以菹草5株,浮萍鲜重分别为5、10、15、20 g作为工况1;浮萍鲜重为5 g,菹草株数分别为6、12、18、24作为工况2,研究它们对某高校校园人工湖的净化效果.结果表明:工况1中第2组,即菹草5株、浮萍10 g,工况2中第2组,即浮萍5 g、菹草12株,对试验湖水中CODcr、NH3-N、TP的净化效果最好,达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)V类标准.在第二轮试验中,将菹草12株、浮萍10 g进行搭配,试验其对湖水的净化效果.结果表明,其对试验湖水中CODcr、NH3-N的净化效果优于工况1、工况2,受试湖水中CODcr和NH3-N含量已达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅳ类标准.由于第二轮试验湖水中TP初始含量较低,导致TP去除效果不明显.

生态浮床对河口水质的净化效果研究

通过分析浮床建成前后、浮床撤除前后以及浮床边和开阔水道之间水质的差异,考察了浮床对河口水质的净化效果,并对净化机理进行了分析。结果表明,生态浮床具有很强的净化能力,经过浮床段后TN、TP和NH4+-N浓度均得到明显降低;浮床边的水质较好,浮床对TP、TN、NH4+-N的净去除率分别为10.4%、8.1%、18.1%;由于氮循环过程的复杂性,经过浮床段后NO3--N和NO2--N浓度反而显著升高;工程段水质的改善是湖水稀释、河流自净和浮床净化等综合作用的结果;撤除浮床后,对水体的净化效果大大降低,对TP、TN、NH4+-N的去除率仅分别为18.2%、9.2%、27.8%。

组合型生态浮床中各生物单元对污染物去除的贡献及净化机理

对组合型生态浮床中水生植物单元(空心菜)、水生动物单元(滤食性贝类三角帆蚌)、微生物强化单元(人工介质)进行组合配置,分析不同生物单元的污染物去除贡献率,试验结果表明,组合型生态浮床中人工介质单元对TN、TP、CODMn去除的贡献率分别为48.5%、46.7%、49.9%,均高于水生植物和水生动物单元,人工介质富集的微生物是氮磷等污染物的净化主体,而水生动物单元对Chl-a的去除贡献率达到了79.1%,表明水生动物单元的污染物去除途径主要为三角帆蚌对藻类等颗粒性有机物的滤食。通过三角帆蚌的滤食及排氨作用促进了颗粒有机物的可溶化和无机化,为组合型生态浮床中人工介质上微生物增殖以及植物的吸收提供了有利的基质条件,从而促进了浮床的污染物净化效能。

微曝气生态浮床净化入湖河口污染河水原位模型实验

针对污染河水黑臭缺氧、NH4+-N含量高等问题,研发了一种"漂浮载体悬挂弹性生物膜填料+水生植物并辅以人工微曝气系统"的微曝气生态浮床系统.通过原位模型实验,研究了其在大清河入湖河口对污染河水的净化效果,当水力负荷为1500mm/d时,对TN和NH4+-N的平均去除率分别为81.1%、91.3%,对TP的平均去除率为72.7%,对PO43--P的平均去除率为92.5%,对有机物亦有较强的去除能力;处理1m3水需要的曝气费用约为0.007元.微曝气生态浮床系统整体运行稳定、去除效率高、能耗低,适合流水环境,可直接在污染河道和入湖河口区对污染河水进行自流净化.