水绵强化浮床净化再生水补给的景观水体效果

在补充再生水的模拟景观水体中采用黄菖蒲生物浮床,并引入网箱种植的水绵构建水绵强化浮床,从而探讨中低温条件下水绵强化浮床对再生水补给的城市景观水体水质的净化效果。试验结果表明,水绵对铜绿微囊藻的生长具有明显的抑制作用,水绵强化浮床可以控制再生水补给的景观水体中的藻密度和叶绿素a(Chl-a)浓度,其在中低温连续运行60 d过程中,水绵强化浮床水体的藻密度和Chl-a浓度均值分别为1. 57×10~4个/mL和5. 59μg/L,为浮床水体对应值的34. 28%和54. 54%,为空白水体对应值的4. 89%和14. 44%。同时,水绵强化浮床对再生水补给的模拟景观水体中的氮和磷具有较好的去除效果,在TN、NH_4^+-N和NO_3^--N的本底浓度分别为7. 52、1. 71、5. 53 mg/L条件下,运行60 d后其对应的浓度分别降低至0. 20、0. 08、0. 06 mg/L;当TP和PO_4^(3-)-P的本底浓度分别为0. 75、0. 70 mg/L时,运行60 d后其对应的浓度分别降低至0. 01mg/L和检测限以下。因此,水绵强化浮床对再生水补给的景观水体中低温阶段的水质净化及藻类控制效果明显,可有效控制该类水体的富营养化,是一种高效的景观水体水质控制方法。

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。

强化生态浮床原位修复技术对污染河流浮游动物群落结构的影响

对强化生态浮床原位修复技术修复南方重污染感潮河流过程中浮游动物的种群动态变化进行研究,探讨浮游动物群落结构变化特征与河流水质改善状况的相互关系.结果显示,经强化生态浮床处理后,重污染感潮河流水质得到改善,浮游动物的种类由修复工程实施前的5种增加到49种,且由单一耐污种转变为多种种类共存;示范区各月浮游动物个体丰度较对照区都有极显著增加(P<0.01),由修复前最低1.22ind./L,达到示范区最高47.19ind./L;示范区的多样性指数也有显著提高,其中Shannon-Wiener多样性指数(H')、Margalef种类丰富度指数(D)由初始的1.27、2.22,分别提高到1.62和3.12.本研究中示范区表现出了比对照区更强的浮游动物多样性恢复能力,表明强化生态浮床原位修复技术的应用在提升受污水体的生态恢复效能方面取得了显著的功效.

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。

强化生态浮床中纤维填料生物膜特性动态研究

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。从纤维填料生物膜量、生物膜厚度及脱氢酶活性等方面研究了强化生态浮床中纤维填料作为载体的生物膜的特性。动态试验结果表明,在强化生态浮床中,纤维填料生物膜的形成时间为60d;强化生态浮床中不同层次纤维填料生物膜厚度差异较大,从表层往下生物膜厚度依次降低,最表层5cm处纤维填料生物膜厚度是最底层50cm处的5.6倍;不同发育程度的生物膜表现出不同的活性,生物膜厚度在250μm左右时,活性最大;浮床最表层生物膜厚度是最佳厚度的2.1倍,其生物膜的过量积累不利于处理效率的提高。

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。

太阳能曝气—生物强化浮床对景观水体中氮素的去除

针对景观水体富营养化现象日益严重,设置5组实验装置,探究太阳能曝气、轻质陶粒填料、美人蕉及固定化好氧反硝化细菌颗粒强化组合生态浮床对富营养化水体中氮素和有机物的去除效果。结果表明,组合浮床中曝气和填料的设置对COD的去除起主要作用,设置曝气浮床较无曝气浮床的COD去除率提高了25%,设置填料浮床较无填料浮床的COD去除率提高了20%。曝气对NH^(+)_(4)-N的去除可起到很好的效果,设置曝气浮床较无曝气浮床的NH^(+)_(4)-N去除率提高了81.17%。曝气可促进硝化反应的进行,NO^(-)_(2)-N会随氨氮浓度的降低而上升,且NO^(-)_(3)-N浓度变化与NO^(-)_(2)-N浓度变化具有一定的同步性。添加了固定化好氧反硝化细菌颗粒的组合生态浮床对氮素的去除效果最佳,其中对NH^(+)_(4)-N的去除率达到了97.57%、对TN的去除率为50.24%。固定化好氧反硝化细菌的加入可缩短氮素的转化进程,提高氮素的转化效率,利于氮素的去除。

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。

污染水体条件下生态浮床的植物生长特性与作用

利用填料与水生植物构建强化型生态浮床,对重污染城市感潮河流进行原位修复。对浮床植物的生长情况及其对污染物的去除开展为期1a的监测,5种浮床植物表现出良好的耐污能力和去污能力。美人蕉相对生长速率最佳,为0.095 d^(-1);再力花、黄菖蒲、梭鱼草、风车草分别为0.080 d^(-1)、0.074 d^(-1)、0.045 d^(-1)和0.047 d^(-1)。各植物中美人蕉氧输送率最大,为57.08 gO_2·m^(-2)·d^(-1);其浮床系统对TN、NH_4^+-N、TP、COD_(Cr)和BOD_5的去除负荷也较高,分别为4.12kg·m^(-2)·a^(-1)、3.86 kg·m^(-2)·a^(-1)、0.15 kg·m^(-2)·a^(-1)、46.58 kg·m^(-2)·a^(-1)和4.36 k·m^(-2)·a^(-1),一阶降解系数分别为1.33 d^(-1)、1.37 d^(-1)、1.72 d^(-1)、3.92 d^(-1)和1.58 d^(-1)。与传统植物浮床相比,强化型生态浮床具有加速有机污染物分解速率和提高水体中氮磷营养盐处理效果等优点。

低温下强化水芹浮床对农村污水的深度处理研究

在低温条件下,利用强化水芹浮床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。研究结果表明,水芹在浮床内保持着较好的生长状态,是一种优越的低温条件下浮床植物;强化水芹浮床由纤维填料和水芹交替分布组合而成,提高了浮床内的微生物浓度,强化了浮床对污染物质的降解作用,从而使其对有机质、氮、磷及悬浮物保持着较好的净化效果,平均出水浓度COD≤40 mg/L,NH+4-N≤10 mg/L,TN≤15 mg/L,TP≤1.0 mg/L。

不同增氧条件下强化生态浮床净化养殖水体的效果

通过设置不同增氧条件,研究立体弹性填料强化生态浮床对淡水养殖水体的净化效果及出水中氮的组成。结果表明,当增氧强度为1 L/min、每天增氧3 h时,立体弹性填料强化生态浮床对淡水养殖水体中TN、COD和TP的去除率最高,分别为73.9%、81.7%和54.9%;不增氧会导致系统出水中NH+4-N浓度较高,当每天增氧4 h或8 h时会造成出水中NO-3-N积累。因此,综合考虑对上海市淡水养殖池塘水体的净化效果及出水中“三氮”的组成,当增氧强度为1 L/min、每天增氧3 h时,立体弹性填料强化生态浮床系统运行效果最佳。

微曝气强化生态浮床去除水中Cu^(2+)效果研究

构建一种改进型微曝气强化生态浮床污水静态模拟实验平台,利用该平台研究了3种水生植物黄菖蒲、西伯利亚鸢尾和水竹对水中Cu^(2+)的去除能力及富集特征;同时探究了不同曝气量下,黄菖蒲微曝气生态浮床对水中Cu^(2+)的去除效果。结果表明:在实验条件下,3种水生植物对水中Cu^(2+)的去除能力依次为黄菖蒲>西伯利亚鸢尾>水竹;当曝气量为7.5 L/min时,黄菖蒲微曝气生态浮床对水中Cu^(2+)的去除效果最好;3种植物的不同部位对重金属Cu^(2+)的吸收富集能力均表现为根部最强。