石家庄市区道路径流雨水污染特征调查

为保护地下水和城市生态环境,中国已经开始大规模建设海绵城市。海绵道路是海绵城市建设的重要组成部分。近些年,石家庄市政设计研究院提出了种植土碎石绿化带新型海绵道路结构,并已在石家庄市推广使用。入渗雨水水质是否符合标准,是否会污染地下水是这种道路结构设计中亟待解决的关键问题。为此,弄清石家庄市道路雨水径流污染情况对于石家庄市海绵道路结构设计及海绵城市建设都极为必要。为获得石家庄市道路雨水径流污染特征,在石家庄市南二环与裕翔街口、河北科技大学东门口、西二环与中山路口高架桥下和路边雨水井设置了4个采样点。这些采样点位于石家庄市区主干路上,涵盖了石家庄市区的东部和西部,基本代表了石家庄市区道路雨水径流的污染状况。从2017年3月到6月一共收集了6场雨水,选取典型、可代表石家庄市中小雨道路雨水径流污染物平均状况特征的5月3日的调查结果进行分析。用重铬酸钾法测试了道路径流雨水COD浓度;用钼酸铵分光光度法测试了TP浓度;用过硫酸钾消解-紫外分光光度法测试了TN浓度;用纳氏试剂分光光度法测试了NH3-N浓度;用滤纸过滤法测试了SS浓度;用电感耦合等离子体法测试了Zn离子和Pb离子浓度。根据测试结果,研究了降雨过程中道路径流雨水COD,TP,TN,NH3-N,SS,Zn离子和Pb离子浓度的演化规律。结果表明:石家庄市道路雨水径流污染物大致随降雨历时而衰减,降雨90min后渐趋稳定;污染物浓度与降雨历时之间近似呈负指数函数关系。基于调查结果,分别利用时间加权平均和雨量加权平均方法提出了石家庄市道路初期雨水径流和长历时道路雨水径流的污染物浓度特征值。石家庄市初期雨水径流设计质量浓度的时间加权平均法建议值:TN为14.49mg/L,NH3-N为10.93mg/L,TP为0.45mg/L,SS为651.00mg/L,COD为437.73mg/L;长历时道路雨水径流的污染物质量浓度值建议值:90min以内,TN为8.05 mg/L,NH3-N为5.60 mg/L,TP为0.59 mg/L,SS为559.22 mg/L,COD为237.96mg/L;90 min以后,TN为5.13 mg/L,NH3-N为4.11 mg/L,TP为0.58 mg/L,SS为422.67mg/L,COD为97.35mg/L。石家庄市初期雨水径流设计质量浓度的雨量加权平均法建议值:TN为14.40 mg/L,NH3-N为10.86 mg/L,TP为0.50 mg/L,SS为684.10 mg/L,COD为440.08mg/L;长历时道路雨水径流的污染物质量浓度值建议值:90min以内,TN为12.46mg/L,NH3-N为9.19mg/L,TP为0.52mg/L,SS为642.80mg/L,COD为363.92mg/L;90min以后,TN为5.13 mg/L,NH3-N为4.11 mg/L,TP为0.58 mg/L,SS为423.30 mg/L,COD为97.35mg/L。总体来看,雨量加权平均法获得的设计浓度值比时间加权平均法获得的结果略大。Zn离子和Pb离子在土壤中极难降解,且危害大,建议取30min时间加权质量浓度值作为初期径流雨水和长历时降雨道路径流雨水的设计浓度,Zn离子设计质量浓度建议值为0.67mg/L,Pb离子设计浓度建议值为0.11mg/L。     

透水混凝土铺装基层三种骨料对典型径流污染物吸附效果比较

为提高透水混凝土铺装基层对雨水径流污染物的削减作用,通过优选骨料的方法对透水混凝土铺装基层进行功能强化研究,采用静态吸附等温试验对三种骨料开展了试验。研究表明,采用沸石骨料对雨水径流污染物削减效果最好,沸石对径流主要污染物COD、TP、TN、Cu的理论饱和吸附量分别为8.612、1.848、3.932、7.032mg/g。沸石和陶粒相较于砾石对径流污染物COD、TP、Cu的吸附能力分别提高了51%和14%、61%和34%、87%和58%,沸石对于TN的吸附远高于陶粒和砾石,所以,对骨料进行优选后可以提高基层的除污能力,为透水混凝土铺装的扩大应用提供创新方法,同时为海绵城市的建设提供技术支持。     

透水混凝土铺装基层3种骨料对典型径流污染物吸附效果比较

为提高透水混凝土铺装基层对雨水径流污染物的削减作用,通过优选骨料的方法对透水混凝土铺装基层进行功能强化研究,采用静态吸附等温试验对3种骨料开展了试验。研究表明,采用沸石骨料对雨水径流污染物削减效果最好,沸石对径流主要污染物COD、TP、TN、Cu的理论饱和吸附量分别为8.612、1.848、3.932、7.032 mg/g。沸石和陶粒相较于砾石对径流污染物COD、TP、Cu的吸附能力分别提高了51%和14%、61%和34%、87%和58%,沸石对于TN的吸附远高于陶粒和砾石,所以,对骨料进行优选后可以提高基层的除污能力,为透水混凝土铺装的扩大应用提供创新方法,同时为海绵城市的建设提供技术支持。     

MB(A2/O)反应器处理城市污水

研制了将MBR和A2/O工艺相结合的新型MB(A2/O)反应器,研究了MB(A2/O)反应器对城市污水的处理效果,并分析了其性能和机理.结果表明:出水COD小于20mg/L,平均去除率达93.80%;NH3-N质量浓度小于8mg/L,去除率可达88.42%;TN质量浓度小于30mg/L,去除率达46.05%;TP质量浓度小于0.3mg/L,去除率达94.70%.试验表明,MB(A2/O)反应器在保留对其他污染物良好去除效果的同时,对TP有极高的去除率,处理后水质满足<城市污水再生利用城市杂用水水质>(GB/T 18920-2002)的要求.     

COD进水浓度对SBMBBR脱氮除磷效果影响

研究了序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)中COD进水浓度对同步脱氮除磷效果的影响.维持进水PO3-4-P浓度为10 mg/L、NH3-N浓度为40 mg/L左右,COD浓度为200～800 mg/L,研究了反应器的脱氮除磷效果.结果表明:厌氧释磷量在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为61.2 mg/L;之后,增加COD进水浓度不利于磷的释放.在厌氧段初期,TN便有超过30%的损失,可能是因生物吸附造成的.好氧时TN和磷均损失较大,说明在生物膜上很可能发生了同时硝化反硝化和反硝化聚磷.一定范围的COD浓度能促进TN的去除.TN去除率在COD进水浓度为450 mg/L时达到最大,为87.8%,氮磷的去除与生物膜的生物量和生物膜厚度密切相关.     

海藻酸钠吸附铜离子的研究

研究了用海藻酸钠作为吸附剂去除水相中的Cu2 ,以及吸附过程中试验条件对吸附效果的影响·结果表明:吸附过程在10min左右就达到了平衡;在pH=6时吸附效果达到最佳;吸附温度以30℃左右为宜;海藻酸钠对Cu2 吸附的最大负载量为144～150mg/g·铜离子去除率的大小与水相中铜离子的初始质量浓度有关,对含铜量较高的水样(如铜离子质量浓度为800mg/L),海藻酸钠对溶液中Cu2 的去除率最高达81%,对含铜量较低的水样(如铜离子质量浓度为40mg/L),Cu2 的去除率达99 5%;因此采用海藻酸钠进行二次吸附,溶液中的Cu2 的残余质量浓度低于国家污水综合排放标准中铜离子的最高允许排放质量浓度·     

污泥浓度对MBSBBR处理城镇生活污水的影响

为综合分析污泥浓度对MBSBBR处理城镇污水中有机污染物的影响,考察了四种不同污泥浓度对MBSBBR系统COD,NH4+-N,TN,TP去除效果的影响.结果显示,MBSBBR系统COD的降解随着污泥浓度降低存在微弱下降趋势;污泥浓度变化对硝化脱氮效率没有明显影响;TP去除效果随MLSS变化显著,MLSS减少,TP去除率降低.综合考虑污水有机物的去除效率以及耐负荷能力,MBSBBR处理城镇生活污水可选在1.5-2 g/1.     

城市污水的SBR法脱氮除磷处理实验

采用SBR工艺对沈阳市的城市污水进行生物脱氮除磷处理,其工艺运行模式:进水0.05h,搅拌0.95h,曝气3.5h,沉淀1h,排水0.05h,待机0.45h;测定项目:进出水的COD,TN,TP,PH;曝气池中污泥的MLSS,SVI及一个运行周期(6h)内的COD,TN,TP.结果:当MLSS值为1330～3009mg/L时,出口COD值0～34mg/L,去除率为67.62％～100％;TN浓度0.6～1.7mg/L,去除率95.44％～98.59％;TP浓度0.4～2.95mg/L,去除率为32.8％～88.5％.     

复合快渗系统处理生活污水的模拟试验研究

用自制的实验室快速渗滤系统模拟反应器对生活污水进行处理.研究结果表明,此套实验室模拟快渗处理生活污水系统对CODCr、TN、TP去除效果良好,对CODCr的去除率最大值为95.4%,TN为74.7%,TP为83.5%.在布水4 d后,出水CODCr,TN和TP质量浓度分别稳定在20 mg/L,20 mg/L和1.5 mg/L以下.     

三种人工湿地基质吸附氮磷的基础实验研究

选用广西平果某铝厂三种废渣作为基质材料进行磷素和氮素等温吸附实验和动力学实验研究,结果表明:当氮溶液浓度和磷溶液浓度分别为5～500 mg/L时,磷素和氮素的理论最大吸附量均为1#废渣,分别达到9 240 mg/kg和6 062 mg/kg.动力学实验表明在当磷溶液浓度为5 mg/L时,三种废渣中对磷的吸附去除率以1#废渣最大达到了96%;当初始氮溶液浓度为50 mg/L时,以2#废渣的吸附去除率最大, 为52%. 相比之下,对氮素的实际吸附容量和去除率都没有达到磷素的水平.     

水厂污泥制备可吸附污染物的生态透水砖

污泥制砖是现阶段污泥资源化、稳定无害化、产业化途径之一。采用黏土作为黏结材料添加到给水厂污泥中烧结透水砖;并对制备的烧结砖吸附水体中污染物的性能进行了试验。用黏土作为添加剂加入到水厂污泥中制备透水砖的最佳条件是给水厂污泥、黏土和石英砂的比例分别为40%、30%、30%,在30 MPa的压力下压制成砖坯,烧成温度为1 100℃,保温时间为3 h,制成品抗压强度达到32. 7 MPa,透水系数为1. 06×10~(-2)cm/s,满足透水砖标准的要求。在实际生产中,为了尽量多地利用给水厂污泥,可将污泥的比例控制在45%左右,粗骨料标准砂的粒径控制在0. 8～1. 2 mm之间,水厂污泥筛分至0. 3 mm左右,黏土筛分至0. 125 mm左右。烧结砖吸附水中污染物试验表明,震荡吸附60 h后,其对初始浓度分别为158 mg/L、6. 17 mg/L和10. 86 mg/L的COD、NH_4~+-N和TP的去除率分别为25%、30%和57%。     

SUFR系统中同时反硝化吸磷现象的试验研究

螺旋升流式反应器(Spiral Up-Flow Reactor,SUFR)是一种新型的污水处理工艺,该工艺对污水中COD、TN、TP的去除效果较好,出水浓度分别低于28 mg/L、10 mg/L和0.5mg/L.本文对螺旋升流式反应器脱氮除磷系统中的反硝化吸磷现象进行了深入的研究,通过分析发现,适当的COD浓度和DO浓度有利于同时反硝化吸磷现象的发生。     

不同人工湿地填料对氨氮的吸附特性分析

采用等温吸附、吸附动力学实验分别研究了泥灰页岩、黑色页岩、蜂窝煤渣和河砂等不同填料对城市生活污水中氨氮的吸附特征.结果表明:4种不同填料对氨氮的吸附量均随着氨氮起始浓度的增加而增大,且各填料对氨氮的最大吸附量大小次序依次为蜂窝煤渣(1.02 mg/g)泥灰页岩(0.86 mg/g)黑色页岩(0.77 mg/g)河砂(0.74 mg/g).当进水中氨氮浓度低于50 mg/L时,氨氮去除率随着进水氨氮浓度的增加而增大,当进水中氨氮浓度大于50 mg/L时,氨氮去除率随进水氨氮浓度的增加逐渐降低.4种填料对氨氮的吸附是快速吸附、缓慢平衡的过程.研究表明,蜂窝煤渣更适合作为人工湿地污水去除氨氮的填料.     

城市绿地对雨水径流污染物的削减作用

采用模拟城市绿地和降雨系统装置研究城市绿地对径流雨水污染物的削减作用,通过对降雨过程及降雨后装置内土壤微生物数量、生化作用强度及土壤性质的分析,初步研究了城市绿地对雨水径流污染物的削减作用机理.结果表明：在2 h的降雨过程中模拟绿地对雨水中COD_Cr、氨氮、硝态氮、总氮和总磷的平均削减率分别为41.3％,44.1％,38.5％,38.2%和39.0％.随着降雨时间的延长,削减率逐渐降低.绿地系统对径流污染物的去除是生物与非生物共同作用的结果.在降雨过程中污染物的去除主要依靠土壤及植物根系的吸附、过滤和截流作用,降雨后的5～8 d内土壤微生物的生化作用最强,并且土壤有机质、总氮和总磷含量逐渐降低,主要进行的是微生物对吸附于土壤颗粒表面的污染物的分解作用.两周后总氮和有机质在土壤中还有一定的累积,总磷含量基本达到降雨前的水平.     

基于环境容量的入湖污染负荷削减分析

水环境污染是困扰城市发展和影响人居生活的重要因子。为探索研究河湖水环境改善措施,尤其是研究与人居环境密切相关的城市内湖水环境提升,以武汉市南湖为例,开展了典型城市公园型湖泊的水质提升问题。通过对南湖汇水范围内污染物来源的进行精细化定量解析,结果结果表明南湖入湖总氮(TN)和总磷(TP)负荷分别为835.6 t/a和92.56 t/a;污染负荷空间分布有三个典型峰值区域,其面积仅占汇水范围的10.7%,而其TN产污负荷占25.18%,总磷产污负荷占23.97%。采用狄龙模型计算得出南湖水域TN环境容量为315.2 t/a,TP环境容量为21.01 t/a。在完成城镇生活污水和底泥释放中60%TN去除和75%TP去除的基础上,同时地表径流中TN控制率达到67%、TP控制率达到87%,即TN和TP排放量控制在环境容量限值以内,可使TN浓度达到1.5 mg/L,TP浓度达到0.1 mg/L,南湖水质总体达到地表水Ⅳ类要求。基于环境容量分析的入湖污染物来源定量解析,以及进一步对汇水范围内污染负荷的空间分析,可为河湖水环境污染治理措施的合理安排提供科学依据。     

竹炭-有机复合吸附剂对Cu2＋吸附行为研究

研究了竹炭及其改性体粒径、用量、吸附时间、温度及铜离子（Cu2＋）初始浓度等因素对Cu2＋吸附效果的影响。结果表明：竹炭及其改性体对Cu＊吸附率随粒径减小而增大，用量增加而增大；Cu2＋初始浓度增大，吸附率减小；对Cu2＋吸附平衡约2h；最佳吸附温度为20-40℃，pH为3—4。改性体2效果最佳，30-50目粒径时去除率达99％以上，当溶液浓度为1．26g／L时，其比吸附量最大，为95．8mg／g。     

Performance of Sequencing Biofilm Batch Reactor（SBBR） under Micro-aerobic Condition for Aniline-Contaminated Wastewater Treatment

The performance of sequencing biofilm batch reactor（ SBBR） under micro-aerobic condition for aniline-contaminated wastewater treatment was investigated in this study. Dissolved oxygen（ DO） and aniline concentrations were selected as the operating variables to analyze,model,and optimize the process. In order to analyze the process,5 dependent parameters,chemical oxygen demand（ COD）,aniline,ammonium,total nitrogen（ TN）,and total phosphorous（ TP） removal as the process responses were studied. From the results, increase in DO concentration could promote the removal of COD,aniline,ammonium,and TN,while increase in aniline concentration has a slightly negative impact on the removal of pollutants. The optimum DO concentration was found to be 0. 4-0. 5 mg /L. The removal efficiencies for COD,aniline,ammonium,and TN at the optimum point（ DO concentration0. 5 mg /L,aniline concentration 11 mg /L） were 95. 84%,100%,75. 72%,and 45. 39%,respectively. The oxidative deamination was the main degradation method for aniline under micro-aerobic condition. Simultaneously nitrification-denitrification（ SND）process performed under micro-aerobic condition and about 20%-40% nitrogen was removed by SND.     

异养硝化好氧反硝化菌对食品工业废水的降解特性研究

通过用模拟的食品工业废水来培养8株异养硝化-好氧反硝化菌,以研究8株菌的生化及脱氮除磷性能,为提高食品工业废水处理效率提供理论基础.以琥珀酸钠为碳源、硫酸铵为氮源、磷酸氢二钾为磷源,将8株菌接种于实验室配制的模拟培养基,每隔24 h测定水中OD600、COD、NH3-N、TN和TP浓度.实验结果表明,8株菌生长情况良好并且均具有良好的生化能力和脱氮能力,在初始进水COD为2 310 mg/L、TN为87 mg/L的情况下,COD和TN的去除率最高分别可达到97.2%和89.2%,但除磷效果不明显.说明这8株菌能够在磷源低消耗的情况下,正常生长并表现出良好生化能力和脱氮能力,适合处理N/P较高的食品废水.