多层渗滤介质系统对城市雨水径流氮磷污染物的净化作用(1)

全面解析城市污水的深度处理——氮磷的去除随着城市人口的集中和工农业的发展，水体的富营养化问题日益突出。

目前中国的某些湖泊，如昆明滇池，江苏太湖，安徽巢湖等都已出现不同程度的富营养化现象。

引起富营养化的营养元素有碳、磷、氮、钾、铁等，其中，氮和磷是引起藻类大量繁殖的主要因素。

欲控制富营养化，必须限制氮、磷的排放。

国外一些污水处理厂把氮、磷的排放标准分别设定为15mg／L和0．5mg／L。

1氮的去除废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。

在生活污水中，主要含有有机氮和氨态氮，它们均来源于人们食物中的蛋白质。

新鲜生活污水含氮中有机氮约占总氮的60％，氨氮约占40％。

当污水中的有机物被生物降解氧化时，其中的有机氮被转化为氨氮。

经活性污泥法处理的污水有相当数量的氨氮排入水体，可导致水体富营养化。

水体若为水源，将增加给水处理的难度和成本。

因此二级处理的出水有时需进行脱氮处理。

脱氮的方法有化学法和生物法两大类，现分别加以论述。

1化学法除氮常用于去除氨氮的方法有吹脱法、折点加氯法和离子交换法。

它们主要用于工厂内部的治理，对于城市污水处理厂很少采用。

(1)吹脱法废水的氨氮可以气态吹脱。

废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：NH3+H2O=NH4++OH-这一平衡受pH值的影响，pH为10.5～11.5时，因废水中的氨呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。

吹脱过程包括将废水的pH值提高至10.5～11.5，然后曝气，这一过程在吹脱塔中进行城市污水的深度处理---氮磷的去除）。

该过程受温度的影响较大，随温度的降低，为达到同样处理效果所需的空气量迅速增加，由于用石灰调pH值，在吹脱塔中会发生碳酸钙结垢现象，影响运行。

另外，NH3气的释放会造成空气污染。

因此，对该工艺已有多种改进，例如使吹脱塔的气体通过H2SO4溶液以吸收NH3。

(2)折点加氯法在净水工程中，称氯胺为化合余氮，次氯酸为余氯，均有杀菌作用。

多层渗滤介质系统去除城市雨水径流有机污染物冯绍元;侯立柱;丁跃元;张书函【期刊名称】《环境科学学报》【年(卷),期】2008(28)6【摘要】以屋顶和机动车路面雨水径流污染物为研究对象,设计了用于去除雨水径流污染物的多层渗滤介质系统,进行污染雨水净化效果的试验研究.结果表明,系统对屋顶和机动车路面雨水径流有机污染物有明显的去除效果,CODMn平均去除率为80%左右,出水浓度小于4mg·L-1,达到了地表水Ⅱ类水质标准;BOD5的去除率达50%以上,出水值达到了地表水Ⅱ类水质标准;同时,系统的净化能力主要发生在垫层及地基土层0.3m以内,污染严重的机动车路面径流在土柱底部也能达到很好的去除效果;"砂砾料"垫层对CODMn和BOD5的去除效果稍好于"无砂混凝土"垫层.【总页数】8页(P1123-1130)【关键词】多层渗滤介质系统;城市雨水径流;有机污染物;试验【作者】冯绍元;侯立柱;丁跃元;张书函【作者单位】中国农业大学水利与土木工程学院;北京市水务局;北京市水利科学研究所【正文语种】中文【中图分类】X522【相关文献】1.综合透水地面系统去除城市径流污染物试验与探索 [J], 李蒙正;吕伟娅;孙研2.不同渗滤介质系统处理雨水径流模拟试验研究 [J], 聂发辉;向速林;闵露艳;刘杰;王彪3.城市径流有机微污染物污染状况及生物渗滤单元对其处理效果的模拟的进展 [J], 董天然;杨殿海4.河岸渗滤系统对城市降雨径流中氮磷去除效率的中试研究 [J], 邓焕广;张菊;张智博;刘涛;董杰;王东启;陈振楼5.陶瓷透水铺装对海绵城市雨水径流中有机污染物的吸附去除 [J], 余太平;何延召;蔡洪;李孟;张哲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

城市雨水收集系统的水质净化与处理方法城市雨水收集系统作为一种可持续发展的水资源利用方式，已被广泛应用于城市建设与规划中。

然而，由于城市环境的复杂性和雨水的特性，城市雨水往往伴随着各种污染物质。

因此，在雨水收集系统中引入水质净化与处理方法，具有重要的意义。

本文将介绍几种常用的城市雨水收集系统的水质净化与处理方法。

一、沉淀污染物（Sedimentation）城市雨水中的颗粒物质比如泥沙、树叶、垃圾等，容易产生阻塞和堵塞问题。

通过引入沉淀污染物的方法，可以将大部分固体颗粒物质从雨水中分离出来。

这一过程主要靠沉淀池或者格栅对雨水进行过滤、沉淀，并在沉淀池底部设置适当的沉淀污染物排放装置，将污染物排放至污水管网，从而实现沉淀污染物的处理。

沉淀污染物的处理既能有效保护后续处理设施的正常运行，也能减少对环境的污染。

二、生物滤池（Biofilter）生物滤池是一种常用的水质净化与处理方法，可用于去除雨水中的有机污染物和某些溶解性无机物质。

在生物滤池中，可利用微生物的附着生长，通过生物颗粒的固定化形式，去除水中的污染物质。

一般而言，在生物滤池中，通过合理的填料选择和运行管理，可以显著提高雨水的水质。

此外，生物滤池还具备较好的生态功能，能够提供适宜生境，促进多种生物的生长。

三、生物沉淀池（Bioretention）生物沉淀池是一种集生物滤池和沉淀污染物处理功能于一体的处理设施。

与传统沉淀污染物方法相比，生物沉淀池在去除污染物方面效果更好，同时还能更好地保护水资源。

生物沉淀池通过植物根系和沉淀层对水进行过滤和沉淀，去除水中悬浮物质、氮、磷等污染物质。

此外，生物沉淀池还能减少汽车尾气和道路表面的污染进入雨水，提高雨水的水质。

四、光催化氧化（Photocatalysis）光催化氧化是一种利用光催化剂反应的技术，可用于雨水中有机污染物和一些特定无机污染物的处理。

该技术主要基于光催化剂与光能的协同作用，通过提供足够的光照，使光催化剂吸收光能，并激发反应活性位点，从而产生具有高氧化活性的活性氧物种，进而将有机物质氧化为无害物质。

城市雨洪径流雨水花园净化系统城市雨洪径流雨水花园净化系统随着城市发展的不断加快，城市雨洪径流问题也日益严重。

城市的大面积铺装和高楼大厦，使得雨水无法渗透进入地下，而是形成了大量的径流水直接排入河流和湖泊中。

这种雨洪径流不仅浪费了宝贵的水资源，还可能引发洪水和水污染等问题。

为了解决这个问题，城市雨洪径流雨水花园净化系统应运而生。

城市雨洪径流雨水花园净化系统是一种通过植物、土壤和其他材料来过滤和净化雨洪径流水的系统。

它可以有效地去除雨水中的污染物，减少径流对水体的负面影响。

该系统通常由三个主要部分组成：雨水收集系统、植物过滤系统和土壤过滤系统。

首先，雨水收集系统用于收集和储存雨水。

在城市建筑物的屋顶、道路和其他硬化面上设置雨水收集设施，如雨水桶、雨水管道和雨水蓄水池等。

这些设施可以将雨水收集起来，避免其直接排入排水系统中。

其次，植物过滤系统是雨水花园净化系统的核心部分。

通过种植各种适应城市环境的植物，如芦苇、石蒜和紫杉等，植物的根系可以吸收水中的营养物质和有机污染物，并将其转化为植物体的生物质。

同时，植物的叶片和枝干可以扩大雨水的面积，增加水体蒸发和降低径流速度，从而减少洪水风险。

最后，土壤过滤系统通过构建适宜的土壤结构和添加适量的有机质，可以进一步去除雨水中的污染物。

土壤含有丰富的微生物和微生物群落，它们可以分解和吸附物质，同时提供养分供植物生长。

土壤过滤系统还可以通过渗滤作用将雨水中的溶解性污染物吸附和保持在土壤中，起到净化作用。

城市雨洪径流雨水花园净化系统的优点不仅仅在于净化雨水，还具有美化城市环境的作用。

通过合理的景观设计和植物选择，雨水花园可以成为城市的“绿肺”，增加城市的生态价值和居民的生活质量。

然而，城市雨洪径流雨水花园净化系统在实际应用中还存在一些挑战。

首先，建设和维护成本较高，需要大量的资金和人力资源。

其次，系统的设计和运行需要专业知识和技术支持。

最后，雨水收集和利用还面临法律法规和政策的限制。

地下渗滤系统不同基质层对污染物的去除效果李英华;孙铁珩;李海波;徐新阳【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(031)005【摘要】以草甸棕壤为介质构建了污水地下渗滤模拟系统SWIS,监测有机污染物和氮、磷的浓度变化,研究不同深度基质中污染物的去除效果及削减规律.结果表明:进水负荷0.04m3·(m2·d)-1,散水深度55 cm时,地下渗滤系统对有机物、氮、磷有较好的去除效果,去除率随时间延长趋向稳定,不同基质层对污染物的去除效果依次为Q(100)>Q(80)>Q(20)>Q(40)>Q(60);20-40 cm基质层是有机物去除的主要范围,除污机制是物化吸附与生物降解;硝化作用主要发生在0-60 cm的基质层,80 cm以下区域反硝化作用为主导;基于Langmuir吸附模式的草甸棕壤磷最大吸附量为545.6 mg·kg-1.【总页数】4页(P737-740)【作者】李英华;孙铁珩;李海波;徐新阳【作者单位】东北大学,资源与土木工程学院,辽宁,沈阳,110004;东北大学,资源与土木工程学院,辽宁,沈阳,110004;沈阳大学,区域污染环境生态修复教育部重点实验室,辽宁,沈阳,110044;沈阳大学,区域污染环境生态修复教育部重点实验室,辽宁,沈阳,110044;东北大学,资源与土木工程学院,辽宁,沈阳,110004【正文语种】中文【中图分类】X703.1【相关文献】1.人工快速渗滤系统中人工快渗池对污染物的去除效果研究 [J], 王枫;骆灵喜;刘欢;李旭宁;卢利兵;杨小毛2.渗滤液污染地下氧化还原环境与污染物衰减研究 [J], 樊冬玲;朱志国;赵勇胜;孙百冬;坚志文3.土壤渗滤系统中污染物去除效果分析 [J], 李屹;沈剑;林燕;王欣泽4.地下污水渗滤系统基质层ORP扰动特征及其影响因素 [J], 李海波; 李英华; 白雪钰; 白佳宁5.广州垃圾填埋渗滤液中有机污染物的去除效果 [J], 周少奇;杨志泉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

改良多介质土壤层系统对污染河水的脱氮效果李森;叶海;陈昕;薛峰;王同成【摘要】针对多介质土壤层系统(MSL)反硝化不足导致总氮去除效果不明显的问题,采用非水溶性可生物降解多聚物PBS固相碳源,优化MSL系统空间结构(下部空间结构由砖砌改为层铺),研究改良MSL系统对污染河水的脱氮效果.结果表明,与木屑作碳源的MSL系统相比,PBS颗粒碳源反硝化效果更好,对TN的去除率达64.3％,提高20.6百分点；优化MSL系统下部空间后,TN去除率由43.7％提高至71.7％,且运行期间系统未出现堵塞情况.添加PBS颗粒碳源和优化系统空间结构,对COD、NH3-N和TP去除效果影响不大.%To solve the problem that the MSL system can not efficiently remove TN from polluted river water because of inadequate denitrification therein, the system was modified by using solid carbon from non-water-soluble, biodegradable PBS and optimizing its spatial structure. To determine nitrogen-removal effect of the modified MSL system, an experiment was carried out to compare the modified one with an old one using sawdust carbon, showing that granular PBS carbon is much better in denitrification effect, thus raising the TN removal rate up to 64. 3% , 20. 6 perentage point higher than the one u-sing sawdust carbon, and the optimization of the spatial structure of the system uplifted TN removel efficiency from 43. 7% to 71. 7% , Moreover, the system worked more smoothly and free of clogging. However, the modification did not have any obvious effect on removal of organic matter, phosphorous and ammonia nitrogen.【期刊名称】《生态与农村环境学报》【年(卷),期】2012(028)005【总页数】5页(P569-573)【关键词】多介质土壤渗滤系统;强化脱氮;PBS颗粒碳源;空间结构优化【作者】李森;叶海;陈昕;薛峰;王同成【作者单位】安徽工业大学建筑工程学院,安徽马鞍山 243002;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京210042;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京210042;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京210042;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京210042;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京210042【正文语种】中文【中图分类】X522传统的污水土地处理系统水力负荷低且易于堵塞[1]，1990年WAKATSUKI等[2]在此基础上研发出多介质土壤层系统(multi-soil-layering treatment，MSL)。

城市污水处理中氮磷去除技术研究及优化城市的快速发展，带来的是大量的人口增长和工业发展，这也会同时带来大量的排放废水，其中包含了氮、磷等有机成分，这些成分如果排放不当，就会对环境造成极大的危害。

因此，我们需要采用一系列的技术手段对污水进行处理，其中最重要的是氮磷去除技术。

一、氮磷对环境的影响氮和磷是生物学系统中的两个重要元素，它们是构成细胞核酸和蛋白质的重要元素，但如果它们到了环境中，可会带来危害。

其中，氮元素在河流、湖泊中排放过多，原本清澈的水面，会变得浑浊混乱，构成了蓝藻和其他有害的毒藻。

磷元素的过多排放会导致水生动植物过度繁殖，引起水体富营养化，为此，在城市污水处理中进行氮磷去除就成了我们需要重点考虑的因素。

二、城市污水处理中的氮磷去除技术1. 生物法生物法是城市污水处理中的主要技术之一。

其基本原理是利用生物法，将污水中的氮元素转换为氮气，该方法在不需要使用先进的人工化学物质的情况下，可以有效的去除水中的氮元素，不仅减少了对环境的污染，还可以有效的节约能源。

常用的生物法包括完全生物氮去除技术和硝化/反硝化技术。

2. 化学法氮磷化学法主要包括化学凝聚法、吸附剂法、高附氧化法和选择性催化氧化法。

其中化学凝聚法的原理是通过添加适当的凝聚剂，将水中的颗粒物凝聚成大颗粒体，从而去除水中的氮磷;吸附剂法的原理是通过吸附污染物，去除水体中的氮元素，经过实践验证，该技术用于长期运行的城市污水处理厂是至关重要的。

采用高附氧化法和选择性催化氧化法的方式，广泛应用在对重金属废水、钾盐矿物化学废水等高浓度废水间的处理，并获得了良好的效果。

3. 物理法物理法主要是利用红外吸附、超声悬浮、过滤等实现对城市污水中的氮磷的去除。

在水中因为持续的颗粒运动，可以通过物种分离的方式取出水中氧化物，进而将水中的氮磷去除。

过滤方式的优点在于：物种抓到时，可以取出重金属离子，去除污染。

特别是在生物和化学处理之后，再进行物理处理，可以有效地滤除水中的磷元素，并提高废水的净化效率。

张卫民，马文洁，戴强，等．人工快速地下渗滤系统渗滤介质对磷的吸附特性［J ］．江苏农业科学，2015，43(6):350－352．doi :10．15889/j．issn．1002－1302．2015．06．114人工快速地下渗滤系统渗滤介质对磷的吸附特性张卫民1，马文洁2，3，戴强4，陈井影1(1．东华理工大学省部共建核资源与环境国家重点实验室培育基地，江西南昌330013;2．核技术应用教育部工程研究中心(东华理工大学)，江西南昌330013;3．东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西南昌330013;4．江西省南昌市青云谱区环境监测站，江西南昌330001)摘要:选取河沙、钢渣、粉煤灰、煤渣、砾石、活性炭为渗滤介质，通过静态吸附试验，系统开展了对磷吸附特性研究。

研究结果表明，不同介质的理论吸附容量为钢渣＞活性炭＞粉煤灰＞煤渣＞河沙＞砾石，河沙、钢渣更符合Langmuir 等温方程描述，其他4种都比较适合Freundlich 等温方程描述;各种介质除磷速率V max 依次为钢渣＞煤渣＞河沙＞活性炭＞粉煤灰＞砾石，钢渣在达到吸附饱和后的解吸率最小，其次是河沙、活性炭、煤渣、粉煤灰、砾石;钢渣、活性炭、河沙、粉煤灰、煤渣、砾石对磷达到吸附平衡的时间分别为8、8、16、16、24、24h 。

关键词:地下渗滤系统;渗滤介质;总磷;吸附中图分类号:X523文献标志码:A 文章编号:1002－1302(2015)06－0350－03收稿日期:2015－02－10基金项目:江西省教育厅科技计划(编号:GJJ13451);核技术应用教育部工程研究中心(东华理工大学)开放基金(编号:HJSJYB2011－16);东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室开放基金(编号:ＲGET1408)。

作者简介:张卫民(1965—)，男，浙江仙居人，博士，教授，主要从事地下水污染控制与修复研究。

E －mail :wmzhang@ecit．cn 。

多级土壤渗滤系统处理低有机污染水的方法1 引言近年来，随着社会经济的发展，我国的水环境富营养化问题日益突出，不仅破坏了生态平衡，而且严重威胁着人类的健康和生活生产.大量含氮、磷元素的污水进入水体，是导致大范围水体富营养化的问题所在.在流入河流湖泊的污水分类组成中，低污染负荷的污水占很大比例，如农村雨污合流排水、农田排水以及城镇污水处理厂尾水等.它们大多具有污染物含量低、可生化性强、水质水量变化大、排放分散等特征.针对这种低污染水质特征，目前比较常用的净化工艺是生态型污水土地处理系统，主要包括人工湿地、氧化塘等类型.由于土地处理系统运行成本低，在去除氮磷方面效果显著，得到越来越广泛的应用.但是，传统的土地处理系统也存在负荷过低、易堵塞等问题，在处理低污染水时净化效率低.因此，针对低污染水处理的新技术不断涌现，多级土壤渗滤系统也成为研究热点之一，其在低污染水的强化脱氮除磷方面有着更突出的优势.多级土壤渗滤系统(Multi-soil-layering system，MSL)是由日本学者Wakatsuki等在20世纪90年代研究开发出的一种新型、高效的人工强化土壤渗滤系统，它克服了传统土地处理系统占地面积大、处理效率低、容易堵塞以及脱氮效果差等问题.其核心理念是将土壤模块化，系统内渗滤层(PL)与土壤模块层(ML)交替排列，形成多个微“好氧-厌氧”环境来去除污染物.该技术已在日本、泰国、印度尼西亚和中国推广应用，对生活污水、受污染河水等的处理具有较好的效果.尽管MSL系统相对其他土地处理系统具有明显的优势，但是如何在系统内部维持良好的“好氧-厌氧”环境是影响系统脱氮效果的关键;而且针对低有机污染水的脱氮问题，这一技术应用于工程实际会因碳源不足引起反硝化受阻，进而限制了系统对氮素的去除效果.传统的固相碳源天然材料如锯末屑、植物秸秆类等存在反硝化速率偏低、持续供碳能力较弱、出水产生色度问题等，而单一高分子聚合物反硝化脱氮效率高但经济性成本较高，需要进一步从固体碳源的释碳速率控制、经济性成本的降低方面研发新型碳源.在有关MSL系统脱氮微生物机理解析等方面也未见报道.因此，这些问题的存在迫切需要对该技术以及相关脱氮微生物机理方面开展深入的研究.本研究采用“微曝气段+非曝气段”的两段式MSL系统工艺，针对某生活小区中水处理站的出水，城镇污水处理厂传统工艺一级A标准出水的低C/N比特征，在土壤模块中引入新研发的基于PHBV (聚羟基丁酸戊酸酯)、纤维素等共混固相碳源(简述为GC-4)，以土壤模块添加锯木屑碳源的MSL系统为对照，在实际现场环境条件下开展了不同温度、不同水力负荷条件下对低污染水的强化脱氮除磷研究，并考察了工艺出水有机物的含量变化，为MSL工艺在实际工程中的应用提供科学依据.2 材料与方法2.1 试验装置与工艺流程“曝气段+非曝气段”的两段式多级土壤渗滤系统试验装置与工艺流程，如图 1所示.本研究在某生活小区中水站内进行，生活污水经“A2/O工艺”处理后的低污染出水，由水泵提升至高位水箱，经初步沉淀后再由计量泵配水, 进水依次流过模拟曝图 1 MSL系统试验装置与工艺流程图气段和非曝气段，再通过上流式出水管流出系统.其中，曝气段通过微型空气压缩机接曝气软管和曝气头曝气，曝气头置于承托层上部.非曝气段采用上流式出水使其维持淹水水位，同时加盖密封形成缺氧环境.试验装置曝气段尺寸：0.4 m×0.3 m×0.8 m (长×宽×高)，非曝气段尺寸：0.4 m×0.3 m×1.0 m (长×宽×高).土壤模块(ML层)包含2种不同规格尺寸，分别为：长×宽×高=0.3 m×0.2 m×0.1 m (长型);长×宽×高=0.15 m×0.2 m×0.1 m (短型).渗滤层(PL 层)与模块上下间隔40 mm.2.2 试验材料本研究一共设置2组对照系统，MSL1是以传统锯木屑为反硝化碳源的参照组，MSL2是于缺氧段土壤模块层中添加固相碳源GC-4作为反硝化碳源的试验组，探讨新型固相碳型对工艺的净化效果的影响.2组系统具体填料组成如下：MSL1系统：微曝气段(PL层:重质陶粒;ML层：陶砂、腐植质土、锯木屑、石灰石、钢渣、竹炭等);非曝气段(PL层:重质陶粒;ML 层：陶砂、腐植质土、锯木屑、石灰石、钢渣、竹炭等);MSL2系统：MSL1系统比较仅将非曝气段锯末屑改为新型固相碳源GC-4.2.3 试验水质及工况条件室外模拟试验系统自2014年8月启动，连续运行至2015年6月，期间受季节气温变化影响，以水温15 ℃作为分界点，将试验划分为3个阶段(试验期间总体水温处于偏低水温).温度段1平均水温为19.05 ℃(>15℃)，温度段2平均水温为11.41 ℃，温度段3平均水温为19.03 ℃(>15 ℃).试验期间进水水质、模拟MSL系统工艺运行参数等列于表 1.由此可以探讨不同水温、水力负荷下2组MSL工艺的脱氮净化效果.表 1 实验运行期间主要水质变化范围及工况条件2.4 水质监测指标及分析方法试验期间，取样监测频率为每周2次，监测指标包括NH4+-N、NO3--N、TN、CODCr、pH、进水水温.测定溶解性指标前先将水样经过0.45 μm滤膜过滤.其中，NH4+-N测定采用纳氏试剂法，NO3--N测定采用紫外分光光度法，TN测定采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法，CODCr测定采用重铬酸钾法，水温、pH值等直接用仪器测定.2.5 微生物样品的采集与分析在2组MSL系统稳定运行期间，采集MSL系统“曝气段”渗滤层(PL层)、土壤模块层(ML层)填料样品2份(编号为0-P、0-M)，再分别采集2组MSL系统MSL1、MSL2“非曝气段”PL层、ML层填料样品共4份(编号为MSL1-P、MSL1-M;MSL2-P、MSL2-M).针对样品提取DNA，测定样品中微生物16S rRNA，并针对脱氮反应的几个关键基因如参与硝化过程的amoA基因(氨单加氧酶基因)、参与反硝化过程中的亚硝酸盐还原酶关键功能nirS基因、nirK基因进行荧光定量PCR测定.3 试验结果与讨论3.1 2组MSL系统对中水站出水的强化脱氮效果传统的单段式MSL系统主要是依靠其独特的砖砌式内部空间形成的无数微好氧-厌氧环境，从而实现吸附、矿化、硝化、反硝化过程等功能的同步进行.本研究采用“曝气段-非曝气段”MSL系统，在土壤模块引入不同固相碳源可以进一步强化脱氮.表 2为整个试验期间脱氮效果的数据统计分析结果.表 2 不同温度、水力负荷条件下的MSL系统对NH4+-N、NO3--N、TN的净化效果统计分析3.1.1 对氨氮的净化效果的分析2组“微曝气-非曝气”MSL系统对NH4+-N的净化效果没有表现出明显的差异性且均表现出稳定、高效的净化效果.NH4+-N主要是通过第1级微曝气MSL系统完成硝化反应过程.温度段1MSL2和MSL1对NH4+-N的去除率分别为88%、91%，明显高于温度段2的去除率80%、81%.结果表明，随着水温的降低，MSL系统对NH4+-N去除率会有所下降.这是低水温条件下一定程度上会影响到MSL系统内硝化细菌的生物活性.但尽管随着水温的降低且进水NH4+-N 浓度升高，MSL系统对NH4+-N的净化效率依然维持在80%左右的水平，表明了MSL系统具有较好的抗冲击负荷能力.如图 2a所示，比较温度段1和温度段3可以发现，在水温相似环境条件下(平均水温大于15 ℃)，运行了2个不同的表面水力负荷参数，即在1.0 m3·m-2·d-1水力负荷条件对应进水氨氮平均浓度为8mg·L-1，MSL1、MSL2工艺出水分别为0.76、0.92mg·L-1;在0.6 m3·m-2·d-1水力负荷条件对应进水氨氮平均浓度为5 mg·L-1，MSL1、MSL2工艺出水分别为0.32、0.67mg·L-1, 且2组MSL工艺对氨氮的净化效率均达到90%左右.就MSL系统对氨氮的净化效率来看，表面水力负荷还可以更高一些.统计表明，在所选择的2个水力负荷工艺参数下2套MSL系统在温度段1和温度段3中NH4+-N的去除率在95%观测水平下均没有显著性差异(p1=0.076>0.05，p2=0.878>0.05).图 2 MSL系统不同运行阶段对NH4+-N (a), NO3--N (b)和TN (c)的净化效果3.1.2 对硝酸盐氮的净化效果的分析图 2b揭示了2套系统对NO3--N的净化效果.NO3--N浓度会随着进水中NH4+-N在第1级曝气段好氧硝化后进一步上升，再进入缺氧段进行反硝化反应以完成反硝化脱氮过程.结合表 2中硝酸盐氮数据统计分析结果并对照图 2b可以看出，温度对MSL系统的反硝化过程影响比较显著.2组MSL系统在温度段1和温度段2条件下对NO3--N的净化效率均存在显著性差异(p1=p2=0.000 < 0.05).在温度段1，MSL1、MSL2 2套系统对NO3--N的平均去除率为61%、75%，添加新型固相碳源GC-4的MSL2系统的反硝化效果明显好于添加传统碳源锯木屑的系统MSL1系统.随着水温的下降温度段2，2套MSL系统对NO3--N去除率均明显降低，并出现了出水NO3--N浓度高于进水的累积现象.温度段2这一现象背后，实际上是进水中TN组成中NH4+-N浓度比较高而NO3--N浓度较低，但随着NH4+-N的好氧硝化转换成为了以NO3--N形式存在，虽然在第2级MSL系统依然表现出了比较好的反硝化脱氮效果，但出现了NO3--N浓度出水高于进水有累积的现象.随着水温上升进入到温度段3，硝酸盐氮的反硝化去除率逐渐恢复到温度段1的较高水平.温度是影响MSL系统反硝化脱氮的重要因素.随着水温的降低，有机异养性反硝化菌的生物活性受到了一定的影响，且在MSL系统中添加研发的新型固相碳源对MSL系统的反硝化脱氮效果提升明显.这是传统碳源如锯木屑等天然纤维素类物质通常含有15%~30%的木质素，而木质素是一种无规则、高度分支、不溶于水的高分子聚合物，是自然界所有天然产物中最难降解转化的物质之一，其反硝化脱氮速率低下;新型固相碳源为非水溶性有机聚合物，其具有较强的有机物控释性能，在微生物酶的作用下进行生物降解并释放碳源，可生物降解组分比例高，反硝化速率高，与锯木屑相比，其反硝化脱氮性能更好.3.1.3 对总氮的净化效果分析从进水氮素组成上看，高水温阶段(温度段1和3)，TN组成中主要以NO3--N为主，NH4+-N 次之;但在低水温阶段(温度段2) TN的组成转化为以NH4+-N为主，NO3--N浓度较低.这主要是因为试验系统进水采用的是经“传统A2/O工艺”中水处理工艺后的低污染出水，这套传统工艺的脱氮效果受温度影响较大，高温条件下系统硝化作用进行的比较彻底，出水NH4+-N浓度较低，NO3--N浓度较高;而在低温条件下硝化作用变弱，出水NH4+-N浓度高于NO3--N浓度.2组MSL系统对TN的净化效果数据统计分析结果列于表 2以及过程曲线如图2c所示.统计表明，2套系统温度段1和温度段2中TN的去除率均存在显著性差异(p1=p2=0.000 < 0.05)，温度段1和温度段3中TN的去除率也都存在显著性差异(p1=0.008 < 0.05，p2=0.007 < 0.05)，温度段1时MSL1、MSL2对TN的平均去除率分别为62%、72%;温度段2时，水温下降到15 ℃以下，系统的脱氮效率有所降低，TN平均去除率分别为45%、55%;随着气温逐渐回升至15 ℃以上，温度段3时系统对TN的净化效果也出现好转，并在降低水力负荷的情况下，TN去除率进一步提高，分别达到66%、81%.由此可见，表面水力负荷的大小也是影响MSL系统对TN去除效果的一个重要因素.通过分析还可以发现，不管温度变化还是水力负荷变化，整个运行期间，系统MSL1和MSL2对TN的去除率存在显著性差异(p=0.000 < 0.05).MSL2对TN的去除效果最好，在温度段3的较高水温和低水力负荷条件下TN平均去除率达到81%;而MSL1相对要较差，最高TN 平均去除率仅为66%.相比于锯木屑等传统天然纤维素类固相碳源有机物控释性能差、反硝化速率低等缺点，新研发的新型固相碳源为反硝化微生物提供了持续易于利用的碳源，保证了反硝化过程的持续高效进行.在土壤模块层引入新研发的共混有机高分子固相碳源(GC-4)能够强化MSL系统工艺的脱氮性能.3.2 2组MSL系统对中水站出水中COD的进一步净化效果图 3为2组MSL系统对CODCr的净化效果.试验系统进水为中水处理站尾水，COD仅为30 mg·L-1左右，属于低有机污染水(COD/TN接近1：1)，有机物浓度不能满足反硝化脱氮的需求.从图 3可以看出，添加了传统固相碳源锯末屑的MSL1系统，在温度段1、2、3对COD的平均去除率分别达到30%、37%、32%;而添加了新型共混固相碳源GC-4的MSL2系统在温度段1运行初期出现了短暂的过度释碳现象，之后在温度段2、温度段3保持着较好的碳源缓释性能以及良好的反硝化脱氮效果(如前面脱氮特性所述)，且对COD的平均去除率分别达到57%、54%;数据统计分析显示，2组MSL系统本身在温度段1、温度段2和温度段3中COD的去除效果都没有显著性差异(p>0.05)，说明在实验所在的温度、水力负荷范围条件下对MSL系统去除有机物的影响差异不大.图 3不同运行阶段对COD的净化效果在传统MSL系统中有机物的去除主要集中在系统上部，前期通过系统中PL层材料、土壤和其他填料的物理截留及化学吸附来去除，而后期主要依赖异养型好氧微生物的代谢活动来去除.在本实验2组MSL系统进水有机物浓度低，但会在“曝气段”好氧有机异养菌的作用得到一定的净化，而在“非曝气段”土壤模块层中的有机碳源会被异养反硝化菌利用完成反硝化脱氮过程且均没有出现碳源过度释放导致COD升高的现象.稳态运行情况下，MSL2比MSL1系统对COD去除效率要稍高一些，推测是新型碳源GC-4比锯末屑更易为有机异养菌利用相应微生物量较大而表现出更好的COD的净化效率.3.3 2组MSL系统微生物净化机理初步解析通过对16S rRNA基因进行定量PCR分析，可以考察研究对象中微生物群落的生物量大小;而通过对参与硝化过程的关键功能基因amoA基因、参与反硝化过程的关键功能基因nirS 和nirK基因的定量分析，能考察MSL系统不同功能区的硝化微生物和反硝化微生物群落的丰度大小，进而解析其脱氮过程的微生物机理.3.3.1 16S rRNA基因解析16S rRNA编码基因序列长度适中，遗传信息丰富，在结构和功能上高度保守，常用来作为种间分类和系统发育的依据，通过对16S rRNA基因的定量，能够在一定程度上反映微生物量的多少和丰度.采集的6种填料样品(曝气段0-P、0-M和非曝气段MSL1-P、MSL1-M、MSL2-P、MSL2-M)表面生物膜微生物的16S rRNA基因拷贝数进行定量，检测结果如图 4a所示图 4 6种样品填料生物膜细菌16S rRNA (a)、amoA(b), nirS(c)和nirK(d)基因拷贝数由图 4a可以看出，MSL系统“曝气段”填料样品(0-P、0-M)的生物膜细菌16S rRNA 基因拷贝数总量小于两组“非曝气段”填料样品总量(MSL1-P、MSL1-M，MSL2-P、MSL2-M);对比MSL系统中的PL层和ML层填料样品16S rRNA基因拷贝数，无论“曝气段”还是“非曝气段”，ML层的生物膜细菌均大于PL层.MSL系统中土壤模块层的微生物丰度更大，是由于土壤模块层中的腐殖质土、陶砂、竹炭、钢渣、石灰石等为微生物在其上附着生长提供了有效的空间，而其中固相碳源的酶解为反硝化有机异养菌的生长提供了良好的微环境营养条件;MSL系统的渗滤层为防止系统堵塞选择的是单一、颗粒较大的重质陶粒，相对比表面积小，其上生物膜的生物量丰度相对较少.对比2组MSL系统，MSL1和MSL2“非曝气段”ML 层填料样品(MSL1-M、MSL2-M)的生物膜细菌16S rRNA基因拷贝数，MSL2-M>MSL1-M，添加固相碳源GC-4能显著增加系统内的微生物丰度，在微观层面解释了MSL2的污染物去除效果好于MSL1的微生物机理.3.3.2 amoA基因氨氧化过程是硝化过程的限速步骤，amoA基因是参与氨氧化过程的关键基因，也是最常用于研究氨氧化细菌的基因之一.有研究表明，所有的氨氧化细菌均含有编码催化氨氧化作用的amoA基因，以amoA基因作为分子标记物在对AOB (Ammonia Oxidizing Bacteria，氨氧化细菌)的丰度和种类研究领域得到了广泛的应用.采集的6种填料样品表面生物膜细菌amoA基因拷贝数qPCR检测结果(图 4b).由图 4b可以看出，在MSL系统amoA基因主要分布在“曝气段”PL层样品(0-P)重质陶粒表面，远高于同处于“曝气段”的ML层样品(0-M)，也比“非曝气段”的所有样品多出1个数量级以上.由此可看出，MSL系统硝化过程主要由“曝气段”尤其是渗滤层PL重质陶粒表面生物膜上氨氧化细菌完成.进水中较高的氨氮浓度、PL层填充的重质陶粒粒径较大，MSL 系统的“曝气段”创造了良好的好氧环境，使得大量好氧硝化细菌在这里生长繁殖，表现出优异的硝化效果.amoA基因在MSL系统“非曝气段”样品(MSL1-P、MSL2-P)也出现一定的拷贝数，说明在“非曝气段”的渗滤层中也存在着某些氨氧化细菌.3.3.3 nirS与nirK基因亚硝酸盐还原酶Nir催化NO2-N还原为NO的过程是反硝化过程的限速步骤，也是区别于其他硝酸盐代谢的标志性反应.亚硝酸盐还原酶包括细胞色素型(由nirS基因编码)和Cu 型(由nirK基因编码)，对nirS和nirK基因的定量研究能够准确反映MSL系统中各单元反硝化菌群的丰度.样品qPCR检测结果如图 4c、4d所示.对比图 4c和d可以发现，2组MSL系统填料样品表面生物膜nirS和nirK基因拷贝数有相同的规律性，且nirS基因拷贝数普遍比nirK基因高3~4个数量级，与反硝化功能基因相关文献报道相似.nirS和nirK基因主要分布于MSL系统“非曝气段”尤其是其中的土壤模块层ML内，而在“曝气段” ML层(0-M)中有少量存在.由图 4c中比较MSL系统“非曝气段”土壤模块层(ML)中nirS基因丰度，MSL2-M明显高于MSL1-M，这是新型碳源GC-4比传统碳源锯末屑更易被反硝化菌所利用而有利于它的富集升高表现出更好的反硝化脱氮效果.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。

雨水的渗透与过滤雨水的渗透与过滤是指雨水在自然界中通过土壤或其他介质渗入地下，并在渗透过程中被过滤，使其变得更加清洁。

这一过程在水文循环中起着重要作用，不仅有助于保持地下水资源的更新与可持续利用，还有助于减轻城市排水压力，改善城市生态环境。

本文将从雨水的渗透和过滤机制、影响渗透与过滤的因素以及渗透与过滤的应用方面进行探讨。

一、雨水的渗透与过滤机制1. 渗透机制雨水渗透的机制主要是通过土壤孔隙之间的湿态聚合力、土壤孔隙的形态结构以及土壤的渗透能力来实现的。

当雨水降落在地表时，一部分直接流入河流、湖泊等水体，一部分则在地表形成积水。

而被陆地吸收的雨水则经过渗透机制，逐渐渗入土壤中，直至达到饱和状态。

渗透机制中，湿态聚合力使水分得以在孔隙空间中形成连续的水膜，土壤孔隙的结构则提供了适当的通道和存储空间。

2. 过滤机制过滤机制指的是雨水在渗透的过程中，通过土壤颗粒之间的筛选作用，去除其中的悬浮颗粒和溶解物质，使之变得更加清洁。

土壤颗粒的筛选作用主要是通过土壤颗粒之间的间隙和颗粒表面的吸附作用来实现的。

较大颗粒的孔隙可以过滤掉较大颗粒的杂质，而较小颗粒的孔隙则可以去除更小的悬浮颗粒和溶解物质。

二、影响雨水渗透与过滤的因素1. 土壤类型土壤类型是影响雨水渗透与过滤的主要因素之一。

土壤的颗粒组成、孔隙结构和渗透能力都会对雨水的渗透与过滤产生影响。

例如，砂质土壤由于颗粒较大、孔隙较大，因此渗透能力较强，而黏土质土壤颗粒较小、孔隙较小，渗透能力较弱。

2. 土壤含水量土壤含水量也是影响雨水渗透与过滤的重要因素。

当土壤已经饱和或者含水量较高时，雨水的渗透速率会减慢，甚至停止。

因此，土壤含水量的变化会对雨水的渗透与过滤产生明显的影响。

3. 降雨强度降雨强度越大，雨水在单位时间内进入土壤中的速率就越快。

强降雨可能会导致地表径流增大，减少雨水的渗透与过滤。

因此，降雨强度对雨水的渗透与过滤也具有一定的影响。

三、渗透与过滤的应用1. 地下水补给雨水的渗透与过滤是补给地下水的重要途径之一。

生态渗滤池对微污染水中COD·氨氮和总磷去除效果研究1. 引言1.1 研究背景研究生态滤池对微污染水中COD、氨氮和总磷的去除效果，不仅有助于深入了解其去除机理和优化运行参数，还可以为城市和工业污水处理工程提供技术支持和理论指导。

通过探讨生态滤池在微污染水处理中的应用，还可以为水环境保护和生态修复提供新思路和方法，推动水环境治理工作向更加智能、高效和可持续的方向发展。

开展生态滤池对微污染水处理效果的研究具有重要的理论和实际意义。

1.2 研究目的本研究的目的是探究生态渗滤池在微污染水中对COD、氨氮和总磷的去除效果，以及了解其在水处理中的应用潜力。

通过实验研究，可以评估生态滤池对不同水质的适用性，为生态滤池在实际工程中的应用提供科学依据。

通过研究生态滤池的去除机制和影响因素，可以为优化生态滤池设计和运行提供参考，提高水处理效率和水质净化效果。

本研究旨在深入探讨生态滤池对微污染水中COD、氨氮和总磷的去除机理，为更好地应用生态滤池技术解决水环境问题提供理论和实践基础。

1.3 研究意义研究生态滤池对微污染水中COD、氨氮和总磷的去除效果，对提高水环境质量具有重要意义。

当前我国水环境质量普遍偏低，特别是地表水中COD、氨氮和总磷等指标超标现象较为普遍。

通过研究生态滤池的去除效果，可以有效改善水环境质量，提高水资源的可持续利用。

研究生态滤池对微污染水中COD、氨氮和总磷的去除效果具有重要的意义，不仅可以为城市污水处理提供技术支持，还可以改善水环境质量，推动水资源可持续利用。

这一研究具有重要的理论和实践意义。

2. 正文2.1 生态滤池原理生态滤池是一种利用生物降解、吸附、沉淀等生态作用进行水体净化的技术。

其主要原理是通过人工设置的生态系统，模拟自然湿地的净化过程，利用吸附、生物降解等机理去除水体中的有机物、氨氮和磷等污染物质。

生态滤池通常由填料层、栽植层和蓄水层组成，填料层中有利微生物附着生长，栽植层的植物根系可以吸收养分，同时通过气液交换促进微生物降解有机物。

广东化工2019年第1期第46卷总第387期•48•多级生物滤池在处理城市区域面源污染的应用研究李杰12,王旗3,吴秀伟12,刘旭】‘2,蒲文鹏12,王冠平1，2(1.光大水务科技发展(南京)有限公司，江苏南京211100：2.中国光大水务有限公司水环境技术研究中心，广东深圳518033；3.清华大学深圳研究生院，广东深圳518000)［摘要］通过镇江市海绵公园多级生物滤池的生产性实验研究，研究多级生物滤池在处理城市区域面源污染中的应用。

实验结果发现，多级生物滤池对氨氮、悬浮物和总磷具有较好的去除率，分别达到59.7%、45.9%和41.7%,这表明多级生物滤池在处理城市区域面源污染具有较好的效果。

重点分析了多级生物滤池脱氮机理，主要是生物脱氮、物化作用和植物吸收三方面的作用。

［关键词］多级生物滤池；面源污染：脱氮［中图分类号JX505［文献标识码］A［文章编#］1007-1865(2019)01-0048-02Research on the Application of Multi-stage Biofilter in Treating Non-point SourcePollution in Urban AreaLi Jie1,2,Wang Qi3,Wu Xiuwei1,2,Liu Xu1,2.Pu Wenpeng1-2,Wang Guanping1-2(1.Everbright Water Technology Development(Nanjing)Co.,Ltd.,Nanjing211100： 2.China Everbright Water Co.,Ltd.Water EnvironmentTechnology Research Center,Shenzhen518033； 3.Tsinghua University,Shenzhen5!8000,China) Abstract:Through the productive experimental study of multi-stage biofilter in Zhenjiang Sponge Park,the application of multi-stage biofilter in the treatment of urban non-point source pollution is studied.The experimental results showed that the removal rate of ammonia nitrogen,suspended matter and total phosphorus of the multistage biological filter was higher,reaching59.7%,45.9%and41.7%,respectively,which indicated that the multistage biological filter has good effect in the treatment of non-point source pollution in urban areas.The denitrification mechanism of multistage biological filter is emphatically analyzed,mainly including biological denitrification.Physical and chemical effects and plant absorption.Keywords:multistage biological filter：non-point source pollution：denitrification1引言随着污水治理技术的进步，点源水污染在得到较好控制的同时，面源水污染的问题越来越突出，己成为进一步提升城市水环境质量的主要障碍⑴。

浅谈渗滤井技术在城市环境中的运用高雷白城市建设工程质量监督站DOI:10.32629/eep.v2i5.252[摘 要] 渗滤井技术在城市环境当中可以起到节能减排和对雨水的处理问题上,因为城市的不断发展和变化,在发展和变化过程当中城市环境问题越来越严重化。

环境污染问题十分严重,对城市造成严重的威胁,本文主要介绍的是渗滤井技术在雨中花园当中的运用,对城市中的雨水进行收集,解决城市雨水的处理问题,实现节能减排的指标。

[关键词]渗滤井技术；城市环境；运用和意义在目前的城市发展过程当中,对城市环境造成严重威胁的除了人为造成的各种污染之外,自然因素主要是对雨水的排放处理问题。

雨水排放量过大城市当中就会很容易出现雨水积涝问题,造成这种问题的主要原因就是对雨水的处理和收集没有予以更多的关注,政府没有更多的资金的投入,技术没有创新,使得城市不能够对雨水进行有效的收集,对环境造成严重的威胁,雨水积劳还能对城市的交通造成重要的影响,本文主要针对浅谈渗滤井技术在城市环境中的运用进行主要的研究。

1 渗滤井技术在城市雨中花园当中的运用1.1雨水花园的简单介绍雨水花园主要是通过自然或者是人工挖掘的浅凹的绿地,这种浅区绿地主要是用来汇聚或者是对于水进行收集。

雨水花园从实质上讲是“下沉式绿地”和“花园式绿植”两大功能的集合。

“下沉式绿地”它的主要功能是对雨水进行收集,储存和渗泄,而“花园式绿地”它的主要功能是具有良好的观赏性和生态功能性。

根据这两种形式组合成为的雨中花园在建设过程当中,需要使得这片绿地比四周的地面要低20到30厘米,在绿地的四周还要设立有关的雨水引入口,并且引入口周边十厘米左右范围内要设置石开孔。

地面上的绿地在铺装过程当中还要保证具有一定的坡度,这个坡度能够使得建筑物顶上的雨水能够顺利的流到绿地当中。

在建设过程当中还要有效的突出花园的建设效果,对绿地到进行细致的植物设计,灌木、草丛、花等充分的结合,彰显出层次敢和生态绿化的效果。