强化生态浮床对珠江水中氮污染物去除研究

 采用海藻酸钠—氯化钙包埋法制备固定化反硝化菌小球,将固定化反硝化小球加入生态浮床进行强化,提高其对珠江水中氮污染物的去除效果。实验结果表明,在5天内,固定化强化浮床系统对TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N 、NO^-₂-N的去除率分别为50.9%、100%、86.8%和92.9%,比单独浮床系统分别提高了17.2%、2.6%、62.8%和89.3%。而空白系统对TN、NH⁺₄-N的去除率分别为23.8%和80.7%,对NO^-₃-N 和NO^-₂-N则分别增加了41.4%和172.4%。固定化反硝化菌的加入充分地利用了植物的协同脱氮作用,加强了浮床系统的反硝化作用,大幅度削减了系统中的NO^-₃-N,提高了生态浮床系统的脱氮效果。     

PCR-DGGE法分析温度对A2/O系统硝化菌群结构的影响

研究了温度对A²/O装置中硝化细菌群落结构的影响,旨在为工艺改进及优化调控提供依据.从A²/O装置的泥水混合液中采集微生物样品并提取微生物总DNA,使用特定引物对从总DNA中扩增出目标DNA片段,然后对扩增的DNA片段进行DGGE,并对凝胶进行染色和条带统计分析,通过聚类分析构建不同温度下硝化菌群间的相似性关系.结果表明,AOB菌在温度>25 ℃时,群落结构比较稳定,此时NH₄⁺-N去除率高达95%以上;Nitrobacter菌在温度>20 ℃时,群落结构则比较稳定,NH₄⁺-N去除率亦可达95%以上;Nitrospira群落结构发生变化较大,相比较而言,15～20 ℃时最稳定,NH₄⁺-N去除率在75%～95%之间.     

广州市石井河受污染水体修复中试研究

 选择广州市石井河上游白海面河涌,在非雨季进行污染河流生态系统修复中试试验。结果表明：封闭环境下曝气增氧技术对TP、NH₃-N的去除率平均分别为34.7%和28.8%;复合修复技术对TP、NH₃-N的平均去除率分别为48.1%和51.9%。在原水以平均流量0.015 m³/s注入条件下,曝气增氧技术对TP、NH₃-N的平均去除率分别只有19.6%和29.7%;生态滤床对TP、NH₃-N的平均去除率分别为25%和44.99%;复合修复技术对TP、NH₃-N的平均去除率分别为46%和52.41%。复合修复技术使河水透明度最深达到46 cm。对城市受污染河流的治理,宜采取复合修复技术;岸基生态滤床植物多样性可以有效去除污染物。     

Effect of Combined Plant-Rope Ecological Floating Beds on Improvement of Eutrophic Water Quality

在白洋淀富营养化水体构筑蕹菜(Ipomoea aquatica)浮床-生物绳组合系统一段时间后,带回实验室做静态分析,研究生物绳对微生物富集后对富营养化水体的改善效果。结果表明,蕹菜浮床、蕹菜-聚苯乙烯纤维绳组合浮床、蕹菜-麻绳组合浮床对水中TN、NH4+-N、TP和DIP均有较好的去除效果,蕹菜浮床对水中TN、NH4+-N、TP和DIP的去除率为39.09%、44.55%、63.68%和53.70%,而蕹菜-聚苯乙烯纤维绳组合浮床、蕹菜-麻绳组合浮床的去除率分别为49.46%、67.79%、54.72%、50.62%和60.43%、70.05%、71.70%、64.20%,可见组合式浮床比蕹菜浮床的氮磷去除能力更强,而且以蕹菜-麻绳组合浮床的净化效果最好。其中,蕹菜浮床、蕹菜-聚苯乙烯纤维绳组合浮床和蕹菜—麻绳组合浮床的植物去氮贡献率分别为36.13%、32.15%和27.11%,去磷贡献率分别为71.85%、87.07%和74.34%,表明浮床中植物吸收只去除了系统中一部分N,微生物的脱氮途径占主导作用;而对P的去除,本试验结果显示植物吸收起主要作用。可见,该组合生态浮床是改善富营养化水体的有效方法。     

秋季生态组合技术对人工湖水质改善的动态实验研究

以西安市某人工湖湖水为研究对象,在秋季温度较低的条件下进行利用生态浮床与生物接触氧化组合技术分别种植美人蕉、旱伞草、春芋净化水体的现场动态实验。研究结果表明：3种植物在水温为10℃～17℃的条件下均可生长,对水体中TN、NH3-N的去除率分别为38.48%～68.16%、26.19%～71.43%,TP、CODMn污染物的去除率分别为43.41%～72.82%和17.49%～42.81%。对藻类的抑制效果尤其稳定,抑制率为62.15%～81.40%。通过比较,美人蕉组合的净化能力最强,旱伞草组合次之,春芋组合最弱。本研究丰富了秋季温度较低条件下治理富营养化水体的方法,也为秋季浮床植物的选择提供了依据,实现了浮床植物与夏季的衔接。     

城市污水条件下厌氧氨氧化反应器接种污泥筛选

采用2组平行的厌氧序批式反应器（ASBR）,分别以厌氧颗粒污泥、黑臭河道底泥与好氧活性污泥的混合污泥（R1）和厌氧消化污泥、黑臭河道底泥与好氧活性污泥的混合污泥（R2）为污泥源,以实际城市污水为进水,在相同的运行环境下同时运行180~210 d,实验结束取出各自培养的内部污泥进行扫描电镜观察其表面形态.结果表明：2组反应器均成功启动了厌氧氨氧化反应,其中R1反应器在第135天开始表现出厌氧氨氧化活性,在稳定运行阶段所达到的NH₄⁺-N去除率可达到97.35%,NO^-₂-N去除率达到99%以上,并培养出了颗粒污泥,启动时间较长;R2反应器在第102天开始表现出厌氧氨氧化活性并开始稳定运行,稳定阶段NH₄⁺-N平均去除率可达到93.17%,NO^-₂-N去除率也达到99%以上,没有形成颗粒污泥,启动时间更短.电镜结果表明2组ASBR中都可能存在厌氧氨氧化菌.     

折流式内循环新型生物膜反应器的脱氮动力学

为了探求城市地表水新型的处理工艺及效果,以一种新型的陶瓷载体水泵驱动折流式内循环生物膜反应器处理由自来水、葡萄糖、氯化铵、磷酸二氢钾按一定比例配制成的溶液,以模拟城市地表水.在碳氮比（C/N）分别为10,20,30和40情况下,对其进行脱氮试验,并进行动力学分析.研究发现：该反应器可实现同步硝化和反硝化;氨氮（NH₄⁺-N）和总氮（TN）的去除过程都可以用Monod模型进行描述;当C/N为10~40范围,水温为28℃左右时,随着C/N比的增加,反应器对NH₄⁺-N和TN的去除速率都得到提高;在相同C/N条件下,NH₄⁺-N的去除速率远高于TN的去除速率.     

蔬菜浮床对城市富营养化景观水体的净化效果研究

针对城市居住小区和公共园林景观水体水质逐渐恶化的现象,探索通过构建空心菜和韭菜等蔬菜浮床的方法对景观水体进行净化。室内、室外实验结果均表明,蔬菜浮床对富营养化水体中的氮、磷具有良好的去除效果。其中,室内系统各营养物质的去除率分别为19.18%(TN)、19.55%(NH_4~+-N)、11.97%(NO_3~--N)、12.38%(TP);室外系统平均去除率分别为12.34%(TN)、12.49%(NH_4~+-N)、9.40%(NO_3~--N)、7.52%(TP)。为了评估浮床蔬菜的食用安全性,本研究对蔬菜体内部分重金属含量进行了测定,结果表明,两种蔬菜体内的铅和汞含量均超出《食品安全国家标准-食品中污染物限量》。蔬菜浮床具有显著的水体净化效果,为城市环境有限空间内的富营养化水体净化方式提供借鉴,是一种健康的绿色发展方式,但浮床蔬菜的食用安全性往往取决于水体环境特征,需进行相关评估。     

5种浮床植物在水环境恢复治理中的净化差异

选取美人蕉(Canna indica)、芦苇(Phragmites communis Trirn)、水葱(Scirpus validus Vahl)、凤眼莲(Eichhornia crassipe)水芹菜(Oenanthe javanica)5种珠海当地常见植物作为研究对象,构建珠海珠武涌水体富营养化治理生态浮床,对5种植物在富营养化水体中的生长特性,化学需氧量(COD),氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)质量浓度等指标间的差异进行比较研究.结果表明,株高从大至小排序为:水葱、芦苇、美人蕉、水芹菜、凤眼莲;质量增加从大至小排序为:芦苇、美人蕉、凤眼莲、水芹菜、水葱;根毛增长从大至小排序为:芦苇、水葱、水芹菜、美人蕉、凤眼莲.5种植物对水体中的COD、NH3-N、TN、TP的吸收能力差异显著,单位面积COD去除率高低排序为美人蕉、凤眼莲、芦苇、水葱、水芹菜;单位面积NH3-N去除率高低排序为美人蕉、芦苇、凤眼莲、水葱、水芹菜;单位面积氮吸收量大小排序和单位面积磷吸收量大小排序都为美人蕉、凤眼莲、芦苇、水芹菜、水葱.综合实验结果,确定采用美人蕉为主,芦苇为辅,再加上少量水葱、水芹菜作衬托来净化河涌水体.     

浮床植物系统对富营养化水体的净化效果

通过静态试验,研究空心菜、美人蕉、吊兰3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果.结果表明,在水温为27~32℃,生长21 d条件下,空心菜和美人蕉生长良好,生物量大,而吊兰生长较差,生物量增加少.空心菜、美人蕉和吊兰对化学耗氧量(CODMn)的平均去除率分别为13.2%,11.7%和6.9%;对总磷的平均去除率分别为57.7%,66.4%和30.6%;对PO43--P的平均去除率分别为69.1%,82.0%和42.1%;对NH4+-N的平均去除率分别为50.0%,42.8%和21.9%;对藻类的平均抑制率分别为55.1%,42.5%和13.6%.     

电催化氧化处理垃圾渗滤液

以复极性固定床电解槽为反应器,利用CuO-CeO₂/γ-Al₂O₃多相催化剂取代传统反应器的绝缘填料,构建电催化氧化体系。采用XRD、SEM对CuO-CeO₂/γ-Al₂O₃进行表征,考察了槽电压、pH、气体流量和极间距等因素对垃圾渗滤液降解的影响。结果表明,该体系对渗滤液具有较好的催化降解效果。当槽电压为15.0V、pH为中性、气体流量为0.08m³/h、极间距为3.0cm时,垃圾渗滤液COD和NH⁺₄-N的去除率分别达到93.7%和100%。在处理垃圾渗滤液的过程中,体系运行稳定,经过20次反复实验,降解效果仍能维持在70%以上。在电催化氧化体系的作用下,垃圾渗滤液中的难降解有机污染物被直接矿化或降解为小分子有机物;而NH⁺₄-N则主要被氧化为氮气和水。     

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.     

流型、植物种类和基质厚度对人工湿地去除废水中氨氮的影响

实验模拟人工湿地,以沙、土混合物为基质,比较了水平潜流和垂直流、不同植物、不同基质厚度对氨氮(NH_4~+-N)处理效果的影响,并分别进行了分析。实验表明,水平潜流和垂直流NH_4~+-N去除率分别达到59%和68%,垂直流人工湿地处理效果较好的原因是垂直流为硝化创造了有利的条件。金边吊兰、金钱草、绿萝对NH_4~+-N的平均去除率依次为46%、60%和70%,分析认为根系是影响NH_4~+-N去除效果的主要因素。以金钱草做湿地植物,基质厚度为6 cm时去除效果最好,最大去除率达到74%,表明基质厚度与植物根系长度相适应时,NH_4~+-N的去除效果最佳。研究结果为深化湿地去除NH_4~+-N的理论研究和应用推广提供了支撑。     

污水停留时间对多级人工湿地塘组合系统除氮的影响

通过多级人工湿地-塘组合系统在不同的污水停留时间下处理污染水体,对各项出水污染物进行测试对比。结果表明:在初春低温条件下,COD、TN和NH_4~+-N的去除率随着污水停留时间的增加显著提高,其中COD在污水停留时间达到5 d之后去除率开始趋于平缓,TN和NH_4~+-N的去除率在污水停留时间达到5 d之后出现下降。表明在保证处理效果的前提下,污水停留时间选在4~5 d之间较为合理。这为实际处理污染水体提供了一定的参考。     

生物滞留系统去除氮的影响因素研究

传统雨水生物滞留系统对氮的去除很不稳定,为了提高硝氮和总氮的去除效果,尝试在生物滞留系统底部增加内部淹没区,提供所需的缺氧环境并延长系统内雨水的停留时间,改善系统的除氮能力。对有淹没区运行条件下进水有机物浓度和滞留时间除氮的影响进行了试验。结果表明系统在有淹没区和无淹没区运行条件下,对NH₄₊-N的平均去除率均在90%以上。无淹没区时系统对NO_3--N的去除率为21%。有淹没区时(滞留时间2 h)系统对NO_3--N和TN的去除作用显著提高到74%和78%。淹没运行时进水中COD浓度可以显著影响NO_3--N的去除效果,当COD浓度为0-100 mg/L,NO_3--N(7-9 mg/L)去除率随COD浓度的增加而显著升高。滞留时间对NO_3--N去除效果的影响较为明显,滞留时间从1 h增加到8 h,系统的NO_3--N平均去除率从21%增加到93%。     

不同种源条件下厌氧氨氧化反应器的启动研究

采用3组平行的sBR系统,分别接种厌氧颗粒污泥与好氧活性污泥的混合污泥、河道底泥与好氧活性污泥的混合污泥以及厌氧消化污泥与好氧活性污泥的混合污泥,以典型城市污水为进水,在相同运行环境下同时运行150～180 d,成功启动厌氧氨氧化装置,氨氮去除率分别达到88%,80%和85%,亚硝氮去除率均达到96%以上.但厌氧消化污泥与好氧活性污泥的混合污泥的启动周期更短,是相对优化的接种污泥.     

生物组合对浮床污染物净化效能的影响

构建以水生植物(空心菜)单元、水生动物(三角帆蚌)单元及人工介质(微生物)单元组成的组合生态浮床.夏秋两季富营养水体净化实验显示,组合型生态浮床比普通水生植物浮床对NH+4-N,TN,CODMn平均去除效率的提高幅度:夏季水体交换时间5d时分别为22.6%,13.3%,13.7%;秋季水体交换时间7d时分别为19.5%...     

多层纤维球生物滤池净化工厂化养殖循环水处理

针对传统工厂化循环水养殖系统能耗偏高、工艺复杂等缺点,研发了一种新型多层纤维球生物滤池反应器。该反应器实现了在零换水条件下去除SS和含氮污染物,同时达到高DO出水的效果。结果表明,实验室条件下,自然挂膜的方式使纤维球形成外部好氧、内部缺氧的环境,反应器可以同时完成硝化和反硝化过程。此外,分析了不同水循环率对反应器的影响。在水循环率为3次/d时:NH~+_4-N质量浓度降低到0.2 mg/L,去除率可达到96.15%;NO~-_3-N去除率稳定在70%左右;NO~-_2-N质量浓度低至0.1 mg/L,去除率高达95.82%;出水COD质量浓度降至4.0 mg/L,去除率达到60%以上;SS去除率高达100%。该反应器较好地实现了养殖废水的同步硝化和反硝化过程。