基于微生物修复技术的黑臭水体底泥治理研究

为助力我国黑臭水体治理行动,本文通过微生物修复技术和常规的曝气复氧技术对黑臭水体底泥治理进行了研究,发现基于微生物修复技术能降低黑臭水体底泥厚度、底泥COD、上清液COD、上清液NH_3-N等指标值,对黑臭水体底泥治理效果明显,适合大范围推广。     

应用于黑臭水体的新型缓释氧材料制备及其释氧效果模拟

缓释氧材料应用于黑臭水体原位修复技术具有广阔的应用前景。材料释氧的长期性和有效性是促进黑臭水体修复的关键因素。实验通过在缓释氧材料制备过程中加入膨润土、黄糊精等材料,改进释氧材料的性能。模拟河道实验结果显示:改进后的缓释氧材料释氧速率平稳、释氧时间长,可以使水中DO浓度长期保持在10 mg/L以上。在缓释氧材料中添加一定量的pH缓冲剂对黑臭水体的pH变动有较好的缓冲作用,且对黑臭水体中微生物生存环境影响较小,可将水体pH值维持在适合微生物生存的环境,提高黑臭水体的生态修复效果。通过模拟2种投加方式对材料释氧效果,比较发现,相比平铺投加,采用释氧格栅的投加方式对水体DO浓度提升更为显著。     

基于城镇黑臭河道水体的组合型原位生态修复系统的构建与效果：以上海市地区某黑臭河道为例

为促进组合型原位生态修复技术对城镇黑臭河道水体治理效果的工程应用,基于“原位生态修复、截污控源、营造景观、水动力改善、生物多样性”的修复理念,以生物修复方式为主,结合河道黑臭的成因与水质检测分析,构建了“微生物载体缓释+曝气复氧+水生植物+循环泵设备”组合型生态修复系统,对上海市地区某黑臭河道进行工程试验研究。工程实践表明：试验进行56 d时,河道上、中、下游COD、NH₃-N和TP平均去除率分别达到71.25%、84.10%和89.94%,水体黑臭现象基本消除;水体DO质量浓度由1.1 mg/L上升到4.5 mg/L。河道水质修复得到明显改善,符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准。该组合型生态修复系统可以有效消除水体黑臭现象,增加水体溶氧量,有效降解水体中的有机污染物,对城镇黑臭河道生态修复具有较好的净化和景观效果,同时其切实可行的工程技术措施可为类似工程提供良好借鉴。     

低剂量硝酸钙联合低氧曝气对黑臭底泥的修复探究

底泥内源污染是导致黑臭水体"反弹"的主要因素.为防止水体黑臭现象反复,以低剂量硝酸钙为修复剂,联合低氧曝气技术修复底泥,降低因ρ（NO₃--N）剧增而造成的生态风险,并对修复过程中菌群转化规律进行探究.结果表明:①当硝酸钙投加量为底泥质量的1.2%、低氧曝气量为0.05~0.10 m3/h时修复效果最佳,其上覆水中ρ（DO）和ORP分别升至4.08 mg/L和119.9 mV,NH₃-N、TOC（总有机氮）去除率平均值分别达42.5%和84.9%.②底泥中NH₃-N和AVS（酸挥发性硫化物）去除率平均值分别达76.8%和97.4%,投加低剂量硝酸钙不会造成NO₃--N在底泥中长期累积.③高通量测序分析表明,底泥优势菌群在纲水平上由梭菌纲（Clostridia）转变为γ-变形菌纲（Gamma-proteobacteria）,其相对丰度达60.0%,且厌氧菌群被有效抑制;在属水平上出现产黄杆菌属（Rhodanobacter）、硫杆菌属（Thiobacillus）和热单胞菌属（Thermomonas）等脱氮菌群.研究显示,低剂量硝酸钙+低氧曝气技术可有效改善底泥-上覆水体系DO条件,加快系统的脱氮速率,抑制AVS的生成,促进底泥优势菌群转化并降低生态风险.      

黑臭河道生态修复技术实验研究

针对黑臭河道特性,开展生态修复技术实验研究。根据污染物去除效率及工艺组合,将实验区分为预处理调节区、强化净化区、自然修复区,运行监测结果显示,各项污染指标去除效果良好。对轻度黑臭水体,COD、NH_3-N、TN和TP去除效果分别达到36.40%、53.65%、46.83%和61.64%。对重度黑臭水体,COD、NH_3-N、TN和TP去除效果分别达到67.11%、49.43%、47.36%和45.62%。并在自然修复区开展了5种水生植物培育试验,优选出的蜘蛛兰、风车草具备较好的耐盐、耐淹、耐污和水质净化能力,得以正常快速生长。研究结果将为黑臭河流开展生态修复提供一定技术支撑。     

超微气泡富氧+生物活化技术在黑臭水体治理中的工程应用

针对当前黑臭河道治理工作中出现的黑臭反复,长效性难保持问题,以某内源污染严重的重度黑臭河道为例实施原位生态修复。第1阶段采用超微气泡富氧（移动式曝气船+定点式曝气设备）和生物活化技术进行水体和底质修复,削减内源污染,改善生境;第2阶段应用定点式曝气设备、生态浮岛、水生植物净化、水生动物多样性调控进行生态修复,营造健康稳定的生态系统。经过近4个月的治理,治理区水质由重度黑臭稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水标准,水体COD、NH₃-N和TP含量分别为28.79,0.36,0.19 mg/L,去除率分别达到45%、98%和85%以上,治理后水体澄清,可见多种水生动物和沉水植物,河道底质呈现自然泥土色泽,在未进行清淤处理的情况下即达到了泥水共治的效果,水环境质量得到显著提升,实现了长效治理。     

BAF/石英砂滤池一体化设备处理黑臭水体试验

针对黑臭水体,采用BAF和石英砂滤池的组合,开发处理黑臭水体的一体化设备。将BAF/石英砂滤池一体化设备与传统BAF系统进行平行试验,在不同水力负荷与气水比条件下比较2个系统COD、NH_3-N、浊度和TN的去除效果,以探究一体化设备的优势及其最佳运行参数。试验结果表明:BAF/石英砂滤池一体化设备用于处理黑臭水体时,在滤料总高度相同的条件下,对COD、TN以及浊度去除率比传统BAF分别增加了6,5,7百分点,反冲洗周期比传统BAF延长了2 d。当水力负荷为2. 56 m~3/(m~2·h)时,BAF/石英砂滤池一体化设备对COD、NH_3-N、TN以及浊度平均去除率分别为65. 09%、75. 70%、50. 84%和89. 42%;在气水比分别为1. 5∶1、1. 0∶1和0. 5∶1的变化过程中,2个系统对COD和NH_3-N去除率逐渐降低,对浊度去除率影响不大,而对TN去除率显著提高。综合各项污染物指标,BAF/石英砂滤池一体化设备的最佳气水比为0. 5∶1,该设备可用于截流式合流制溢流混合污水处理及黑臭水体的旁站处理或循环处理。     

优势复合菌剂处理黑臭河水的实验研究

初试条件下系统的考察了优势复合菌剂对西洋河黑臭河水水体的处理效果,实验结果表明:(1)优势复合菌剂能有效降低黑臭河水的COD、氨氮和总磷,去除率达到80%以上;(2)好氧条件下的处理效果要优于自然条件下的处理效果;(3)不同的接种量(V菌/V水)、温度、pH值及摇床转速对处理效果均有不同的影响,由正交试验得到的最佳降解条件为接种量10/10000、温度35℃、pH值9、转速100r/min。在优化条件下对COD、氨氮和总磷的去除率分别达到67.83%、70.29%、70.59%。     

BF仿生载体对黑臭水体水质净化试验

为解决城市黑臭水体的问题,构建基于玄武岩纤维(BF)仿生载体、微生物菌剂和曝气复氧净化黑臭水体的组合工艺,对黑臭水体净化效能进行试验研究。结果表明:BF仿生载体、微生物菌剂和曝气复氧三者相结合对黑臭水体具有良好的净化效果。经过28 d的平稳运行,COD、NH_4~+-N和TP去除率分别为75. 1%、99. 4%和94. 2%。经预挂膜处理的BF仿生载体在曝气复氧条件下,达到相同净化效果所需时间更短。同时BF仿生载体可有效降低水体浊度,对水体中游离微生物具有良好的吸附和富集作用,其吸附的微生物数量最高为3. 57×10~7CFU/g。     

苏州河污染支流--绥宁河生物修复试验研究

采用曝气复氧、投加高效微生物菌剂及生物促生液、放养水生植物等构建的组合生物修复技术,对苏州河严重污染支流——绥宁河进行原位污染治理和生态恢复工程试验。结果表明,严重污染的水体消除了黑臭,水体COD平均下降50％以上,DO平均升高2mg/L左右、透明度平均增加10cm以上;单一工程措施的修复效果不及组合技术。试验期间,主要微生物指标以及底泥有机质含量未发生显著变化,说明河流生态的彻底恢复还有待时日。     

白洋淀典型水域COD的组成及各组分贡献

化学需氧量（COD）是我国评估有机耗氧污染的关键指标,为探究白洋淀湖心区和沼泽区天然水体COD构成组分,通过物理连续分级和三维荧光等方法揭示水体中的耗氧有机物质主要组成、来源和影响因素.结果表明,白洋淀COD主要由类蛋白质和类腐殖质溶解性有机物质贡献（59%~93%）,无机物（如Cl^-和NO₃^-等）对COD产生的贡献甚微,可忽略不计;上覆水有机物主要受内生植被降解、沉积物释放［TOC释放通量1.55~2.28 mg ·（m² ·d）^-1］等内源［生物源指数（BIX）>0.8］和人为污染、芦苇台田等陆源的共同影响（1.4<荧光指数（FI）<1.9）,沉积物有机质以陆源（芦苇台田）为主.研究水域COD的组分主要受难生化降解有机物质（RDOC）控制,RDOC在天然环境中降解周期较长,重铬酸钾法会在短时间内迅速氧化大部分RDOC,因此高估了水体的有机耗氧污染水平.     

改性沸石的沉积物磷钝化效果研究

通过室内模拟实验,对天然沸石及不同方法改性沸石的磷吸附性能及沉积物磷钝化效果进行了对比研究。磷吸附实验结果表明,磷吸附量大小为改性沸石Z3>改性沸石Z2>改性沸石Z1>天然沸石,35d的平均吸附量分别为832、466、168和70mg/kg。改性沸石的磷吸附量与沸石含量正相关,并随时间呈增长趋势,其中改性沸石Z3第35d的磷吸附量可达1690mg/kg。离子交换量测定结果显示,沸石经改性后促进了Ca2+的释放,同时减少了K+、Na+的释放量。沉积物磷钝化实验表明,改性沸石可有效减少沉积物TP、DRP的释放,减少释放量达80%以上。天然沸石主要通过表面吸附减少水体磷含量,其次,物理阻隔作用拓展了钝化作用的时间和空间。Al(OH)3絮凝物通过表面吸附、电中和及架桥作用可显著提高改性沸石的磷吸附量,增强沉积物磷钝化效果。     

Treatment of a dyeing wastewater from a woolen mill using an A/O membrane bio-reactor

An anaerobic/oxic membrane bioreactor (A/O MBR) was used for treatment of dyeing wastewater from a woolen mill.COD and color of the wastewater were 54-473 mg/L and 40-400 dilution time (DT) respectively. The ratio of BOD5/COD was less than 0.13. By the A/O MBR process, the average removal of COD, BOD5, color and turbidity was 82％, 96％, 71％ and 99％, respectively. The average COD, BOD5, color and turbidity of effluent was 37 nag/L, 0.8 mg/L, 40 DT and 0.44 NUT respectively. The effluent COD met the local standard of reuse water in Beijing, China. The average COD volume load of the anaerobic biological tank was 0. 0483 kgCOD/(m3·d) and that of the aeration tank of the MBR was 0. 3589 kgCOD/(m3·d). The sludge load of the MBR was 0.19 kgCOD/(kg· MLSS· d) on average and the maximum of that was 0.4 kgCOD/( kg· MLSS· d).The flux of the A/O membrane bioreactor could be remained at larger than 50 L/(h· m2· 0.1MPa). The results indicated that A/O membrane bioreactor has technical feasibility for treatment of woolen mill wastewater.     

微气泡曝气生物膜反应器同步硝化反硝化研究

同步硝化反硝化(SND)是废水处理中的新型生物脱氮工艺,和传统生物脱氮工艺相比具有显著的应用优势.本研究采用微气泡曝气固定床生物膜反应器,研究了SND过程中污染物去除效果并检测了生物膜功能菌群的变化情况.结果表明,在微气泡曝气固定床生物膜反应器内可以实现同步硝化反硝化,通过提高进水COD负荷和C∶N比,降低溶解氧(DO)浓度,同时增加填料床层孔隙率,可以改善SND效果.当进水COD负荷和总氮(TN)负荷为0.86 kg·(m3·d)-1和0.10 kg·(m3·d)-1,且填料床层孔隙率为81%时,COD和TN的去除率分别为97.6%和70.2%,实现了COD和TN的同步高效去除;同时,微气泡曝气对氧传质的强化作用使得氧利用率高达91.8%.此外,生物膜活性和硝化及反硝化功能菌群的变化,与反应器COD、氨氮和TN去除能力的变化基本一致.     

溶解氧和光照对狐尾藻衰亡释放氮磷碳的影响

将杀青后的狐尾藻(Myriophyllum spicatum)切成0.5～1cm段浸泡于添加氯仿(抑制微生物活性)的装水烧杯中,置于人工气候箱(温度为5℃),考察光照和溶解氧对因植物组织溶解而导致的氮磷碳释放的影响。研究结果表明曝气组总氮释放量平均3.33mg/L,比不曝气组高6.39%。总磷释放量平均15.07mg/L,比不曝气组低50%以上。COD平均释放量66.83mg/L,为不曝气组2倍以上。(1)曝气抑制了硝氮释放。在搅拌作用下,植物残体和水溶液充分碰撞与接触,加速植物残体中氮和碳向水中转化,导致曝气组总氮、氨氮、有机氮和COD升高。曝气组植物残体破碎导致表面积增加对磷吸收的促进程度强于对附着作用的降低以及植物残体磷释放作用的增加,综合作用下导致水中磷浓度降低。曝气抑制了硝氮、总磷、溶解性总磷和溶解性无机磷释放。(2)有光照组总氮、总磷和COD平均浓度分别为3.13,30.53和32.51mg/L,分别为无光照组的1.24,3.28和2.46倍。光照促进狐尾藻总氮、氨氮、硝氮、总磷、溶解性总磷、溶解性无机磷及碳的释放,但抑制有机氮释放。     

珠江三角洲城市非点源COD影响因素分析及其负荷估算

珠江三角洲地区城市河流污染严重,非点源污染物入河量不容忽视.分别于2009～2010年对广东省佛山市汾江河流域的8个典型城市内河涌进行了降雨径流水质监测,并测算次降雨时段内非点源化学需氧量(COD)的入河量.综合平均浓度法及输出系数法的径流、地类要素,并通过校正后的SCS模型和土地利用现状图获取其径流量及地类参数,构建基于"径流-地类"参数的非点源COD负荷计算式.结果表明,降雨、地类是影响河涌集水区非点源COD负荷量的重要因素,且降雨对非点源COD负荷量的影响要大于地类.构建的计算式能较好地估算非点源COD负荷量,其对于单次降雨非点源COD负荷量的平均模拟精度为75.51%,且大时间尺度的模拟精度要优于次降雨尺度.据估算,2009年汾江河流域非点源COD的负荷总量及负荷强度分别为8 053 t、339 kg·(hm2.a)-1,其中厂矿地类的非点源COD负荷量及负荷强度最大.流域内非点源COD污染较为严重,应予以重视.     

改性泥炭与沸石用于污染水体的脱氮除磷实验研究

通过改性泥炭和改性沸石对微污染水体中污染物的去除实验的研究,得出改性泥炭和改性沸石单独处理微污染水时都能有效地去除水体中COD、氨氮、总磷,联合作用时对水体中的COD、总磷可以达到更高的去除率,但对氨氮的去除率有所下降.结果表明：微污染水在最适实验条件下进行吸附实验得出的效果是水体中的化学需氧量（TCOD）、氨氮（NH4＋-N）、总磷（TP）的浓度分别从77 mg/L、3.75 mg/L、0.40 mg/L降低到20.06 mg/L、0.041 mg/L、0.35 mg/L.两种吸附剂联合作用对污染物的去除率比吸附剂单独作用污染物要高.     

一种多介质层波形潜流人工湿地处理重污染河水试验

我国河流污染严重,城市黑臭水体的比率日益增加。人工湿地作为一种高效低耗能的绿色处理技术,已被广泛应用于污染河水的治理。通过对比分析分层装填复合填料的多介质层波形潜流人工湿地和单一砾石填料的普通人工湿地处理重污染河水的效果,研究了特种基质填料强化脱氮除磷作用以及不同水力负荷条件的影响。试验结果表明:在水力负荷为0.2 m~3/(m~2·d)时,普通湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到55.95%、77.85%、39.80%和54.94%;多介质层湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到58.52%、75.99%、67.08%和57.31%。在水力负荷为0.5 m~3/(m~2·d)时,普通湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到68.46%、90.73%、42.13%和53.70%;多介质层湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到69.61%、89.94%、77.58%和68.63%,其脱氮效果明显好于普通湿地。以复合填料包分层装填的波形潜流人工湿地系统具有良好的脱氮除磷效果,有很好的推广应用价值。     

Using a zeolite medium biofilter to remove organic pollutant and ammonia simultaneously

IntroductionWatershortageproblemisquiteseriousinmanycitiesofChina .Thereuseofmunicipalwastewaterisoneofthekeymethodstoreleasethisproblem .Makeupwaterforrecirculatingcoolingsystemisthelargestwaterusageinmanyfactories .Thewaterqualitystandardsforreclaimedwa…     

Feasibility and advantage of biofilm-electrode reactor for phenol degradation

The new biofilm-electrode method was used for the phenol degradation, because of its low current requirement. The biofilm-electrode reactor consisted of immobilized degrading bacteria on Ti electrode as cathode and Ti/PbO2 electrode as anode. With the biofilmelectrode reactor in a divided electrolytic cell, the phenol degradation rate could achieve 100% at 18 h which was higher than using traditional methods, such as biological or electrochemical methods. Chemical oxygen demand (COD) removal rate of the biofilmelectrode reactor was also greater than that using biological and electrochemical method, and could reach 80% at 16 h. The results suggested that the biofilm-electrode reactor system can be used to treat wastewater with phenol.