反硝化细菌修复城市黑臭河道底泥实验研究

实验室条件下,以南宁市朝阳溪黑臭底泥和水体为研究对象,采用投加反硝化细菌制剂的底泥生物修复方法,探索反硝化细菌投加量对底泥修复效果的影响。结果表明:对比4组不同反硝化细菌投加量的实验,当反硝化细菌投加量为0.5 g/m3时,6周后,底泥厚度降低了3.43 cm,有机质降解率为13.6%,生物降解能力(G值)增长280.8%,表层氧化层接近0.7 cm,各指标25 d后基本趋于稳定,对底泥的修复效果较佳。当反硝化细菌投加量为0.25 g/m3时,6周后,上覆水COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别为76.5%、94.4%、87.8%和79.4%,水质有较大改善。     

基于硝酸盐缓释-功能微生物协同的污染底泥原位修复技术研究

重污染底泥原位修复常需外加大量电子受体,但大量实践表明电子受体直接投加存在作用时效短、微生物利用效率低等问题.针对该问题,开发了电子受体缓释-功能微生物协同的复合环境功能材料,并探讨了功能材料对底泥原位修复效果.结果表明:①复合功能材料〔以Ca（NO₃）₂计,下同〕仅投加5.7 g/kg时,底泥中ORP（氧化还原电位）提升了60.17%~73.96%,AVS（酸可挥发性硫化物）去除率高达90%,是其他传统原位修复材料的1倍.②相较于单独投加Ca（NO₃）₂的修复方式,复合功能材料最大可去除上覆水中33.78%的ρ（TN）,而且ρ（NH₄+-N）也降低了27.90%.③复合功能材料同时促进上覆水中TP和COD_Cr的去除,其去除率分别在78%和30%以上.④从经济成本和对环境影响的角度出发,在工程应用上宜用电子受体:固定剂:促凝剂:发泡剂:塑形剂:复合微生物菌剂:水的质量比为1:5:0.5:0.5:0.1:1:1的复合功能材料.研究显示,硝酸盐缓释-功能微生物复合材料是一种高效的重污染底泥原位修复材料,能显著提升底泥和上覆水中污染物去除效率,降低ρ（NH₄+-N）、ρ（COD_Cr）,避免上覆水体受到二次污染.      

硝酸钙投加对受污染河道修复效果的影响

文章通过分析底泥和上覆水体中污染物含量的变化,探讨了硝酸钙投加对河道污染物控制效果的影响。结果表明:硝酸钙的投加明显改善了底泥的氧化还原电位,控制了底泥TP的释放,并有效削减底泥有机质含量,去除率可达到26.6%;硝酸钙的投加对上覆水体中的NH_4~+-N、COD、TP等都有明显的修复效果,DO含量明显提升,氨氮的去除率接近100%,COD去除率可达到50.1%,总磷去除率为72.0%。结合修复效果和经济成本,选择3.2 g/kg硝酸钙为最佳投加量。     

水体/底泥生物基城市河道富营养化水体修复试验研究

针对城市水体富营养化现状,自主研发了水体生物基、底泥生物基和微动力涡轮水循环曝气系统.水体生物基对水体中COD、NH+4-N和TP的去除效果,平均去除率分别为82.33%、98.00%和54.73%;底泥生物基在投加5 d内可达到20%以上的底泥减量率,上覆水曝气可有效缓解由底泥有机质降解而引起的营养盐释放;由水体/底泥生物基相结合并辅以微动力涡轮水循环曝气系统的组合技术,在中试试验中表现出较好的水体营养盐去除及底泥有机质降解效果,COD、NH+4-N、TP的去除率分别为52.0%、33.6%、23.4%,河道底泥中有机质成分由试验前的38.20%降至试验结束时的12.20%.     

用生物促生剂修复受污染底泥的试验研究

通过定期向受污染底泥中注入生物促生剂进行底泥修复的试验,监测上覆水体的水质指标,并观察表层底泥微生物的生长情况.试验结果表明,将生物促生剂直接注射到底泥中能很好地刺激底泥中原有异养菌的生长,并对反硫化细菌的生长起抑制作用.在为期60d的试验中,异氧菌数量提高了一个数量级,由105个·g-1(以干泥计)提高到106个·g-1(以干泥计);反硫化细菌数量则大大减少,由试验初始阶段的120000个·g-1(以干泥计)到试验结束后的小于2000个·g-1(以干泥计).但是,上覆水中的氮、磷、CODCr等指标含量较高.     

重污染感潮河道底泥释放特征及其控制技术研究

以珠江三角洲城市重污染感潮河道为对象,研究了底泥污染物(重金属、有机物和营养盐)在静态、潮汐作用影响及人工曝气扰动下的释放特征.在此基础上,采用曝气充氧、重金属化学固定、激活底泥土著微生物等联合技术对底泥释放进行控制,研究其控制效果.结果表明:①感潮作用加速了底泥污染物的释放,与静态释放相比,Cu、Zn、Pb、Cr、COD、NH 4-N和TP的平均释放速率提高了1～4倍,释放量增加了0.3～1.8倍;底泥平均耗氧速率提高了1.28倍.②人工曝气扰动使底泥污染物局部急剧释放,并使泥水界面由弱碱性变成弱酸性;在有氧环境,NH 4-N、TP的释放得到有效抑制.③投加石灰调节pH至8～9,上覆水体Cu、Zn、Pb、Cr的去除率达到85%～98%,同时还可去除92%的TP和86%的浊度;在微碱性好氧条件下,Cu、Zn、Pb和Cr的释放量稳定在300μg·L-1以下.④底泥土著微生物层对水体及底泥污染物有良好的降解作用,通过间歇曝气COD、NH 4-N、TP去除率分别可达到85%、92%和71%;但微生物层具有较高的耗氧速率,达到45g·m-2·d-1.     

组合工艺修复受污染河水的模拟河道试验研究

基于模拟河道反应器,研究了通过曝气充氧,设置阻流板,并辅以投加高效微生物的组合工艺对污染水体的修复效果。研究表明该河道自然运行状态下对COD、TP、NH3-N、TN去除率分别为7.44%、4.88%、5.70%和10.60%,组合工艺条件下系统对COD、TP、NH3-N、TN去除率分别提升至33.96%、17.29%、20.73%和25.43%。组合工艺对污染水体具有良好的修复效果,能为城市河道治理工程的实施提供依据和技术支持。     

不同曝气方式对城市重污染河道水体氮素迁移与转化的影响

以南京仙林大学城的重污染河道水体为对象,利用模拟方法研究不同曝气方式（底泥曝气、水曝气）对水体氮素迁移与转化的影响.结果表明,在缺氧和温度升高条件下,底泥氮素主要以NH 4＋-N形式向上覆水释放;上覆水NH 4＋-N的最大累积量表现为：水曝气〈底泥曝气〈对照,3种工况下上覆水中NH 4＋-N的最高质量浓度分别为9.40...     

微生物菌剂对黑臭水体水质改善及生物多样性修复效果研究

试验分梯度模拟了一种复合微生物菌剂不同投加浓度对黑臭河道物化指标的影响,采用高通量测序技术,着重分析底泥中微生物在菌剂影响下的变化情况。试验结果表明:微生物菌剂的投加浓度为0.5~1 mg/L时对黑臭水体和底泥的处理效果较好,此时上覆水中COD去除率可达87.37%,TN和NH_4~+-N去除率分别达到90.7%和95.24%,水体透明度显著提高,底泥厚度从平均3.7 cm下降到平均2.3 cm,最优投加浓度组底泥中微生物种类主要以乳酸菌、丝状菌为主,生态系统进入良性循环,生物多样性得到初步恢复。     

应用生物制剂修复黑臭河涌试验研究

应用固定化生物催化剂(IBC)对江门市某河涌进行生物修复。结果表明:向底泥投加IBC能增加底泥中有益微生物量,优化底泥微生物群落,使河涌底泥中有机质逐渐降解;同时能抑制硫酸盐还原菌(SRB)繁殖,降低底泥中硫化物含量。试验进行4个月后,底泥有机质去除率达到54.7%⁶3.7%,底泥中SRB数量减少了92.8%63.7%,底泥中SRB数量减少了92.8%⁹4.5%,底泥硫化物含量降低了81.9%94.5%,底泥硫化物含量降低了81.9%⁸7.5%,河涌黑臭现象基本消除;向上覆水体投加IBC,在IBC中微生物和多种酶的协同作用下,水中有机污染物被快速降解,上覆水体的COD和氨氮浓度逐渐下降,试验进行4个月时,去除率分别达到20.0%87.5%,河涌黑臭现象基本消除;向上覆水体投加IBC,在IBC中微生物和多种酶的协同作用下,水中有机污染物被快速降解,上覆水体的COD和氨氮浓度逐渐下降,试验进行4个月时,去除率分别达到20.0%³5.2%和32.9%35.2%和32.9%⁴4.1%,提高了河涌的生物自净能力。     

组合型生态浮床对上覆水和沉积物之间氮磷的影响

在天鹅湖水体中构建以水生植物和陆生喜水植物为实验植物,浮法控制器、水循环增氧系统和造浪-输送系统为辅助设备的组合型生态浮床.组合型生态浮床运行期间改变了水体的理化环境,影响了上覆水-沉积物中氮磷形态的迁移转化,跟踪监测在组合型生态浮床影响下上覆水和沉积物TN、NH4+-N和TP含量的浓度变化规律,探讨了在组合型生态浮床作用下,DO、Eh、pH对上覆水和沉积物中营养盐的影响,以及上覆水和沉积物中氮磷之间以及和各环境因子之间的相互关系.结果表明,实验期间上覆水中TN、NH4+-N和TP的去除率分别达到61.92%、63.09%和80.0%.沉积物中TN和NH4+-N的去除率分别达到23.79%和37.04%,沉积物中TP含量上升了43.71%.组合型生态浮床对上覆水环境因子如DO、Eh、pH等产生不同程度的影响,处理区上覆水中DO和Eh均高于对照区,DO由原来的8.7～8.9 mg·L-1上升到9.3～10.4 mg·L-1,Eh由原来的163～178 mV上升到191～198 mV,通过提高上覆水中DO和Eh有效抑制沉积物磷的释放并促进沉积物对上覆水中磷的吸附.pH的波动性较小,维持在7.51～8.32之间,并未促进沉积物磷释放.上覆水中TN、TP和NH4+-N以及与沉积物中的TN、NH4+-N之间呈极显著正相关,与沉积物中的TP极显著负相关;pH与上覆水和沉积物中的TN、TP和NH4+-N都无相关性;上覆水中的DO与Eh显著正相关,与沉积物中的TP显著负相关.     

复合微生物菌剂在近海污水中的修复作用研究

采用直接投加复合微生物菌剂原位修复深圳湾污染水体,去除水体中的有机物、氮和磷等污染物,15天检测分析微生物处理对水体溶解氧（DO）、氨态氮（NH4-N）、悬浮物（SS）、总氮（TN）、总磷（TP）变化的影响。结果表明：采用微生物技术修复深圳湾近海污染水环境具有显著效果,试验期间水体中DO明显提高,最佳复配硝化茵（B2）与枯草芽孢杆菌（B6）对NH4-N降低了53．9％,悬浮物（ss）降低了56．9％,总氮（TN）降低52．1％,总磷（TP）降低57．6％。有害弧菌单一菌落数降低了64．9％     

杭州城区河道水体及底泥污染指标的相关性研究

以杭州城区六条代表性河道水体及底泥污染物实际监测数据为基础,分析研究了pH、营养盐、耗氧类指标、有机物和重金属等污染指标之间的相关关系,为杭州城市水环境的综合治理提供参考。结果表明：（1）河道水体中TN、TP和NH3-N呈显著的正相关,COD。。和BOD,相关性极显著,说明污染具有同源性;（2）河道底泥中的有机质、全磷与全氮有较好的相关性,有机质与四种重金属的相关性由大到小的顺序依次为Cd〉Pb〉Zn〉Cu,四种重金属之间Pb与Cd和zn相关性显著;（3）河道中底泥相对比较稳定,大部分时期底泥中的营养盐和上覆水体中的营养盐没有相关性,底泥对上覆水体的影响较小。     

浑河底泥细菌与古菌群落结构空间变化特征研究

利用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,考察了浑河表层底泥中细菌与古菌的多样性及群落结构变化情况.多样性结果表明,从上游至下游,底泥样品中细菌与古菌的种群结构均呈现由单一向复杂的演替趋势,且两者的Shannon多样性指数均在沈阳市下游的采样点-白塔堡河汇入浑河处分别达到其最大值3.88和2.91;而浑河底泥中细菌多样性及种群丰度均大于古菌多样性及种群丰度.群落结构的聚类分析结果表明,浑河底泥中细菌的群落结构具有明显区域特征,而古菌群落结构上下游保持稳定.冗余梯度分析(RDA)结果表明,上覆水中NO-3-N、NO-2-N、pH和Chl-a是影响细菌群落的主要因素,而NH+4-N、Chl-a、TP和NO-3-N则是影响古菌群落的主要因素.     

光合细菌投加量对湖泊污染修复的作用效应

富营养化湖泊的微生物修复具有良好的发展前景。采用室内模拟实验,选取武汉市墨水湖表层沉积物及相应上覆水,研究了光合细菌投加量对湖泊污染修复的作用效应。结果表明:经过10 d的处理,随着PSB投加量的增加,上覆水及沉积物的各项指标均呈现下降的趋势。与对照相比,投加1%PSB,上覆水中CODMn降低了31.6%,氨氮和总氮含量分别降低了52.4%、20.5%,溶解性磷和总磷含量分别降低了83.7%、63%;沉积物的总氮、总磷含量也明显下降,沉积物有机质含量降低了60.3%。PSB投加百分比与上覆水CODMn、总氮、总磷含量及沉积物总磷呈显著的负相关关系(P<0.05),与上覆水氨氮及沉积物有机质之间呈极显著的相关性(P<0.01)。证明利用富营养化水体修复接种光合细菌可以起到有效降低水体营养水平的目的。     

农村河道微生态系统构建及原位修复底泥

我国农村河道底泥氮磷元素蓄积严重,物化修复技术存在污染物去除不彻底、易破坏水生生态系统等问题。采用生物生态修复技术不仅能抑制底泥污染释放,还能恢复水生生态系统,强化水体自净功能。构建了由"玉米秸秆生物炭固定化脱氮菌-苦草/伊乐藻-中华田园螺"组合的泥水界面复合微生态系统,并探究了该系统对底泥和上覆水中污染物的去除效果及对底泥微生物群落结构的影响。结果表明:复合微生态系统能有效降低底泥中的氮磷污染,运行62 d后底泥OM、TN和TP去除率分别为85.41%、77.40%和54.98%,可将OM、TN、TP严重污染水平的底泥分别修复至轻度污染、中度污染和清洁水平;同时微生态系统对上覆水氮素具有较好的去除效果,上覆水NH₄+-N、TN浓度均达到GB 3838—2018《地表水环境质量标准》Ⅲ类水标准。微生态系统的构建提高了河道底泥系统中的生物多样性,底泥污染的Chloroflexi （绿弯菌门）相对丰度降低,具有降解污染物能力的Proteobacteria （变形菌门）相对丰度提高。     

城市河流内源释放与微生物群落构效关系

底泥作为河流营养物质的主要储集层,其主导的内源污染物释放对河流上覆水及其微生物多样性有重要影响。文章以绵阳市木龙河为研究对象,对河道上覆水与底泥中污染物质分布、原核生物与真核生物生物群落结构及其与内源污染释放构效关系进行了深入研究。实验结果发现木龙河上游到下游上覆水总氮(TN)、氨氮(NH3-N)及总磷(TP)浓度均呈现逐渐提高的趋势,对应的微生物多样性和丰富度却呈明显下降趋势,且主要优势物种为浮游藻类与真菌;在木龙河底泥中,总碳、总有机碳、TN、TP从上游到下游呈现递减的趋势,与上覆水成反相关,且主要优势微生物为浮游动物,与上覆水亦明显不同。研究结果表明,木龙河水质超标主要由底泥内源污染物释放导致,底泥中TN、总硫、NH3-N对底泥中微生物多样性影响显著;此外,以内源释放为特征的河流,由于内源释放污染物与外源污染物有一定差异,导致上覆水微生物多样性与外源污染条件下呈现不同。     

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.      

厌氧条件下深谷型湖泊底泥覆盖效果研究

为有效控制深谷型湖泊内源污染,构建底泥活性覆盖系统,以脱碱赤泥为主料,粉煤灰、黏土和Ca CO3为辅料,制作了不同配比的底泥覆盖材料,并评价其在厌氧条件下对湖泊内源污染物的控制效果。结果表明:底泥覆盖后上覆水体水质总体趋于稳定,DO水平能够得到改善,TP和COD的释放受到抑制,对NH3-N虽有一定控制作用但短期效果不理想;3种材料覆盖后,上覆水体中均低检出或未检出Cu、Pb、Zn、Cr、Cd,Fe、Mn、Ca、Mg的含量也较对照组低,削弱了金属元素的释放迁移;结合底泥内源污染物的控制效果和上覆水体水质的稳定性两方面因素,3种材料中,材料2(配料为赤泥38.9%,黏土14.4%,粉煤灰38.9%,Ca CO37.8%)最适于深谷型湖泊底泥覆盖。该覆盖方法原料获取方便、材料制作简单、经济成本低廉、操作方法简易、污染控制效果优良,可用于深谷型湖泊底泥原位控制。     

污染水体的强化净化试验研究

采用曝气和投加营养物 -葡萄糖相结合的水体强化净化技术 ,研究了其对某具体污染水体的净化效果 ,结果表明 ,在曝气和向水体投加葡萄糖时 ,水样的 COD、NH3- N和 TP浓度均明显下降 ,但其相应的去除率并不随葡萄糖投加量的加大而增大 ;在曝气条件下 ,当体系中葡萄糖投加量为 2 .0 mg/ L· d时 ,污染物的去除效果最佳 ,投加 7d后水样中 COD、NH3- N和 TP的去除率分别达到 2 2 .4%、5 6.0 %和 3 7.0 %。