生态浮床技术治理富营养化水体研究进展

生态浮床技术因具有净化污染、恢复生态、改善景观等优点而被广泛应用于富营养化水体的综合治理。其修复机理是一个复杂的过程,由水生植物、水生动物和微生物,以及填料共同发挥着重要作用。本文主要概述了生态浮床技术对富营养化水体的修复机理及存在问题;重点概述了生态浮床技术修复效果强化技术的研究现状,如通过改善理化条件、筛选高效植物、生物-植物协同作用、细菌固定化强化技术、生态浮床构造优化等来提高生态浮床脱氮除磷效率;并展望了生态浮床技术未来的研究方向与应用前景。     

投菌法在水体富营养化防治的应用

将美国的基因工程菌应用于某池塘静态富营养化水体中，对水体中的营养性指标进行了测定及分析，并对水体中生物变化情况进行观察，通过对各项监测指标的浓度变化曲线分析可以得知：在微生物处理下，水体的营养物质浓度不断下降，水体的浊度下降，透明度升高，得到了实验水水质明显的改善。于是提出利用高效微生物（主要是细菌）进行生物修复是解决水体富营养化的可行途径。     

组合生态浮床对富营养化水体水质改善效果的研究

根据生态工程中的“食物链物质循环原理”和“生物强化理论”,对传统浮床进行改进,构建了集水生植物、水生动物及微生物于一体的新型组合生态浮床,并研究较低温度条件下对富营养化水体水质的改善效果.结果表明,日平均温度4～ 14℃,7d水力停留时间下,组合生态浮床对TN,TP,NHr-N,CODMn及Chl-a的平均去除率分别可达32.64％,63.90％,73.66％,17.70％和31.76％,较传统浮床的24.11％,54.53％,47.42％,7.13％和-3.11％,均有大幅度提高,可见,组合生态浮床在富营养化水体水质改善方面可发挥重要作用.     

景观水体的修复技术

针对目前景观水体存在的问题,本文简单介绍了水景水体的修复原则和方法。结合景观水治理工程的实例,分别从物理、化学和生物方法三个方面总结了景观水体的各种污染控制和管理措施,分析其优缺点及适用性。详述了水生植物、水生动物、微生物以及它们之间相互结合处理富营养化水体的修复技术。提出景观水体污染控制的关键是将污水处理的常规处理技术与生态处理技术有效结合。通过生物-生态技术的集成,全方位增加有益水质净化的水生生物,是富营养化水体生物-生态修复技术有效的强化手段。     

基因工程菌在富营养化水体中应用的试验研究

实验模拟了自然状况下水体富营养化的一般过程。利用基因工程菌消氮细菌及沉淀细菌对实验水体进行生物修复。得出：在微生物处理下,水体的营养物质浓度不断降低,水体的浊度下降,透明度升高,使得实验水体的水质得到了明显的改善。     

浮动床膜生物反应器去除焦化废水中间甲酚研究

焦化废水属有毒有害、难降解的高浓度有机废水,其中间甲酚等酚类污染物含量较高且用常用水处理方法去除比较困难。因此,研究了将浮动床生物膜反应器与膜生物反应器进行复合去除焦化废水中间甲酚的影响因素,并与普通MBR反应器在相同间甲酚浓度梯度下的处理功效进行比较。结果表明,在相同间甲酚浓度下,生物浮动床膜生物反应器的处理效果优于普通MBR反应器,其毒阈值为1200 mg/L,普通MBR反应器为1000 mg/L。同时,利用扫描电镜对浮动床膜生物反应器填料上微生物进行观察,考察了间甲酚浓度升高对填料上微生物的影响及附着态微生物形态的变化,得出大型微生物随着间甲酚浓度的提高最后破裂死亡;杆菌种类及数量减少,最后转变成丝状菌;球菌的菌胶团解体,形状变成短杆状。     

用水生生物评价环境水体的污染和富营养化

水生生物的评价是通过对浮游植物、浮游动物、底栖生物、鱼类种类和数量变化的测定和分析,判定水体的污染和富营养化状况.结合环境水体的水化学参数如TN、TP和COD等指标,从水生生物学的角度对环境水体的污染程度进行监测和评价,可以较客观地、综合地反映出水体的环境质量.本文综述了几种评价水体污染和富营养化的水生生物方法及如何选定合理的评价指标,旨在为能直接、快捷、准确地应用水生生物判断水质污染和富营养化程度提供参考.     

城市景观水体富营养化及其控制

随着城市的发展及人们生活质量要求的不断提高,城市景观水体污染及富营养化问题越来越引起更多关注,景观水体治理工作迫在眉睫。本文着重分析了城市景观水体污染及富营养化的原因及危害,提出针对外源污染和内源污染的控制措施：补水水源控制、雨水污染控制、强化水体自然净化、建立生物净化生态系统等方法,以满足对城市景观水体富营养化控制的要求。同时指出针对不同的受污染的景观水体,应根据其具体情况,因地制宜地采取相应的措施加以控制,才能获得满意的处理效果。     

内电解组合工艺处理重度富营养化水体的初步中试试验

采用催化铁内电解-沸石床-生物活性炭组合工艺进行了处理重度富营养化水的中试试验.通过对进水与出水浊度、TP、CODMn、UV254、总铁、NH3-N、和NO2--N的监测,研究了本组合工艺对重度富营养化水体的处理性能.试验期间,水温约在10℃.初步结果表明,本组合工艺对浊度、TP、CODMn和UV254均有较好的去除作用,平均去除率达到50%以上,出水中铁含量均低于进水.由于水温过低,未观察到氨氮和亚硝酸盐氮的明显变化.     

富营养水体浮游植物群落对新型生态浮床的响应

通过围隔水泥池模拟试验,研究了富营养化水体中浮游植物群落对新型组合型生态浮床系统净化水质的响应. 每隔2周对水体中各水质指标、浮游植物及浮游甲壳动物群落进行检测,结果显示:①3种不同覆盖率(以浮床面积计)处理下,组合型生态浮床对氮、磷的去除率表现为39%覆盖率>26%覆盖率>13%覆盖率. ②3种覆盖率下水体中的浮游植物群落结构复杂性和生物多样性指数均显著高于空白对照组,其中,26%和13%覆盖率对浮游植物生物量的抑制效果比39%覆盖率好;同时,26%覆盖率比39%覆盖率水体中的浮游植物生物多样性指数要高,群落结构更复杂,随后是13%覆盖率处理. ③浮游植物生物量的变化与浮游甲壳动物表现出明显的相反时间趋势. 尽管26%覆盖率对氮、磷的去除量不是最大,但却更利于形成较为稳定的浮游植物群落结构,促进水体生态系统的平衡与健康发展;浮游植物生物量与营养盐的显著相关性及与浮游甲壳动物的相反时间趋势显示,生态浮床对浮游植物群落的改善可能是通过营养盐的上行效应与浮游甲壳动物的下行效应等因素得以实现.      

我国东部与云贵湖区富营养化控制标准对比研究

以我国东部湖区及云贵湖区主要湖泊2005~2008年的监测数据和国际公认的湖泊富营养化叶绿素a 含量分级为基础,通过频率统计方法,对叶绿素a、总氮(TN)、总磷(TP)、透明度(SD)和高锰酸盐指数(CODMn)进行了统计分析,并根据反退化原则,计算了两湖区湖泊富营养化控制指标的建议值.结果表明,东部湖区湖泊富营养化控制标准的建议值为TN:1.65mg/L,TP:0.100mg/L,SD:0.45m,CODMn:4.50mg/L;云贵湖区为TN:1.00 mg/L,TP:0.045 mg/L,SD:1.10m,CODMn:4.00mg/L.云贵高原湖区氮磷营养盐控制指标值绝对值低,相应控制标准比东部平原湖区严,主要原因是东部平原湖区受人类活动影响强烈,目前的水环境总体质量劣于云贵湖区.     

CAS-BT复合反应器除磷处理的试验研究

在CAST反应器中引入自制悬浮填料,构成了CAS-BT复合反应器,采用人工配制废水,对其除磷效果进行了试验研究。当进水TP为25mg/L左右时,经历了近80d时间的试验运行,TP的去除率高达99%左右,显示出CAS-BT工艺具有很强的除磷能力。试验发现:原水中含磷量越高聚磷微生物数量越多,系统聚磷能力越强。     

填充床快速启动厌氧氨氧化反应器及其脱氮性能研究

以城市污水厂二沉池污泥为种泥,以悬浮填料填充床生物膜反应器为厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器,采用高负荷培养法和好氧预挂膜低负荷培养法分别培养与富集厌氧氨氧化菌,并研究其脱氮性能.结果表明,好氧预挂膜低负荷培养法可以在较短时间内(90 d左右)快速启动厌氧氨氧化反应器,稳定期反应器出水氨氮和亚硝氮保持稳定,去除率均接近100%,总氮去除率在75%以上,高负荷培养法因高浓度氨氮和亚硝氮的抑制作用而启动失败(190d).启动过程中pH变化表明,厌氧氨氧化反应器出水pH略高于进水,pH值可用作厌氧氨氧化反应器启动进程的指示参数.上流式厌氧填充床ANAMMOX反应器具有高负荷和高效率的优点,当反应器进水氨氮和亚硝氮浓度低于800 mg/L时,其去除率几乎达100%,低于国家一级标准.     

藻类膜对富营养化湖泊水处理效果实验

利用藻类膜处理富营养化水体是一种新的研究方法。在连续光照强度约3 500 lx条件下,研究了藻类膜处理武汉富营养化湖水的处理效果。实验结果表明:藻类膜处理富营养化湖水的氮磷效果明显,6 d内,南湖TP、TN和NH3-N的去除率分别为96.96%、93.21%和92.84%,紫阳湖的TP、TN、NH3-N的去除率分别为96.43%、78.11%和97.63%,汤逊湖的TP、TN和NH3-N的去除率分别为81.32%、76.38%和84.64%。     

矿化度作为蒙新高原湖泊营养物基准影响指标的可行性

基于蒙新高原湖区多年综合调查资料及现场监测数据分析,结果显示蒙新湖区存在咸化趋势.多元逐步回归分析表明总磷、矿化度是影响蒙新湖区初级生产力的重要因子.相关性分析显示,蒙新高原湖区湖泊矿化度与溶解氧、pH值、总氮、叶绿素a及透明度相关,其中,溶解氧、pH值与矿化度呈极显著负相关(P<0.01);总氮、叶绿素a与矿化度呈极显著正相关(P<0.01);透明度与矿化度呈显著负相关(P<0.05).通过矿化度与国际公认的营养物基准指标[原因变量(TP、TN)和反应变量(Chl-a、SD)]之间的线性关系研究表明,矿化度应成为蒙新高原湖区湖泊营养物基准影响指标之一,研究结果为确定蒙新高原湖区湖泊营养物基准的候选变量和指标提供了理论依据.     

太原市迎泽湖富营养化控制的模型研究

针对湖泊富营养化问题,对太原市迎泽湖进行资料收集和长期水体监测,综合水动力模型、水质模型,融合参与湖泊富营养化的各种生命活动过程,建立湖泊富营养化耦合模型,用实测水质数据进行参数率定与验证,选取总氮、总磷、叶绿素a及透明度4项因子进行模拟,得出迎泽湖营养物质输移扩散及时空分布规律.结合迎泽湖实际情况,从补水方式、补水频率以及改变湖泊柔性结构三方面,提出改变水动力条件的方案并进行数值模拟,研究了各方案水动力、物质输移扩散的改进效果,结果表明,作为富营养化程度表征的叶绿素a在空间和时间分布上均存在一定的规律性,其浓度变化范围在0.035~0.105mg/L之间;藻类等浮游植物迅速增殖导致水质恶化水华暴发,而采取加大湖水水力循环和改善入口水质的控制方案,可有效改善湖水水质.     

微量营养物质对有机废水厌氧消化过程的调控作用

通过向处理酸性葡萄酒蒸馏废水的厌氧移动床生物膜反应器中投加微量营养物质的试验,得出利用微量营养物质调控厌氧消化过程在技术上是可行的。Fe、Ni、Co组合不仅能加快挥发性有机酸(VFA),特别是丙酸的降解速率,进而提高厌氧反应器的溶解COD去除率,同时,还有利于厌氧反应器有机负荷的快速提升和较强pH缓冲能力的形成。B族维生素对厌氧移动床生物膜反应器运行效果影响不大。Fe对厌氧移动床生物膜反应器运行有一定影响,但效果也不十分明显。     

三相生物流化床处理对氯酚废水的实验研究

对氯酚废水是一种毒性很强的废水。本文利用三相生物流化床对对氯酚废水进行实验室模拟降解实验研究。三相生物流化床的特点是采用相对密度>1的细小颗粒为载体,微生物附着在载体的表面,形成一层生物膜。废水至下向上流动,使载体处于流化状态。处理过程中,液相中溶解的或呈胶体状的有机物以及溶解氧从液相进入生物膜,被生物膜中的细胞分解、利用。这样,在生物膜表面与液相中形成一个有机物和溶解氧的浓度梯度,使废水中的有机物不断地被吸附到生物膜上,从而达到连续处理废水的目的[1]。     

序批式移动床生物膜反应器富集反硝化聚磷菌及其在单污泥系统中的应用

本文介绍了在单污泥系统中选择和富集反硝化聚磷菌的国内外研究进展,对不同研究者提出的选择和富集反硝化聚磷菌的方法进行了分析和评价,并提出将反硝化聚磷菌与移动床生物膜反应器工艺结合起来,在序批式移动床生物膜反应器悬浮填料上选择和富集反硝化聚磷菌,进一步认识了反硝化聚磷菌的生化特征,使其成为反应器中优势菌群,以及该工艺今后的研究重点。     

杭州西湖冬、春季水体光学特性比较

于2007年冬、春季对杭州西湖主要湖区的水下光合有效辐射进行了研究,主要从光学角度讨论西湖的水质状况及其影响因素. 选用美国LI-COR公司的水下光量子仪(LI-COR 192SA)分层测定光合有效辐射(PAR),同时测定透明度,叶绿素a,悬浮物(SS),总氮和总磷等理化因子. 通过对不同深度处水下辐照度进行指数回归得到光学衰减系数(K_d). 结果表明,西湖水质和水体光学条件冬季优于春季,ρ(叶绿素a)和ρ(SS)低,透明度和真光层深度高. 水下光合辐射的垂直分布呈指数衰减. 从总体上来看,K_d冬季小于春季,外西湖高于其他湖区,并且由南至北逐渐升高. 冬、春季K_d分别为0.49～2.25和0.59～3.45 m－1. K_d与ρ(叶绿素a)和ρ(SS)呈正相关.浮游植物和悬浮物是影响西湖水下光照的重要因素. 降低浮游植物和悬浮物含量是改善西湖水体光学条件的重要内容.