固定化斜生栅藻净化畜禽废水中氨氮和磷的影响因素

为探讨Cu2+、p H和流速对固定化斜生栅藻去除畜禽废水中NH+4-N、TP效果的影响,在实验室条件下模拟实际污水处理过程,并采用正交实验方案对结果进行分析。结果表明低质量浓度Cu2+(0~0.05 mg/L)改善藻的净化效果,高质量浓度Cu2+(0.50~5.00 mg/L)抑制藻的净化效果;在p H较高的条件下(p H=9),固定化斜生栅藻的净化效果明显提高;流速对结果没有明显影响。通过正交实验,得出固定化斜生栅藻去除畜禽废水中NH+4-N、TP的优化条件如下:Cu2+质量浓度为0.05 mg/L,p H为9,流速为0.3 m/s。此时NH+4-N去除率为96.11%,TP去除率为97.53%。     

环糊精及其衍生物对降低铅和菲的藻类毒性研究

研究了环糊精(CD)及其衍生物对重金属铅和有机物菲及其复合污染胁迫下斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的毒性影响。结果表明,天冬氨酸-β-CD(ACD)具有促进斜生栅藻生长的作用。在单一铅或菲胁迫下,低浓度时能促进斜生栅藻的生长作用,但当铅质量浓度≥0.10mg/L或菲质量浓度≥10μg/L时,斜生栅藻的生长都受到了不同程度的抑制。100 mg/L的ACD加入后,在相同浓度的铅或菲胁迫下,斜生栅藻抑制率明显降低。其中,铅对斜生栅藻96h的半数效应浓度(EC50)由0.96mg/L增加到了3.79mg/L,菲对斜生栅藻96h的EC50由40μg/L增加到了104μg/L,毒性明显降低。复合污染时,铅和菲对斜生栅藻的毒性表现出协同作用。不同CD(α-CD、β-CD和γ-CD)及其衍生物(ACD和羟丙基-β-CD)中,对降低斜生栅藻毒性效果最好的为ACD。     

沼液中土著菌对斜生栅藻去除污染物效果的影响

研究斜生栅藻对沼液的净化效果,并分析沼液中土著菌对污染物去除效果的影响。在不同的初始藻细胞接种量条件下,根据藻细胞干重、细菌总数及COD、TP和TN浓度的变化趋势,比较斜生栅藻对原沼液和灭菌沼液的净化效果。在藻类培养初期,沼液中土著菌与斜生栅藻之间存在明显的共生关系,当初始藻细胞接种量为0.1 g·L~(-1)时,原沼液中藻细胞干重达到最大值即2.11 g·L~(-1)。在藻类对数生长阶段,沼液中土著菌与斜生栅藻在藻细胞生长量和污染物去除方面表现出明显的协同作用。研究结果表明,斜生栅藻与土著菌组成的共生系统对沼液具有较好的净化作用,且所得的藻类生物量可以作为产能原料。     

8种药用植物氮、磷吸收能力比较研究

选取8种药用植物,在高质量浓度氮(TN=16.00mg/L)、磷(TP=4.00 mg/L)的水体中培养,分析了其生物量、株高、体内氮磷含量及其对水体TN、TP的净化效果。结果表明:(1)8种药用植物净增生物量差异较大,增长率为21.81%~221.93%;株高增长量为6.20~22.63cm;(2)植物体内TN、TP的质量浓度分别为11.28~32.46、2.07~11.25mg/g;(3)8种药用植物对水体具有较强的净化效果,培养后能吸收污水中80.00%~91.00%的TN和82.38%~96.38%的TP,高于对照组的49.16%和63.75%。     

栅藻和小球藻在4种养殖废水中的生长及净化效果对比研究

利用经过处理的鸡场养殖废水、猪场沼液(简称猪沼)、池塘养殖废水和BG-11培养基分别培养斜生栅藻和普通小球藻,对比2种微藻在各培养液中的生长、对废水中氮磷的净化效果以及微藻油脂的积累情况。结果表明:经过23 d的培养,小球藻处理组中,小球藻+猪沼培养液中可收获藻粉0.353 1 g·L~(-1),小球藻+BG-11中可收获藻粉0.189 8 g·L~(-1),高于其他3种培养液中的收获量。栅藻处理组中,栅藻+BG-11中收获的藻粉最多,为0.168 5 g·L~(-1),其次为栅藻+猪沼培养液(0.131 1 g·L~(-1))。2种微藻对不同废水培养液的净化效果不同,但总体来说,栅藻和小球藻对总磷的去除效果最好,去除率在89.32%~98.69%。对硝氮的去除率也在60%以上。另外,利用猪沼培养的小球藻油脂含量最高,达到50.34%;培养的栅藻油脂含量与BG-11中相近,并高于其他培养液。因此,利用猪场沼液培养栅藻和小球藻具有可行性。     

氮浓度对小环藻、大型溞和金鱼藻相互作用的影响研究

以浮游植物小环藻(Cyclotella sp.)、浮游动物大型溞(Daphnia magna)和大型沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为研究对象,建立水生微宇宙模型,在1.5mg/L磷、2 600lx光强和25℃条件下,研究不同氮质量浓度(0.5、2.0、4.0、8.0、16.0mg/L)对生物操纵效果的影响。结果表明,小环藻单独培养时,氮浓度越高,小环藻增长率越大;小环藻和大型溞共培养、小环藻和金鱼藻共培养且氮为0.5～2.0mg/L时,小环藻生长受到明显抑制,大型溞和金鱼藻均生长良好;3者共培养且氮为0.5～16.0mg/L时,小环藻的生长均得到有效控制。总体而言,控藻效果表现为:小环藻、大型溞和金鱼藻共培养小环藻和金鱼藻共培养金鱼藻种植水对小环藻的化感作用小环藻和大型溞共培养,大型溞和金鱼藻的联合作用比其单独的控藻效果好,随着氮浓度增加,控制效果逐渐减弱,氮小于2.0mg/L最好。氮为0.5～2.0mg/L时,水中TN去除率相对较高,氮为16.0mg/L时,水中TP去除率相对较高。     

乙酰甲胺磷对斜生栅藻的毒性及细菌降解研究

采用血球计数法测定斜生栅藻细胞数目,研究了乙酰甲胺磷对斜生栅藻的毒性作用,并通过藻类培养液中接种经过筛选得到的乙酰甲胺磷高效降解菌测定其对乙酰甲胺磷毒性的去除影响。研究结果表明,乙酰甲胺磷对斜生栅藻的抑制中浓度(EC50)大于159 mg/L,急性毒性为低毒。但进一步研究发现,在7 d后,EC50为174.68 mg/L,明显低于24 h的1 128.57 mg/L,存在亚慢性毒性。通过藻类培养液接种高效降解菌Y-6,乙酰甲胺磷对藻类的生长抑制程度减轻。     

污泥提取液与普通小球藻相互影响的特性

本研究将普通小球藻低成本培养与污泥提取液处理相结合,探讨使用污泥提取液与BG11混合培养普通小球藻,以实现养藻成本的降低与污泥资源化利用的目的。通过测定小球藻细胞密度、叶绿素a、中性油脂等生长特性以及污泥提取液中总氮(TN)、总磷(TP)、总有机碳(TOC)和毒性等降解指标的变化,来验证污泥提取液与普通小球藻生长的相互影响。结果表明,污泥提取液占总培养基(提取液与BG11)体积的20%(v/v)时,普通小球藻细胞密度最大,细胞中中性油脂积累较好,但不利于藻细胞叶绿素a的合成;普通小球藻对污泥提取液中的TN、TP、总有机碳(TOC)、毒性等都有显著的去除效能,在污泥提取液含量为20%、培养240 h时,TN、TP、毒性的去除率分别为89.91%、92.31%和63.08%。     

2种新分离微藻的生长、氮磷去除和营养特性的比较研究

为了解2种新分离微藻的净化和资源化潜力，研究比较了其生长、氮磷去除和营养特性。结果表明，栅藻和月牙藻的最大生物量（干重）分别为0．78g／L和0．53g／L；最大生物量（干重）增长速率分别为0．05g／（L·d）和0．03g／（L·d）。培养至第23天，栅藻和月牙藻对TN的去除率分别为85．1％和72．5％；对TP的去除率为82．6％和79．7％，但栅藻较月牙藻更易释放较多的No2--N进入藻液。稳定期时，栅藻、月牙藻的粗蛋白质含量和粗蛋白产量（干重）分别为31．8％、19．2％和0．24g／L、0．09g／L；粗脂含量和粗脂产量（干重）分别为7．81％、9．26％和0．06g／L、0．05g／L。综上，与月牙藻相比，栅藻具有明显的生长、氮磷去除和营养优势，在进行水产养殖废水的净化和资源化利用上可作为优选藻种。     

藻类膜对磷的吸附/吸收行为研究

在光照强度约4 000 lx及温度28℃条件下,将水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)和斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)附着在弹性聚氯乙烯载体上形成藻类膜,研究藻细胞在富磷环境(约为2 mg/L)中对磷的短期吸收过程,分析基质中磷、藻细胞总磷及表面吸附磷的迁移变化特征。结果表明:水华鱼腥藻和斜生栅藻细胞总磷含量在稳定时分别为0.96和0.85 mg/mg(以chla计);藻细胞表面对磷的吸附在240 min时达到平衡,其中水华鱼腥藻吸附量占细胞总磷(包括表面吸附磷和细胞内磷)的28.1%,斜生栅藻则为23.5%。根据吸附模型拟合结果,藻细胞表面对磷的吸附符合Langmuir吸附等温式。     

苦土处理氮磷废水的研究

采用苦土为沉淀剂对模拟氮磷废水和实际氮磷废水进行了脱氮除磷实验研究,探讨了苦土投加量、pH及反应时间对废水中氮磷去除率的影响。此外,对苦土处理氮磷废水的动力学进行了研究,并对苦土及反应沉淀物进行了XRD分析。结果表明,以苦土为沉淀剂,处理氨氮浓度为200 mg/L的模拟废水的最佳条件为:苦土与氨氮(NH4+-N)的质量比为25∶1,平衡时间10 min,氨氮去除率可达到93%,磷去除率达到99%。用苦土为沉淀剂处理南京某厂的实际氮磷废水(氨氮浓度为590 mg/L,磷浓度为1 630 mg/L),氨氮的去除率达到92%,磷的去除率达到99%。苦土处理氮磷废水的动力学数据符合二级动力学模型,主要以化学反应为主。处理后废水中沉淀物的XRD分析表明其主要成分为磷酸铵镁,进一步证明苦土处理氮磷废水主要以化学反应为主。     

Investigating phosphorus limitation in a fixed bed filter with phosphorus and nitrogen profile measurements

In 2000, the European Union adopted the European Water Framework Directive (WFD) (European Commission, 2000). The WFD focuses on increasingly stringent nutrient standards including ultra low nitrogen (< 2.2 mg N-total/L) and phosphorus concentrations (< 0.15 mg total phosphorus/L) in receiving surface waters and in relevant point sources like wastewater treatment plant (WWTP) effluent. Expansion of WWTPs with advanced post-treatment processes, like effluent filtration, is widely proposed to meet possible future effluent discharge standards. When combining biological nitrate-nitrogen and chemical phosphorus removal in one filter, phosphorus limitation in the denitrifying process may occur. This study investigated where in the filter bed and under which conditions phosphorus limitation occurs. Profile measurements for nitrate, nitrite, and orthophosphorus (PO4-P) combined with chemical oxygen demand (COD) and 02 were conducted. Results showed that the required PO4-P/NOx-N ratio is approximately 0.006 mg/mg after phosphorous precipitation and flocculation. Profile measurements have proven to be an applicable and useful tool. It showed how nitrate and orthophosphorus are removed through the filter bed based on the PO4-P/NOx-N ratio. When orthophosphorus is removed more rapidly and efficiently compared to nitrate, the PO4-P/NOx-N ratio decreases. When PO4-P/NOx-N ratio thresholds are approximately 0.006 mg/mg for a certain period of time and water temperatures varied significantly, orthophosphorus limitation may occur. Changing the filter-bed configuration or decreasing the coagulant dosage can prevent limitation of the denitrifying process because of a phosphorous shortage.     

城市道路沉积物氮、磷溶出特性

国内外众多研究表明,城市不透水表面沉积物是雨水径流中污染物的重要来源。以北京市某道路沉积物为研究对象,对城市道路沉积物的粒径分布进行了分析,并通过批量实验,研究了不同粒径道路沉积物中氮、磷营养物及有机物(COD)的溶出特性。实验结果表明,粒径较大的沉积物中氮含量较高,而粒径较小的沉积物中磷含量较高;虽然TP、PO3-4、TN、NO-3、NH+4、COD的溶出浓度、溶出速率变化特征各不相同,但总体趋势是粒径越小氮、磷及COD溶出浓度和溶出速率越大,且最大溶出速率都出现在前5 min。因此,为实现对城市雨水径流污染的有效控制,应采用源头控制措施对小粒径道路沉积物和初期雨水进行有效控制。     

大型水生植物对骆马湖氮、磷元素的影响

对骆马湖有草区和无草区水体和沉积物中氮、磷元素含量分析,结果表明:无草区水体中总氮、总磷含量高于有草区;有草区表层沉积物总氮含量随时间变化明显,而无草区表层沉积物总氮含量随时间的变化很小;有草区与无草区表层沉积物中总磷含量的时间变化并无明显差异;有草区表层沉积物总氮含量基本上均高于无草区,而有草区表层沉积物总磷含量均要低于无草区。骆马湖有草区与无草区采样点沉积物碱性磷酸酶活性大小在58.41～315.07 mg/(kg.h)范围内变化,有草区的碱性磷酸酶的活性普遍低于无草区的碱性磷酸酶活性。在湖泊中种植大型水生植物确实可以减少水体污染,达到净化水质的目的。     

藻类生物膜脱氮除磷动力学研究

将水华鱼腥藻附着固定在改性的弹性聚氯乙烯载体表面形成藻类生物膜,用于研究其脱氮除磷动力学过程。保持氮磷比约为11∶1,配制NH+4-N和PO3-4-P初始浓度变化范围分别为4.31~229.91和1.70~69.15 mg/L的模拟废水,在废水p H为6.8~7.2、室温、光照强度3 500 lx、连续光照条件下培养藻类生物膜,利用Michaelis-Menten模型测定产率系数Y、反应速率常数k与半饱和常数Km。结果显示,藻类生物膜对氮、磷的去除速率随着营养物质浓度的升高而增加;与磷相比,藻类生物膜对氮的利用效率更高。藻类生物膜脱氮除磷动力学系数分别为:1 N:Y=0.72(mg/m2chla)/(mg/L NH+4-N),k=1.24(mg/L NH+4-N)/((mg/m2chla)·d),Km=17.88 mg/L;2 P:Y=2.50(mg/m2chla)/(mg/L PO3-4-P),k=0.35(mg/L PO3-4-P)/(mg/m2chla)/d,Km=7.29 mg/L。     

不同水生植物去除水体氮磷的效果

为研究水生植物对污染河流的脱氮除磷效果,实验采用人工配置污水,对大薸、凤眼莲、慈菇、菖蒲、香蒲和水葱这6种水生植物去除氮磷的效果进行了实验研究。结果表明,所选植物都能较好地吸收水中的营养物质,对氨氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N)的去除率分别为93.71%～97.32%和76.69%～92.47%,对总磷(TP)的去除率为76.69%～92.47%,其中菖蒲对NH4-N的去除效果最好,慈菇对NO3-N的去除率最高,香蒲对TP的去除率最高。6种水生植物的氮、磷吸收贡献率分别占水质氮、磷去除率的11.71%～54.57%和17.61%～64.56%。不同种类水生植物对不同污染物的去除能力存在较大差异,因此,在实际应用时可针对污染物的种类来选择水生植物,也可考虑对水生植物之间进行搭配组合用以修复污染水体。     

改进改良式序列间歇反应器脱氮除磷试验研究

针对6池MSBR工艺除磷效果不佳和污泥上浮问题,试验通过对流程的巧妙安排以及浓缩池的设置,较好地解决了脱氮和除磷之间的矛盾.根据污泥龄(SRT)选择实验,确定温度为25 ℃、pH为7～8、 SRT为15 d、厌氧池HRT为60 min、缺/厌氧池HRT为30 min的条件下进行脱氮除磷试验.试验结果表明,改进的MSBR工艺的脱氮和除磷效果都比较好,对COD、氮、TP的去除率分别为94.2%、81.4%、88.5%.     

厌氧、缺氧、好氧多级交替SBR脱氮除磷试验研究

以实际生活污水为研究对象,采用厌氧、缺氧、好氧多级交替序批式反应器(SBR)工艺,通过曝气时间、交替次数的凋整对该系统的脱氮除磷效果进行了研究,最终将工艺确定为厌氧1.5 h-好氧1.0h-缺氧1.0h-好氧20 min-缺氧 1.0 h-好氧20min.试验结果表明:该系统与传统的SBR相比节省了44%的曝气量,且对COD、TN、TP去除率分别达85%、78%、99.5%,同时发现曝气过程 NO2-N和NO3-N的累积可能会对好氧吸磷产生抑制作用.     

淀山湖底泥氮、磷释放通量的研究

水体中氮、磷含量是影响藻类生长的重要因子,来源可分为外源性和内源性,而底泥氮、磷释放是内源性氮、磷的重要组成.为了解城市浅水型湖泊中底泥氮、磷释放过程及其规律,根据淀山湖底泥状况,在湖的进水口2个采样点、湖中心1个采样点、湖的出水口1个采样点分别采集底泥,通过在室内模拟不同的温度、扰动、pH共3个环境因子,考察其对底泥...     

Plant uptake of phosphorus and nitrogen recycled from synthetic source-separated urine

Urine contains about 50 % of the phosphorus (P) and about 90 % of the nitrogen (N) excreted by humans and is therefore an interesting substrate for nutrient recovery. Source-separated urine can be used to precipitate struvite or, through a newly developed technology, nitrified urine fertilizer (NUF). In this study, we prepared ³³P radioisotope- and stable ¹⁵N isotope-labeled synthetic NUF (SNUF) and struvite using synthetic urine and determined P and N uptake by greenhouse-grown ryegrass (Lolium multiflorum var. Gemini) fertilized with these products. The P and N in the urine-based fertilizers were as readily plant-available in a slightly acidic soil as the P and N in reference mineral fertilizers. The ryegrass crop recovered 26 % of P applied with both urine-based fertilizers and 72 and 75 % of N applied as struvite and SNUF, respectively. Thus, NUF and urine-derived struvite are valuable N and P recycling fertilizers.