环境因子对三峡库区底泥污染物释放的影响研究

通过室内静态模拟实验研究了环境因子诸如扰动、pH和溶解氧对三峡库区底泥中COD、TP、NH_3-N和TN释放的影响。结果表明,COD、TP、NH+3-N、TN的释放量均随扰动强度的增加而增强,影响程度顺序为COD>TP>TN>NH_3-N;不同pH条件下,TP、NH_3-N、TN、COD的释放量均呈U型,中性条件下释放量最小,酸性和碱性条件下释放量都较大,pH为6~8时最有利于抑制底泥中污染物的释放;不同溶解氧水平下,COD、TP、NH_3-N、TN的释放量均随溶解氧水平的降低而增加。     

生物炭对Pseudomonas flava WD-3的固定化及其强化人工湿地污水处理研究

为确保寒冷地区冬季人工湿地的污水处理效果,采用从南四湖人工湿地底泥中分离纯化得到的一株低温菌Pseudomonas flava WD-3为研究对象,以水稻秸秆在300、500和700℃下炭化得到的生物活性炭为吸附载体,在6~8℃低温条件下,通过重复试验探索生物炭对微生物吸附固定的最佳时间及对污水的去除效率,并将最优的生物炭固定化菌剂投入到人工湿地中,探究菌剂投加量对污水处理效果的影响.结果表明,水稻秸秆生物炭最佳热解温度为700℃,对Pseudomonas flava WD-3的吸附固定化时间为24 h.生物炭固定化Pseudomonas flava WD-3在冬季人工湿地的最佳投加量为0.042 g·L~(-1),其对污水中COD、NH_4~+-N和TP的去除效率有明显的提高,分别为游离菌处理效果的1.03、1.15、1.14倍,且去除性能稳定.生物炭固定化Pseudomonas flava WD-3对污水中COD、NH_4~+-N、TN和TP的降解过程符合一级反应动力学模型.     

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。     

五级跌水复氧式沟渠处理污水性能改进研究

采用五级跌水复氧式沟渠工艺,并通过沟渠填料选择、跌水坡度和高度优化等试验,以期提高系统的高效性和稳定性。结果表明:蛭石对NH_4~+-N和TP的吸附量随时间先快速增大至变缓直至平衡,平衡时蛭石对NH_4~+-N和TP的吸附量分别为3.269、1.635mg/g。通过蛭石吸附动力学模型拟合得出蛭石对NH_4~+-N和TP的吸附以表面吸附为主;跌水是改善沟渠系统溶解氧状况的有效措施之一,跌水高度为35 cm时能达到较为理想的复氧效果;同时坡度=0.10时有利于污染物的去除;处理装置的监测表明,COD、NH_4~+-N、TN和TP的最大去除率分别为94.38%、81.26%、77.28%和85.99%,出水水质可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级排放标准。     

HRT对厌氧氨氧化协同异养反硝化脱氮的影响

采用SBR处理实际生活污水,在实现半亚硝化时,出水NH_4~+-N、NO-2-N及COD平均浓度分别为37.27、39.97和120mg·L~(-1),将其作为厌氧氨氧化反应器(ASBR)的进水.控制温度为24℃,pH为7.2±0.2,考察HRT分别为36、33、30和27h时对厌氧氨氧化协同异养反硝化脱氮的影响.结果表明:(1)HRT为33 h时系统脱氮效能最佳,总氮容积负荷(TNLR)和总氮去除负荷(TNRR)平均值分别为0.056 kg·(m3·d)~(-1)和0.050 kg·(m3·d)~(-1);NH_4~+-N、NO-2-N和COD平均出水浓度分别为1.36、0.47和49.79 mg·L~(-1),三者去除率分别为96.30%、98.83%和56.17%;ΔNO-2-N/ΔNH_4~+-N和ΔNO_3~--N/ΔNH_4~+-N分别为1.17和0.15,比厌氧氨氧化反应的理论值(1.32,0.26)小0.15和0.11,造成此偏差的原因是由于系统中存在异养反硝化.(2)随着HRT的逐渐减小,厌氧氨氧化对脱氮的贡献率逐渐减小,异养反硝化对脱氮的贡献率逐渐增加.本研究结果可为厌氧氨氧化技术在实际工程中的应用提供参考.     

基于新型光催化氧化的小微黑臭水体治理研究

小微水体被称作江河湖库的"毛细血管",小微黑臭水体治理关系治水成败,传统治理技术面临水质反复、水质提升难、需要清淤、环保性能差、维护不便等问题,该文基于中时间尺度(治理期4个月、维护期9个月)水塘原位现场试验研究,提出了一种治理小微黑臭水体的新型光催化氧化综合治理技术。结果表明,新型光催化氧化综合治理技术能够显著提升黑臭水塘水质,4个月的治理后水体透明度提高79.13%,溶解氧提高5.1倍,氧化还原电位提高1.44倍,COD、NH_4~+-N、TN和TP分别降低35.75%、69.74%、78.99%和39.47%;至9个月的维护期末,水体透明度提高了9倍,溶解氧提高了4.4倍,氧化还原电位提高了1.66倍,COD、NH_4~+-N、TN和TP分别降低67.60%、96.93%、90.97%和65.79%。污染负荷削减量分析表明,该技术治理期削减COD、NH_4~+-N、TN、TP分别为176.72、52.46、78.60和5.53 mg/(m~3·d),维护期削减COD、NH_4~+-N、TN、TP分别为64.55、6.89、4.85和0.47 mg/(m~3·d)。表明新型光催化氧化综合治理技术不需要清淤即可实现原位修复,能量来源为自然光能,且通过集成石墨烯光催化网、生物填料、生态浮床、水下森林构建技术培育适宜于小微水体长效维持的水生态健康系统,可实现黑臭水体水质达到地表水Ⅴ类及以上,治理环保、维护简便。该技术可用于原位环保消除小型相对封闭水体的黑臭并实现水质稳定提升。     

基质比对厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮除碳的影响

采用SBR处理实际生活污水,在实现半亚硝化时,其出水加入定量的Na NO_2作为厌氧氨氧化过程厌氧序批式反应器(ASBR)的进水.在温度为24℃、pH为7. 2±0. 2时,考察不同进水NO_2~--N/NH_4~+-N对厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮除碳的影响.结果表明:(1)进水NO_2~--N/NH_4~+-N为1. 4～1. 6时系统脱氮效能最佳,NH_4~+-N、NO_2~--N和COD平均出水浓度分别为2. 14、1. 07和30. 50 mg·L~(-1),三者去除率分别为93. 62%、97. 79%和74. 75%,ΔNO_2~--N/ΔNH_4~+-N和ΔNO_3~--N/ΔNH_4~+-N分别为1. 60和0. 17,TN的去除是异养反硝化菌和厌氧氨氧化菌共同作用的结果.(2)随着进水NO_2~--N/NH_4~+-N的逐渐增大,厌氧氨氧化对脱氮的贡献率逐渐减小,异养反硝化对脱氮的贡献率逐渐增加.(3)典型周期内,NH_4~+-N和NO_2~--N的降解过程均为零级反应,线性关系良好,比降解速率分别为0. 404 mg·(g·h)~(-1)和0. 599 mg·(g·h)~(-1),两者的比降解速率之比为1. 48,COD的比降解速率呈现逐渐增大的趋势.     

城市河流水环境治理工程污染物削减效果评估

该研究以深圳河流域及新洲河流域为主要研究区域,调查统计了深圳河流域和新洲河流域1995-2019年已实施的水环境治理工程并对其进行分类,估算了点源污染治理工程与河网综合治理工程对水体主要污染物(NH_4~+-N、COD、TP)的削减量,并利用空间插值法揭示了污染物削减量的空间分布特征。结果表明:(1)共调查统计到水环境治理工程256项,总投资238.8亿元,共计9大类,其中点源污染治理工程86项(投资139.15亿元),河网综合治理工程101项(投资88.58亿元),这2类工程的投资额占到总工程投资数额的95.36%。(2)流域内点源污染治理工程与河网综合治理工程对NH_4~+-N、COD和TP的削减量具有相似的空间分布特征。在布吉河中游地区与深圳水库周围的交错区域内污染物削减量在整个流域内达到峰值。点源污染治理工程对污染物削减量高于河网综合治理工程。投资数额最高的点源污染治理工程对NH_4~+-N、COD和TP的估算削减量可达1 231.70、8 357.96、100.30 t/a。投资数额最高的河网综合整治工程对NH_4~+-N、COD和TP的削减量分别为16.01、20.29、288.24 t/a。     

凤眼莲对黑臭水体污染物处理效果的研究

为研究凤眼莲在黑臭水体生态修复过程中的处理能力,于2016年3—9月,分别进行静态和动态黑臭水体模拟实验。研究表明:在静态水实验中,凤眼莲对TP和NH_3-N表现出了良好的去除效果(86.6%,99.7%),且随着实验时间的延长去除率逐渐增大,但对COD却表现出相反的规律;在动态水体实验中,凤眼莲表现出的污染物削减效率较静态水体低,平均1m~2凤眼莲对NH_3-N去除率为2.76%~19.44%,对COD去除率为2.35%~19.76%,对TP去除率为5.22%~30.57%,这与水体滞留时间有较大关系。实验证实凤眼莲用于黑臭水体修复是可行的,但要定期不间断地收割过剩的凤眼莲,带走其吸收的营养物质,从而提高总污染负荷去除量。     

泡沫分离--臭氧消毒装置的水处理效果研究

对闭合循环水产养殖系统中泡沫分离—臭氧消毒装置及泡沫分离装置的水处理效果进行研究。结果表明,泡沫分离—臭氧消毒装置对养殖水体中异养细菌去除率为93.58％,NH_4~ -N、NO_2~--N去除率分别为39.00％、38.10％,能明显提高水体pH和DO,对COD的去除效果不明显;连续运行24h,能有效控制养殖水体中的NO_2~--N浓度和异养细菌数量。泡沫分离装置出水口比进水口的NH_4~ -N、NO_2~--N和COD分别降低42.45％、24.71％、11.00％,能明显提高出水pH和DO;连续运行24h,对养殖系统中的NH_4~ -N和NO_2~--N有一定的处理效果。     

Na-CMC固定化烟曲霉对活性艳蓝KN-R的吸附脱色研究

采用羧甲基纤维素钠(Na-CMC)固定化烟曲霉对活性蒽醌染料活性艳蓝KN-R吸附脱色.通过批式吸附实验探讨了吸附体系的pH值、温度、供氧条件、盐度,固定化小球的粒径、接种量等对吸附脱色效率的影响.结果表明,适合于固定化小球吸附脱色的吸附体系的pH值在弱酸或碱性(4.3～9.0)范围内,不调pH值时(pH=4.3),48h的吸附率为94.5%,pH值为6～9时,48 h的吸附率在98%以上;固定化小球的最佳脱色温度为40℃,该温度下24h的吸附率达94.4%;氧充足情况下(摇床转速调节为50r·min-1)的吸附体系较静止状态能显著提高吸附脱色率;固定化小球脱色过程中能承受一定的盐度,NaCl浓度为0.1%时,吸附脱色效果最好;盐度为2.5%时,48h的吸附率降低至68.4%;粒径为2.0～3.85mm的固定化小球对活性艳蓝KN-R的吸附率相差不大;接种量为3.0%时的吸附脱色效果最好,24h对活性艳蓝KN-R的吸附率达91.0%.在烟曲霉生长期内,固定化小球吸附脱色动力学符合一级动力学方程.     

2015年中国城镇污水处理厂达标排放评估

基于2015年3364座中国城镇污水处理厂在线监测数据(小时级),借鉴欧盟排放标准达标评估方法,分析了不同维度条件下,城镇污水处理厂污染物排放达标率情况(日均值)。结果表明:按污水厂污染物全年日均值95%保证率,2015年全国城镇污水处理厂化学需氧量(COD)、氨氮(NH_3-N)排放达标率分别为94%、80%。从省份来看,天津、江西、河南、四川和山东COD达标率均为100%,天津、山东、江苏NH_3-N达标率分别为100%、95%和95%;从处理厂排入水体的类型来看,排入Ⅳ类、Ⅴ类水体的排口达标率较高,达到了97%以上。中国在线监测污水处理厂处理工艺主要为氧化沟、A~2/O、SBR,从污水处理工艺的达标率来看,氧化沟、A~2/O等工艺处理COD、NH_3-N效果较好。     

节杆菌S-4的鉴定及其生物脱硫特性研究

水体中的硫化物以及天然气和沼气中含有的硫化氢不仅污染环境,而且危害人体健康。为了探索绿色清洁的生物除硫方法,一株具有硫化物氧化能力的细菌S-4从硫铁矿石表面的土样中分离获得。该研究通过观察菌株S-4的菌落形态特征以及比对16S rRNA序列,得知菌株S-4属于节杆菌属(Arthrobacter sp.)。单因素试验和Box–Behnken响应面优化试验对其生物脱硫特性进行研究,结果表明菌株S-4对培养温度和初始pH值较敏感,在初始pH 7.4、30℃、培养66 h的条件下,菌株S-4生长速率快,S~(2-)氧化率高,达到S~(2-)最大氧化率93.84%,在生物脱硫等领域具有一定的应用价值。     

厌氧氨氧化工艺的启动及有机物浓度对其影响研究

鉴于反硝化菌与厌氧氨氧化菌具有相似的生理特性,采用CSTR反应器研究了以异养反硝化污泥启动厌氧氨氧化系统的可行性,并考察了其对高氨氮废水的处理潜能。反应器运行170 d后,试验结果表明,此方法可快速培育出具有厌氧氨氧化活性的污泥,NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别可达99.20%和99.69%。在此基础上考察了有机物浓度对厌氧氨氧化性能的影响,结果表明:低浓度(ρ(COD)≤150 mg/L)有机物可促进厌氧氨氧化活性,而高浓度(ρ(COD)≥200 mg/L)有机物抑制厌氧氨氧化进程,该系统最适ρ(COD)/ρ(NH_4~+-N)为2.14,此时NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分别为99.41%和99.65%。     

TiO2/膨润土复合材料对Hg2+的吸附性能研究

利用纳米TiO_2对膨润土进行复合改性,制备TiO_2/膨润土复合材料.采用电镜扫描、X-射线衍射表征改性前后膨润土的结构和形貌.通过室内模拟实验,以膨润土为对照,研究不同添加量、pH、吸附时间及初始Hg~(2+)浓度等条件下,TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附特性与性能,同时通过正交试验,探究TiO_2/膨润土复合材料吸附Hg~(2+)的最优条件.结果表明,改性后的膨润土颗粒明显变小,且颗粒疏松多空孔,层间距增大.相比于膨润土,TiO_2/膨润土复合材料吸附性能得到极大提高.TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率均随着添加量、pH、吸附时间的增大而增大,添加量为1.5 g·L~(-1)、pH为7.0、吸附时间为120 min时,吸附率达98.0%以上.但TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率随着初始Hg~(2+)浓度的增大而减小.通过4种动力学模型拟合发现,吸附过程符合假二级动力学方程,吸附以化学吸附为主.吸附等温线更符合Langmuir等温方程,属于典型的单分子层吸附,最大吸附量为20.66 mg·g-1.吸附Hg~(2+)的最优实验条件:添加量为2.0 g·L~(-1),pH为8.0,初始Hg~(2+)浓度为45 mg·L~(-1),吸附时间为16 h,此时吸附率99.9%,平衡浓度为0.034 mg·L~(-1).     

12种水生植物对茅洲河污染水体的净化研究

文章选取12种水生植物苦草、篦齿眼子菜、伊乐藻、水龙、蕹菜、节节草、芦苇、水葱、风车草、紫芋、水生美人蕉和梭鱼草为研究对象,于2018年10底至12月中旬在深圳市茅洲河中游河畔开展试验,对比研究其对河流污染水体的净化能力。结果表明,12种水生植物对茅洲河污染水体TN和COD的去除率差异显著(p<0.05),对TP和NH_3-N去除率差异不显著(p>0.05)。本土优势种水龙和节节草能快速生长、繁殖,且对TN、NH_3-N和TP具有较高的去除率,分别达86.0%、41.3%和95.1%以上,但是对COD的去除率较低。挺水植物紫芋表现出最强的综合水质净化能力,其对TN、NH_3-N、TP和COD的去除率分别为93.1%、98.1%、42.3%和80.8%,并能在较短时间内大幅降低水体中TN和NH_3-N浓度。水生美人蕉、水葱和芦苇等挺水植物也显示出较强的水质净化能力,可作为水质净化中的优选种类。伊乐藻、苦草和篦齿眼子菜3种沉水植物在试验过程中生长较缓慢,对TN和COD的去除率较低,但显示出较强的TP净化能力,TP去除率分别为48.6%、43.1%和42.9%,且能在较短时间内大幅降低水体TP浓度。     

环境敏感区农村生活污水处理工艺设计案例分析

针对环境敏感区农村生活污水高标准处理要求,通过设计案例分析了初沉+A2/O+混凝沉淀+过滤+人工湿地组合工艺的特点与处理效果。该工程处理规模为1 200 m3/d,总投资615万元,运行成本为0.905元/m3。运行结果表明,该组合工艺出水COD、NH_4~+-N、TP浓度均稳定达到GB3838-2002Ⅴ类水体水质要求,出水TN浓度达到GB18918-2002一级A标准,对COD、NH_4~+-N、TP、TN的去除率分别为86.7%、98.3%、92.7%和68.8%。     

厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮除碳研究Ⅰ:COD/NH_4~+-N对耦合反应的影响

采用ASBR反应器,通过改变进水COD/NH_4~+-N值,研究了COD/COD/NH_4~+-N对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的影响.结果表明:在COD为300mg/L,NO2--N为145mg/L时,COD/COD/NH_4~+-N是影响厌氧氨氧化对耦合反应脱氮贡献及COD/NH_4~+-N去除率的主要因素,但不会对NO2--N去除率产生影响.当COD/COD/NH_4~+-N值在1~3.25时,厌氧氨氧化对耦合反应的脱氮贡献率基本稳定在73.03%;当COD/COD/NH_4~+-N值在3.75时,厌氧氨氧化对耦合反应脱氮的贡献率开始由71.76%下降至约55%;当COD/COD/NH_4~+-N值在4.25~5.25时,厌氧氨氧化与反硝化的脱氮贡献率基本相等;当COD/COD/NH_4~+-N值在6.5~12.5时,反硝化的脱氮贡献率随着COD/COD/NH_4~+-N值的增大由51.69%增大到79.62%.耦合反应器中活性污泥的颗粒化程度不断增强,颗粒污泥的粒径主要分布在0.6~1.5mm范围内,污泥沉降性能良好.     

赤铁矿对砷的吸附解吸及氧化特征

采用等温吸附热力学的方法,研究了赤铁矿(α-Fe2O3)对三价砷离子的吸附和氧化特征,以及温度、pH值等因素对吸附和氧化效果的影响.研究结果表明,Langmuir方程可以很好地表述吸附量与初始三价砷离子浓度的关系(R2=0.9939);随着初始砷离子浓度的增大,溶液中As(V)的浓度(氧化量)也逐渐增大,然而氧化率却随着初始砷离子浓度的增大而减小;35℃条件下的吸附量和吸附率、氧化量和氧化率都比25℃时大,表明升高温度有利于赤铁矿对砷离子的吸附和氧化作用.溶液酸度对于As(Ⅲ)的吸附和氧化有着不同的影响,在pH<8时,吸附量和吸附率随pH上升而增加,在pH=8时达到最大,随后随pH上升而减小;当pH低于6.0时,随着pH的增加As(Ⅲ)氧化量、氧化率逐渐增大,而当pH高于6.0时.随着pH增加As(Ⅲ)氧化量反而降低.最大氧化量出现在pH=6.0处.     

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。