曝气强化微生物功能菌修复黑臭水体

从成都市三道沟黑臭底泥中分离出一株能以底泥有机质为碳源和能源生长的土著微生物功能菌HC-1,经鉴定该菌株为不动杆菌(Acinetobacter)。在实验室条件下,以三道沟黑臭底泥为研究对象,采用微生物功能菌强化底泥有机质降解来修复黑臭水体的方法。研究了底泥曝气和上覆水曝气对黑臭水体修复效果的影响。研究表明,投加土著微生物功能菌并结合底泥曝气能够明显改善上覆水水质,加快底泥的修复。使用间歇曝气协同土著微生物功能菌作用时效果和连续曝气相近,且可降低运行成本。实验15 d后,上覆水COD、NH_3-N和TP去除率分别达67.6%、71.6%和92.2%,底泥有机质的降解速率提高了30%,底泥微生物活性增加5倍。     

生态修复综合技术在杭州虾龙圩河的应用

杭州虾龙圩河由于多年污染，河道水质严重黑臭，自净能力遭到破坏。本研究通过综合利用底泥污染物削减、生物接触氧化水质净化、造流曝气及水生生态系统修复等技术对虾龙圩河进行治理。结果显示，此项综合技术对城市河流污水具有良好的污染物去除性能，COD、NH3-N和TP的去除率分别可达到73．3％、80．1％和81．7％。通过1年的运行与养护，虾龙圩河治理段的水质、生态环境等有了明显改善，没有发生过水华及黑臭现象，河道水体具备了较强的自净能力。     

原位曝气修复黑臭河道底泥内源营养盐的示范工程效能分析

以上海工业河勤丰泵站周围50 m河段为研究对象,现场探讨了原位曝气对底泥内源营养盐去除的示范工程效能,目的为曝气治理城市黑臭河道工程的优化实施提供参考。结果表明,原位曝气有利于对底泥内源氮、磷营养盐的控释,对工业河示范河段溶解性总氮(DTN)削减率为(48.4±6.0)%,上覆水DTN的平均浓度由13.4 mg·L-1降至8.7 mg·L-1;NH+4-N的削减率为(46.3±16.7)%,其上覆水浓度均低于7.6 mg·L-1;泥水界面硝化率与反硝化率分别达到46.3%和43.6%;上覆水溶解性总磷(DTP)的削减率为(35.4±2.9)%,由于示范区段没有与其他区段隔离,其实际工程效果要优于观测值。静态经济评价表明原位曝气修复黑臭河道底泥技术的环境与经济效益明显优于常规底泥疏浚技术。     

黑臭底泥土著微生物促生对磷的影响

土著微生物促生是一项低成本高效率的河湖黑臭底泥原位修复技术,然而向底泥中投加药剂可能会影响上覆水水质。为探讨该技术对水环境的不利影响,实验研究了城市湖泊黑臭底泥修复过程中上覆水中磷浓度和底泥中磷含量及形态的变化。结果表明,在投药深度为泥面以下15 cm,微生物营养剂（BE）和生物解毒剂（MT）的投加量分别低于60mL/m3和70 mL/m3的条件下,上覆水总磷（TP）浓度低于地表水环境质量Ⅲ类（湖库类）标准值。投加微生物促生剂（BE和MT）导致上覆水磷含量升高,并促进了上覆水中藻类的增长。复配投加硝酸钙能减少上覆水中磷含量及藻类生物量,从而抑制微生物促生剂对上覆水磷浓度的影响。另外,投加微生物促生剂及硝酸钙到底泥中后,底泥磷含量以及磷形态组成的变化均不明显。     

曝气对黑臭河道污染物释放的影响

利用黑臭河道模拟装置,对比研究了在静置和人工曝气2种方式下底泥污染释放特征及对上覆水水质的影响。结果表明,与静置释放相比,人工曝气促使实验前期底泥污染物快速释放,使得上覆水体中的各项污染物指标上升;随着水体中DO浓度的增加,硝化细菌、嗜磷菌等好氧细菌的活性增强,水体中的COD、氨氮、TN和TP得到降解或转化,浓度快速下降。实验期内,人工曝气底泥中TN、TP的平均释放速率分别为:-0.11 g/(m2·d)和-0.02 g/(m2·d),并且TP由最初的0.96 mg/L降到最终的0.48 mg/L,去除率达到50.00%。人工曝气在前期对水体中各污染指标有升高的影响,但增加了水体中的DO浓度,可以有效地抑制底泥中氮和磷的释放,对水体有机污染物、TN及TP有一定的削减作用,因此,该技术适合黑臭河道的水体修复。     

滴水湖底泥内源营养盐释放行为与曝气运行模式的关系

以滴水湖上覆水及底泥为研究对象,探讨了不同曝气运行模式对滴水湖底泥内源营养盐释放行为的影响,为曝气原位修复滴水湖等滨海盐碱化地区富营养化人工湖泊提供技术参考。结果表明,曝气能有效降低滴水湖上覆水体NH+4-N浓度,但此类滩涂底泥中较高的盐度能促进内源NH+4-N的释放并抑制硝化作用,使其NH+4-N削减率明显低于城市重污染河道;静置组TP浓度有所升高,而间歇曝气组及连续曝气组TP削减率分别为63.6%和38.5%,说明间歇曝气能有效降低上覆水体中的TP浓度;与曝气修复城市重污染河道相比,滴水湖较高的盐度及pH不利于TN去除,其中间歇曝气组对上覆水TN的控制优于连续曝气组与静置组;间歇曝气运行模式更适合于滴水湖等滨海盐碱化地区富营养化人工湖泊的底泥修复。     

底泥修复对城市污染河道水体污染修复的影响研究

为开发城市黑臭河道的有效治理方法，利用人工模拟河道就河道底泥对上覆水体的二次污染、底泥污染生物修复对其氮磷营养盐释放及河道水体污染生物修复的影响进行了研究，并对实验结果进行了工程现场应证。研究结果表明：河道污染底泥生物修复状况对上覆水体水质产生大的影响，在底泥不加修复时，底泥污染物释放使水体COD、TP、NH₃-N浓度分别达到30～35 mg/L、0.4～0.5 mg/L和3.0 mg/L，底泥修复后分别为15～20 mg/L、0.1 mg/L和2.5 mg/L；底泥G值（y）与底泥氮、磷污染物释放量（x）呈负相关关系，关系式分别为：y=0.5124x-0.1394（R₂=0.9222），y=0.17772x-0.4781（R₂=0.8701）；结合底泥的生物修复，采用曝气增氧投加生物制剂措施对水体进行生物修复时COD、NH₃-N和PO^3-₄的去除率分别提高13.6%、25.0%和15.7%；对古廖涌的现场治理工程表明，在未对河道底泥进行生物修复的情况下，经过氧化塘预处理河道水体增氧-水体原位强化生物修复等措施的治理，河道中、下游水体又逐渐恢复黑臭，在对河道底泥进行修复后，河道污染水体水质得到显著的改善和提高。     

城市半封闭河道水体生态恢复试验

利用复合生态滤床、底泥生物氧化、水体生物修复和河道生态恢复等技术，对上海漕溪河富营养水体进行治理。结果表明，在每隔7～10d间歇性流量300～400m^3／次的污水补水进量下，通过生物治理，消除了水体富营养和黑臭现象，从每个污水补给周期开始，3～4d后COD、NH3-N、TP除去率分别达到50％、40％和55％以上，水体清澈见底。从2005年3～5月，河道生物多样性逐步增加，先后出现枝角类、桡足类动物和鱼类。表明对于已截污的城市半封闭河道，利用浸没式复合生态滤床对污水进行预处理，在此基础上，通过底泥生物氧化、水体增氧、河道生态恢复等措施，进行生物治理，可取得良好治理效果。本研究为城市半封闭河道的治理和养护提供了一套切实可行的方法。     

好氧-富氧曝气生物处理在黑臭河涌原位修复中的应用

近年来,反复强调治理黑臭河涌的必要性,为了修复广东南海某黑臭河涌,采用优势菌接种和多级好氧-富氧生物处理原位修复集成工艺系统修复黑臭水体。实验结果表明,通过向底泥和上覆水体里投加培养、驯化的优势菌种,辅以光合细菌、硝化细菌,上覆水体的水质显著好转,水体透明度由初始的5 cm左右,上升至35 cm左右,水体黑臭完全消除。在土著微生物的作用下,水体中的有机物得到很好的去除,上覆水体的COD、氨氮、BOD_5和总磷的浓度显著下降,其去除率分别达到68.1%~78.7%、79.8%~80.1%、84.8%~85.2%和76.4%~83.6%,河涌的自净能力得到大大提高。     

基于三维荧光光谱技术解析不同微生物法净化黑臭水体的效果

应用曝气、菌剂+曝气、生物促生剂+曝气、菌剂+生物促生剂+曝气4种微生物技术净化黑臭水体,分别考察了进水中溶解性有机物(DOM)的特征和来源及出水中DOM的特征和效果,采用三维荧光(EEM)光谱技术与平行因子(PARAFAC)模型相结合的方式对进出水DOM进行了分析。结果表明,不同处理方式下进出水DOM的不同组分荧光峰强度变化存在较明显的差异,经过菌剂和生物促生剂联合处理之后,对类腐殖质等难降解物质削减效果最好。FI、HIX和BIX指数分析表明各处理水样中的DOM整体处于较强的自生源特征。利用主成分分析法(PCA)对影响黑臭水体DOM的主要因素及其贡献量研究发现:第1主成分表现为陆源类腐殖质和生物源类腐殖质共存的现象,对水体中DOM的贡献率为54.98%;第2主成分反映了以微生物代谢过程为代表的内源污染,对水体中DOM的贡献率为26.56%。因此,利用三维荧光分析能够较好的反映水中DOM的去除情况,易于实时在线监测,对黑臭水治理具有重要意义。     

曝气充氧和人工造流技术修复河道污染水体

基于模拟河道反应器，考察了曝气充氧及人工造流技术对污染水体的修复效果。结果表明，河道本身具有一定的自净能力，自然运行条件下对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为7.44%、4.88%、5.70%和10.60%。通过对模拟河道进行曝气充氧，最佳气水比条件下对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为15.33%、10.45%、6.78%和21.18%。在曝气基础上通过设置人工阻流板，对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为26.82%、16.07%、9.51%和23.80%。结果初步显示，通过曝气充氧和人工造流技术的集成应用研究，对污染水体具有明显有效的修复作用。     

固定化菌藻微球的制备、表征及其对富营养化湖水的修复

以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为主要包埋材料,以活性炭、SiO2和CaCO3作添加剂,采用普通小球藻(Chlorella vulgaris)和活性污泥制备固定化菌藻微球。采用正交实验对微球的制备条件进行了优化,并对最优化条件下制得的微球进行了表征,还考察了固定化菌藻微球对某富营养化湖水的修复效果。结果表明,固定化菌藻微球的最优化制备条件为:PVA用量10%(m/v),微生物包埋量15 mL,海藻酸钠用量0.6%(m/v),氯化钙浓度2.0%(m/v)。制得的微球具有较大的比表面积,内部呈网状结构,孔径分布均匀,中孔居多,适合小球藻和微生物生长。采用固定化菌藻微球可有效修复上述湖泊的实际富营养化湖水,微球可重复使用3~4个循环,在前4个循环中,每个循环历时96 h,TN平均去除率达80%以上;TP平均去除率达90%以上;COD平均去除率达85%以上,表明固定化菌藻微球在富营养化湖水的修复方面具有潜在的应用价值。     

电解法去除重污染河水中的磷

近年来,河流污染严重,严重影响了社会的发展,治理河水污染成为目前急需解决的问题。研究了石墨-铁板电极电解法对城市内河中重污染水体中磷去除的可行性;分析了静置时间、电解时长、初始磷浓度、电压、pH及极板间距对电解法除磷效果的影响,确定了电解法处理重污染水体的最佳运行参数,比较了电解法处理实际河水和模拟河水的TP去除效果。结果表明,重污染河流水体中的磷在较短时间内可以得到去除,在静置时间为3 h,电压为10 V,极板间距为1.5cm,pH保持在中性或弱酸性,电解时长在10~15 min时,TP去除率达到90%以上。同时,在最佳运行条件下,电解法处理实际河水效果较好。     

基于新型有机多孔复合基质的生物系统去除污染水体中的氮磷

针对太湖入湖河道污染水体中的氮磷超标问题,以海绵铁、沸石、砾石和土壤为基质,采用动态吸附+生物法,对氮磷开展基于新型有机多孔复合填料的去除效果研究,结果表明,生物系统中的新型有机多孔复合基质在空间上形成了好氧-缺氧微环境,获得了较好的同步硝化-反硝化效果;通过正交实验确定流量0.00075 L/s,曝气时间24 h,pH值7,曝气量20 L/min为去除氮磷的最优条件;相对一级动力学方程、双常数方程而言,Elovich方程对3种填料的吸附动力学特征拟合最好,决定系数R2在0.81～0.92之间。通过平均去除效果较优分析,好氧条件下,NH3-N平均去除70.6%,TP平均去除81.2%;厌氧条件下,TN平均去除62.4%,COD平均去除42.6%;NH3-N、TP、TN和COD的最低浓度分别为0.75、0.095、1.1和18.3 mg/L,综合考虑主要污染物的去除效果和经济效益,本项新型有机多孔复合填料结合生物系统适宜去除河原平网地区污染水体中的氮磷。     

直接投菌法在城市重污染河流治理中的应用研究

在无截污和清除内源的情况下,对深圳市甘坑河采用梅花式接种法将本源微生物菌剂分两次直接接入河流水体及底泥中。结果表明,第1次接种后的4 d内各项水质指标都不稳定,4 d后,悬浮物、COD、TP和NH3-N等浓度下降,水质明显改善;但从第8天开始,COD、NH3-N和TP的去除率同时下降,本源微生物的处理效率开始降低,需进行第2次接种;第2次接种后,DO浓度提升至2.0 mg/L以上,COD、TP和NH3-N的去除率分别保持在40%、30%和40%以上。结果表明,直接投菌法在城市重污染河道治理中可以初步消除河道的黑臭现象,修复水质。     

竹制填料生物接触氧化工艺处理污染河水简

针对受污染的湖溪河水质特征，以传统弹性塑料填料做对比，研究以竹球和竹丝为填料的生物接触氧化工艺，考察填料的挂膜时间、生物量和污水处理效果；确定连续曝气和间歇曝气时反应器的最优运行工况：连续曝气时为HRT=7.5 h，DO=3 mg/L；间歇曝气时为厌氧1.2 h、好氧6.3 h交替运行。实验结果表明，与弹性塑料填料相比，竹制填料挂膜速度快，竹球填料的水处理效果最好；连续曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH₃-N和TP的平均去除率分别为66.7%、47.9%、57.1%和30.6%；间歇曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH₃-N和TP的平均去除率分别64.08%、39.95%、60.7%和54.68%；竹制填料可替代传统的塑料填料作为生物接触氧化工艺的载体填料。     

曝气+化学絮凝法预处理环氧丙烷废水简

根据环氧丙烷废水的特点，应用电化学法处理具有较高的可行性。运用电化学法处理PO废水前必须进行废水预处理，用以提高电流效率和延长极板寿命。采用曝气和化学絮凝结合的方法去除PO废水中的Ca²⁺，同时去除部分COD。对曝气、无机絮凝剂（PACl、PFS）和有机絮凝剂（PAM）对PO废水处理过程中的曝气量、曝气时间、投药量、复配和沉降时间等主要影响因子进行了实验研究，通过比较Ca²⁺、COD的去除效果、絮凝剂用量、沉降时间、处理成本等方面，在设定的实验参数下得到最佳预处理方案为：曝气量为2.5 L/min，曝气45 min，投加Na₂CO₃粉末24 kg/t 废水，充分混匀后加入PFS+PAM复配絮凝剂。本方案具有废水处理效果好（Ca²⁺的去除率为77.03%，COD的去除率为37.46%）、投药量少（（100+7.5）g/t废水）、沉降时间短（5 min）、处理成本低（0.675元/t废水）等优点。通过对比经预处理和不经预处理后电化学法对COD去除效果、电流和处理后阴极表面，验证了预处理方案的必要性与可行性。     

超声波降解四环素类抗生素废水

采用超声波降解模拟废水中四环素类抗生素(TCs):土霉素(OTC)、四环素(TC)和金霉素(CTC),考查废水初始浓度、初始pH、超声波输入功率密度、曝气量和自由基清除剂(正丁醇)对降解效率的影响。结果表明,超声波可以快速高效地降解废水中的TCs,CTC最易被降解,TC和OTC次之;在OTC、TC和CTC初始浓度0.25 mg/L,初始pH=8.2,声功率密度1.2 W/mL,气水体积比30∶1的条件下,超声波辐照20 min后去除率分别达到76.8%、84.0%和94.4%。在实验研究条件下,TCs去除率均随初始浓度(0.25~2.00 mg/L)的增大而降低,但总去除浓度升高;碱性条件有利于TCs降解,去除率随初始pH(6~11)升高而升高;功率密度(0.24~1.96 W/mL)越高,TCs去除率也越高;曝气后TCs的去除率明显升高,随着气水比(10∶1~60∶1)的增大,去除率逐渐上升;正丁醇有效抑制TCs超声波降解,可推断TCs主要降解途径为自由基氧化。TCs超声波降解过程符合伪一级动力学反应特征。     

酸性洗涤塔-生物滤塔-生物曝气池组合工艺处理恶臭气体NH3和H2S

采用酸性洗涤塔、生物滤塔和生物曝气池的组合工艺处理NH3、H2S恶臭混合气体,研究表明,该组合工艺对NH3和H2S有很好的去除效果,在进气流量为35 L/min,喷淋量45 L/h时,NH3进气浓度50.15~525.4 mg/m3,H2S进气浓度10.23~110.36 mg/m3时,NH3单一进气去除率稳定在99%以上,H2S单一进气去除率90%以上。混合进气后,NH3去除率几乎为100%,H2S的去除率提高至98%以上。在一定的浓度范围内,NH3和H2S之间的相互作用对两者的去除效果没有明显的影响,而且起到了相互促进降解的作用。同时,进气流量和填料层高度都会影响NH3、H2S的去除率。系统对进气容积负荷变化的缓冲能力强,在偶尔超负荷条件下运行并不能使系统崩溃,并且微生物对高负荷逐渐表现出适应性。大部分溶于水的氨由生物曝气池去除,去除率达到96.9%。     

Fenton氧化技术处理稠油污染土壤

利用Fenton氧化技术对稠油污染土壤进行氧化处理,分析对后续微生物修复的促进作用。向1 000 g石油类含量为8%的稠油污染土壤中加入10.0 mL 18 mmol/L Fe2+溶液与10.0 mL 30%H2O2,反应时间为2 h。氧化处理后土壤中石油烃的总去除率可达到31.38%,胶质去除率为45.22%,沥青质去除率为51.26%,胶质的分子量由1 841下降到1 472,沥青质的分子量由5 831下降到5 073。Fenton氧化可使土壤酶活、各类微生物的数量及呼吸强度有不同程度的下降,但在氧化后30 d内,土壤各类微生物数量都超过了原有水平,其中细菌数量最高达到9.84×105CFU/g,是氧化前的数量的1.57倍。以上实验结果表明,Fenton氧化可以有效去除土壤中胶质和沥青质,并且使土壤中微生物的生长速率加快。因此,Fenton氧化能够促进后续的微生物修复。