污水生物生态处理工艺中的脱氮机理研究

通过水解池-美人蕉湿地、水解/接触氧化池-菖蒲湿地现场实验装置考察了生物-生态工艺深度净化分散生活污水的效果。结果表明,水解池-美人蕉湿地尽管湿地停留时间达到7 d，出水NH⁺₄-N仍难以达到一级A（GB18918-2002）标准；而增加接触氧化池后，湿地停留时间仅2 d，组合工艺出水水质远优于一级A出水要求。美人蕉湿地脱氮的主要途径是湿地微生物的硝化/反硝化，植物吸收约占28%。对经接触氧化处理，NH⁺₄-N、NO^-₃-N浓度均较高的进水，菖蒲湿地可在C/N小于2时高效脱氮。菖蒲湿地对TN的去除占组合工艺TN去除量的79%，其中植物吸收仅占湿地除氮总量的8%。湿地介质的厌氧氨氧化活性试验表明，菖蒲湿地介质表面的微生物在无有机碳源存在的条件下，可使培养液中的NH⁺₄-N与NO^-₃-N、NO^-₂-N短期内发生同步脱氮，厌氧氨氧化可能是菖蒲湿地在进水低碳源条件下脱氮的主要原因。     

UASB反应器厌氧氨氧化菌的脱氮特性研究

研究UASB厌氧氨氧化（ANAMMOX）反应器运行情况，采用普通城市污水厂活性污泥接种，人工合成废水，pH值在7.4～7.8之间，温度控制在(32±1)℃。在反应器稳定运行270～450 d之间的180 d中，对NH⁺₄-N和NO^-₂-N去除率均达到99.9％以上，总氮去除率保持在90％以上，NO^-₃-N产生量在20～30 mg/L之间波动。研究表明,UASB厌氧氨氧化反应器处理废水效果明显，对NH⁺₄-N、NO^-₂-N和TN去除率高，NO^-₂-N和NH⁺₄-N比值可以指示厌氧氨氧化反应器性能的演变。UASB反应器稳定运行阶段容积负荷的影响较小，ANAMMOX菌对合成废水适应性强，反应器抗冲击能力较强，受冲击后恢复迅速。出水pH值稳定在8.5附近，pH值变化情况可作为反应器运行状况的指示。关键词硝化厌氧氨氧化上流式厌氧污泥床生物脱氮     

鸟粪石结晶法回收垃圾渗滤液氨氮研究

采用MgSO₄·7H₂O和Na₂HPO₄·12H₂O使NH₃-N生成MgNH₄PO₄·6H₂O（鸟粪石）结晶沉淀法回收渗滤液中NH₃-N。考察了pH值、反应时间、药剂配比对NH₃-N去除率的影响。结果表明，鸟粪石结晶回收NH₃-N反应的适宜pH值为9～9.5之间，过高的pH会破坏鸟粪石晶体结构，导致固定氨从MgNH₄PO₄中游离出来，不利于氨氮的去除。在pH值为9.5、反应时间为25 min、Mg²⁺∶NH⁺₄∶PO^3-₄=1.5∶1∶1.5的最佳条件下，渗滤液中NH₃-N浓度由初始3 500 mg/L,经结晶沉淀后降低至175 mg/L，去除率达95%。鸟粪石结晶沉淀过程中几乎不吸收重金属，同时回收了氨氮，其沉淀产物鸟粪石是一种优良的缓释肥原料。     

活性污泥中高效除臭菌株的驯化和筛选

以复合生物滤池作为生物除臭反应器，活性污泥作为菌源，进行氧化S^2-和NH⁺₄的活性驯化，2周后驯化成功，去除率达80%以上。通过平板划线分离，共分离出5株菌，其中细菌、酵母菌平板上各2株，霉菌平板上1株。将分离出的5株菌分别接种至含S^2-、含NO^-₂和含NH⁺₄的3类液体培养基中进行摇床培养2周，通过对菌株氧化能力的实验研究，筛选出2株净化H₂S的高效菌株，2株净化NH₃的高效菌株，能利用恶臭气体作为基质，具有潜在的应用价值。     

水体中常见无机阴离子对TiO2薄膜光催化降解甲醛的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl^-，SO^2-₄，HPO^2-₄/HPO^2-₄，HCO^-₃/CO^2-₃和NO^-₃)，分别考查了其对TiO₂薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的影响；从上述离子的光吸收，对·OH的捕获及其生成的相应的无机自由基的氧化作用以及与甲醛的竞争吸附3个方面讨论了上述离子影响TiO₂薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的原因。结果表明，HCO^-₃/CO^2-₃对TiO₂薄膜光催化降解甲醛具有抑制作用，Cl^-和SO^2-₄的影响不大，H₂PO^-₄/HPO^2-₄和NO^-₃具有促进作用。造成上述结果的主要原因是HCO^-₃/CO^2-₃具有很强的·OH捕获作用；Cl^-，SO^2-₄对·OH捕获作用以及竞争吸附都较弱；H₂PO^-₄/HPO^2-₄在TiO₂表面具有较强的吸附能力，释放出的H⁺起到了酸催化剂的作用；NO^-₃在紫外光的照射下可以产生·OH，此外NO^-₃作为电子受体而降低了TiO₂表面光生电子和空穴的复合几率。     

低温条件下BAF+SPD组合工艺对滇池入湖河水的脱氮效果

为缓解湖泊富营养化问题，需进一步降低入湖河流氮的含量。针对滇池流域新运粮河的低C/N水质特征，研究了冬季低温条件下的微曝气生物滤池（BAF）及固相反硝化（SPD）组合异位脱氮工艺。结果表明，BAF+SPD组合工艺启动挂膜阶段，约3周后，NH₄⁺-N的去除率达80%以上，而反硝化细菌增殖相对缓慢，约5周后，NO₃^--N的去除率达80%以上；稳定运行的低温阶段，除降雨时间外，NH₄⁺-N平均去除率达80%，出水NH₄⁺-N浓度<1 mg/L；NO₃^--N平均去除率达到85%以上，出水NO₃^--N浓度<1 mg/L；TN平均去除率达80%以上，出水TN浓度<2 mg/L，主要水质指标达到国家地表水Ⅴ类标准。     

花叶芦竹水平潜流人工湿地脱氮性能研究

采用花叶芦竹水平潜流人工湿地处理生活污水，对其脱氮性能进行研究。结果表明：在HRT＝5 d，对TOC，NH⁺₄-N，NO^-₂-N，NO^-₃-N和TN的去除效果分别达到92％、93％、84％、51％和88％，相应空白湿地的去除率分别为91％、85％、-232％、-203％和66％。大部分TOC在湿地的前端被去除。花叶芦竹可以直接吸收氮素，向湿地输送氧气，通过根系分泌物提供碳源。因此，花叶芦竹人工湿地具有很好的硝化反硝化能力，实现了良好的脱氮性能。     

复合沸石滤床修复北方景观水体的实验研究

以天然矿物质沸石、细砂及煤渣取代传统滤料构建复合基质生态床，表面种植景观植物，采用下向流-上向流运行方式修复北方景观水体。分别进行静态实验及不同循环速率下的动态实验，考察对水体污染物去除过程。结果表明，2种运行方式下对水体NH⁺₄-N去除率都在85%以上，其中以1 h为循环周期的运行方式去除率达97%，较静态提高12.8%；TN去除率最高为84%；TP去除不稳定，过程缓慢。煤渣层对NH⁺₄-N的去除效果差，硝化作用不彻底与反硝化作用的加强使下层出水NH⁺₄-N 、NO^-₂-N及NO^-₃-N浓度均高于上层。提高循环速率有利于对氮的去除。     

污泥回流分离工艺（RSSP）除磷脱氮试验研究

介绍了一种新型的脱氮除磷工艺——回流污泥分离工艺（return sludge separate process），及其运行情况。该工艺在传统的厌氧缺氧好氧（A²/O）的模式下，针对硝酸盐对厌氧释磷的抑制问题进行改进，提出回流污泥的气浮浓缩分离方案，以提高系统的脱氮除磷效果。研究结果表明，在进水COD为250～400 mg/L，NH⁺₄-N为30～45 mg/L，PO^3-₄-P为8～10 mg/L左右时，该工艺对NH⁺₄-N和PO^3-₄-P的去除率分别可达79.3%和95%。该系统与A²/O的平行比较数据表明，该系统能够提高氮磷综合处理效率，解决A²/O处理工艺中存在无效释磷和硝酸根抑制问题。     

原位水解生成的羟基氧化铁凝聚吸附除磷效能与机制简

将不同摩尔比Fe³⁺与OH^-（[Fe³⁺]：[OH^-]=1：0、1：1、1：2和1：3）反应获得原位水解生成的羟基氧化铁（in situ FeO_xH_y），研究了具有不同水解程度的羟基氧化铁对凝聚吸附除磷效能与机制。研究显示，In situ FeO_xH_y对磷的去除率随铁投量增大而升高，且均在中性pH范围内具有最佳除磷效果；在相同铁投量条件下，磷去除率随着[OH^-]：[Fe³⁺]的升高而降低；当体系碱度较低时（pH<6），引入OH^-可促进Fe³⁺水解而提高除磷效果。4种羟基氧化铁均可在15 s内可快速吸附磷，且吸附过程符合准二级动力学模型；Freundlich模型均可很好地描述磷在4种羟基氧化铁表面的吸附行为。磷酸盐吸附后，In situ FeO_xH_y表面Zeta电位明显降低，且[Fe³⁺]：[OH^-]为1：0的羟基氧化铁降低最为显著。结合MINITEQ计算软件磷酸盐、铁盐形态分析结果显示，对于碱度较低的体系，通过投加一定量OH^-可促进Fe³⁺水解，进而使得其更易与水中H₂PO₄^-与HPO₄^2-结合，生成具有多核羟基的磷酸铁络合物，进而提高除磷效果。     

不同质量浓度黄菖蒲和狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用简

分别采用黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）、狭叶香蒲（Typha angustifolia L.）和铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）共生培养的实验方法研究了不同质量浓度黄菖蒲、狭叶香蒲对铜绿微囊藻的化感作用。结果表明，黄菖蒲在质量浓度大于10 g/L时对初始密度为1.0×10⁷ ind/mL的铜绿微囊藻具有较好的抑制作用，表现为黄菖蒲质量浓度为10、20和40 g/L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为30.1%、51.8%和84.0%；狭叶香蒲在质量浓度大于20 g/L时对铜绿微囊藻有明显的抑制作用，表现为狭叶香蒲质量浓度为20 g/L和40 g/L时，第15天对铜绿微囊藻的抑制率分别为34.2%和77.7%，实验过程中，铜绿微囊藻叶绿素a含量逐渐减少，而藻密度、SOD活性及MDA含量先增加后逐渐降低，表明经过一段时间持续地化感胁迫，黄菖蒲和狭叶香蒲可以诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫，导致细胞结构严重损伤和叶绿素大量分解，从而强烈抑制铜绿微囊藻的生长。     

青萍(Lemna minor L.)对氮磷的吸收特征

以西部地区优势浮萍品种青萍为实验对象,研究了青萍对不同浓度硝态氮和磷酸盐的吸收特征。结果表明,硝态氮浓度在1～10 mg/L范围内,青萍对硝态氮有较好的吸收效果,M-M方程可以较好地描述硝态氮浓度与青萍对硝态氮的吸收速率之间的关系,通过M-M方程拟合得到青萍对硝态氮的最大吸收速率为0.1167 mg/(g FW.h),亲和力常数为6.9274。磷酸盐浓度在0.1～1.0 mg/L范围内,青萍对磷酸盐也有较好的吸收效果,二次多项式回归可以较好地描述青萍吸收速率与磷酸盐浓度的关系,回归方程得到青萍对磷酸盐的最大吸收速率为0.0193 mg/(g FW.h),对应磷酸盐浓度为0.6 mg/L。     

Time Trends and Seasonal Variation of the Rainwater Chemical Composition in Spain

Abstract

A multiple regression model was used to describe temporal variations of the concentrations of H⁺, SO₄ ^{2 -}, NO₃ ^- and NH₄ ⁺ in Spanish rainwater. The model included the effects of linear trend, annual cycle, and precipitation quantity simultaneously.

The model fit very well for SO₄ ^{2 -} and NO₃ ^-, with statistical evidence of annual cycle and effect of precipitation quantity for these two ions and for NH₄ ⁺, but not for H⁺. There is no trend for any ion, with the single exception of a decreasing trend for H⁺ in one of the stations used.     

菖蒲和空心菜在处理微污染河水潜流人工湿地中的应用

为了探讨修复微污染河水的潜流湿地中植物对污染物去除效果的影响及其生长变化,在野外条件下构建2座分别栽种菖蒲和空心菜的水平潜流人工湿地,并以未栽种植物的湿地作空白。分析了湿地中污染物的去除效果,考察了湿地中植物的生物量、根系活力和氮磷含量的变化。植物湿地中污染物净化效果优于空白湿地,菖蒲和空心菜湿地对氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)的平均去除率分别为61.1%和57.5%,31.5%和39.7%,24.7%和25.5%,20.4%和20.7%。实验结果表明,湿地中菖蒲的根系鲜重是空心菜的4.2倍,但其根系活力低于空心菜。2种植物均可在湿地中正常生长,但受湿地中营养盐浓度的限制性影响,移栽后的植物组织氮磷含量与移栽前相比下降了11.8%~20.3%。植物在净化微污染河水的潜流人工湿地中对N、P的去除起重要作用。     

Ammonium,Nitrate and Nitrite Nitrogen and Nitrate Reductase Enzyme Activity in Groundnut (Arachis hypogaea L.) Fields After Diazinon,Imidacloprid and Lindane Treatments

Impacts of diazinon (O,O-diethyl O-2-isopropyl-6-methylpyrimidin-4-yl phosphorothioate), imidacloprid [1-(6-chloro-3-pyridylmethyl)-N-nitroimidazolidin-2-ylideneamine] and lindane (1,2,3,4,5.6-hexachlorocyclohexane) treatments on ammonium, nitrate, and nitrite nitrogen and nitrate reductase enzyme activities were determined in groundnut (Arachis hypogaea L.) field for three consecutive years (1997 to 1999). Diazinon was applied for both seed- and soil-treatments but imidacloprid and lindane were used for seed treatments only at recommended rates. Diazinon residues persisted for 60 days in both the cases. Average half-lives (t_1/2) of diazinon were found 29.3 and 34.8 days respectively in seed and soil treatments. In diazinon seed treatment, NH₄ ⁺, NO₃ ^?, and NO₂ ^? nitrogen and nitrate reductase activity were not affected. Whereas, diazinon soil treatment indicated significant increase in NH₄ ⁺-N in a 1-day sample, which continued until 90 days. Some declines in NO₃ ^?N were found from 15 to 60 days. Along with this decline, significant increases in NO₂ ^?N and nitrate reductase activity were found between 1 and 30 days. Imidacloprid and lindane persisted for 90 and 120 days with average half-lives (t_1/2) of 40.9 and 53.3 days, respectively. Within 90 days, imidacloprid residues lost by 73.17% to 82.49% while such losses for lindane residues were found 78.19% to 79.86 % within 120 days. In imidacloprid seed-treated field, stimulation of NO₃ ^?N and the decline in NH₄ ⁺NO₂ ^?-N and nitrate reductase enzyme activity were observed between 15 to 90 days. However, lindane seed treatment indicated significant increases in NH₄ ⁺-N, NO₂ ^?-N and nitrate reductase activity and some adverse effects on NO₃ ^?N between 15 and 90 days.     

用微电极测定曝气量对SBR系统中硝化作用的影响

为了研究曝气量对硝化作用的影响,实验采用3个相同的SBR装置,分别在曝气量为4、10和16 L/h的条件下处理人工污水,并采用自制的溶解氧、NO3-、NH4+和pH微电极测定了活性污泥絮体内部微元环境中相应基质的浓度。结果表明,曝气量为4 L/h时,活性污泥絮体内存在厌氧微区,NO3--N浓度减小了,发生了反硝化作用;而曝气量为10 L/h和16 L/h时,活性污泥絮体内发生的都是硝化反应,且NH4+-N浓度的减小量、NO3--N浓度的增大量都随着曝气量的增大而增大,pH随着曝气量的增大而减小。     

Simultaneous nitrification and denitrification by Pseudomonas sp. Y-5 in a high nitrogen environment

Pseudomonas sp. Y-5, a strain with simultaneous nitrification and denitrification (SND) capacity, was isolated from the Wuhan Municipal Sewage Treatment Plant. This strain could rapidly remove high concentrations of inorganic nitrogen. Specifically, Pseudomonas sp. Y-5 removed 103 mg/L of NH₄⁺-N in 24 h without nitrate or nitrite accumulation when NH₄⁺-N was its sole nitrogen source. The NH₄⁺-N removal efficiency (RE) was 97.26%, and the average removal rate (RR) was 4.30 mg/L/h. Strain Y-5 also removed NO₃^?-N and NO₂^?-N even in aerobic conditions, with average RRs of 4.39 and 4.23 mg/L/h, respectively, and REs of up to 99.34% and 95.81% within 24 h. When cultured in SND medium (SNDM-1), strain Y-5 achieved an NH₄⁺-N RE of up to 97.80% and a total nitrogen (TN) RE of 93.01%, whereas NO₃^?-N was fully depleted in 48 h. Interestingly, high nitrite concentrations did not inhibit the nitrification capacity of Y-5 when grown in SNDM-2, the RE of NH₄⁺-N and TN reached 96.29% and 94.26%, respectively, and nitrite was consumed completely. Strain Y-5 also adapted well to high concentrations of ammonia (~401.68 mg NH₄⁺-N/L) or organic nitrogen (~315.12 mg TN/L). Our results suggested that Pseudomonas sp. Y-5 achieved efficient simultaneous nitrification and denitrification, thus demonstrating its potential applicability in the treatment of nitrogen-polluted wastewater.

     

响应面分析法优化稀土废水MAP沉淀法脱氮

经过预处理后的稀土生产废水，其氨氮浓度大幅降低，但并未达到中华人民共和国《稀土工业污染物排放标准》（GB26451-2011）中氨氮浓度限值。实验通过响应面分析法中的Box-Behnken实验设计（BBD），取pH、n（Mg）：n（N）、n（P）：n（N）3因素，采用Design-Expert 8.0.6，建立合适的剩余氨氮浓度及剩余总磷浓度模型，得到回归方程，并分析模型各项指标，各因素及其相互作用对剩余氨氮浓度及剩余总磷浓度的影响。利用预测模型预测最佳实验条件，在最佳实验条件下验证预测结果，并对沉淀物进行X射线衍射（XRD）分析。结果显示，二次响应模型适用于剩余氨氮浓度及剩余总磷浓度，2个模型均拥有较好的拟合程度、可信度及精密度，最优反应条件为：pH=9.88、n（Mg）：n（N）=1.50：1、n（P）：n（N）=1.38：1时，剩余氨氮浓度为46.58 mg/L，剩余总磷浓度为7.85 mg/L。在最优条件下所得到的沉淀物并非纯净的MgNH₄PO₄·6H₂O，还有Mg₃（PO₄）₂·22H₂O生成。     

土壤渗滤介质系统去除雨水径流污染物

利用昆明当地的土壤在室内填装一个土柱渗滤系统，使用配水浓度模拟昆明市区雨水径流污染物浓度，进行去除雨水径流污染物的实验研究，考察系统对COD、TN、NH4＋、NO3^-、NO2^-和TP的去除效果。实验结果表明，该土壤渗滤系统对COD平均去除率为82．04％，对TN的平均去除率为22．64％，对NH；平均去除率为94．26％，但是对NO3^-、NO2^-去除效果较差，对TP平均去除率为96．95％；另外，系统长期运行导致下渗速度降低，出水效果反而变好。