生物净化集成系统改善精养池塘水质的效果

2008年7月-9月,将3个精养池塘分隔为鱼类养殖区和水质净化区,除了对照池外,在另外两个试验池净化区构建了由水蕹菜、滤食性贝类和生物刷组成的集成生物净化系统来净化精养池塘的水质,并在8月初引进高分子纳米增氧管来改善池塘溶氧水平。2个阶段的试验结果表明,该集成生物净化系统在净化池塘养殖水中氮、磷营养盐和有机污染物方面具有明显的功能优势互补,对水中TSS、TN、TAN、NO2--N、NO3--N、PO43--P和TP都有较好地去除效果。而高分子纳米增氧管使得池塘溶氧始终保持在5 mg.L-1以上。3个池塘两阶段的内梅罗水质综合营养指数表明,2号池第二阶段生物净化材料密度配置稍高。     

环境污染及其防治 水体污染及其防治

X52200603306人类使用药品对意大利水环境污染的鉴定=Identification of the pharmaceuticals for human use con-taminatingthe Italian aquatic environment[刊,英]/Et-tore Zuccato…∥J.Hazard.Materi..-2005,122(3).-205~209国图X522200603307水蕹菜对苏州重污染水体净化功能的研究/李欲如…(河海大学环境科学与工程学院)∥环境污染与防治/浙江省环保科学设计研究院.-2006,28(1).-69~71环图X-3采用浮床无土栽培技术,在苏州重污染河道上种植水蕹菜以控制重污染水体水质。不仅进行了静态试验,而且在重污染河道苗家河上作了示范应用,…     

低湿洼地鱼类养殖对渔业水质调控的试验研究

禹城地区新开养殖池塘中因鱼种放养量及搭配不合理、施肥投饵不均，造成池塘水质恶化，制约了鱼类的生长和鱼产量的提高。论文中用实验生态学方法在原位条件下较系统地研究了低洼盐碱地池塘养殖鱼类对渔业水质的调控影响。在不投饵、不施肥的前提下，养殖一定规格(鲢41～195g／尾、鳙53～210g／尾)、密度(0．74尾／m^3)的鲢鳙鱼后，水体中浮游生物的密度和水体中N、P含量降低。抑制了水体中蓝绿藻水花的形成和发生，池塘水体中浮游植物的多样性指数增加、浮游生物个体总体趋于小型化。     

罗非鱼精养池塘水质变化规律和沉积物产污系数研究

试验从水质及沉积物2个方面对罗非鱼精养池塘污染情况进行了研究和分析。结果表明,水质指标的时间尺度聚类分析和主成分分析都显示为3个子系统类型,因此可把罗非鱼精养过程归分为3个时期,即养殖前、中、后期。水质各指标含量值在养殖前中期较为平稳,后期波动较大。判别分析显示,养殖前期与NO3--N指标正相关性较为显著,与Chl.a、NO2--N成负相关;养殖中期主要与TP成正相关,与TN、NH4+-N成负相关;养殖后期与TN正相关性较为明显。沉积物检测结果表明,罗非鱼精养池塘沉积物中有机质、总氮、总磷、有效磷和氮磷比理化指标含量值的变化范围分别为:35.25%~73.09%、0.269%~0.773%、0.078%~0.219%、3.242~14.540μg/g和2.665~4.175,由面积法计算的罗非鱼精养池塘沉积物中干泥、有机质、总氮、总磷和有效磷产污系数值的变化范围分别为9.904~47.686 kg/m2、11.068~17.680 kg/m2、0.084~0.151 kg/m2、0.025~0.053 kg/m2和0.070~0.422 g/m2。同其他研究的比较发现,养殖池塘沉积物产污含量与养殖的水产动物种类、养殖模式及所处的环境条件有很大关系。该研究为罗非鱼精养池塘养殖环境的研究提供了基础的数据支撑。     

浮床植物系统对池塘水体微生物的动态影响

在池塘水体中构建以空心菜为试验植物的浮床植物系统,研究了其对池塘水体中微生物的数量、分布以及氮循环的影响.结果表明,浮床植物系统可明显改变池塘不同水层中的细菌(如氮循环细菌)和真菌的数量,实现不同生理类群的微生物在水体同一水层的共存,促进了水体的氮循环,加强了水体的自净功能.该系统的净化效果与其面积有关,占池塘面积20%的浮床植物系统在试验80d 时,对TN、NH₄⁺-N、NO₂^—N、NO₃^--N 的去除率分别为39.4%,51.2%,49.7%和65.0%.     

不同类型生态浮床对富营养河水脱氮效果及微生物菌群的影响

通过设施大棚内容积为1.5 m3的人工模拟池试验,研究了框式与传统旱伞草浮床对富营养河水氮素转化及微生物菌群的影响. 传统浮床是以聚乙烯泡沫板为载体,栽植陆生植物来削减水体氮磷和有机物质等,从而达到净化水质的效果. 框式浮床是以塑料镂空支架为载体,除种植陆生植物外还添加填料等组件的新型浮床. 结果表明:①2种浮床对水体中TN,NH₄+-N和NO₃--N均有显著的去除效果,其中框式浮床和传统浮床的NH₄+-N去除率分别高达91%和86%,TN去除率也分别达到74%和64%,NO₃--N去除率分别为49%和31%. ②2种浮床系统有效地提高了水体中微生物和氮循环细菌总数和种群数量,尤其是框式浮床不同时期均比空白对照高出2～3个数量级. ③氮循环细菌的数量跟水体氮素去除有显著相关性. 其中水体ρ(NH₄+-N)和氨化菌数量呈显著正相关,ρ(NH₄+-N)和硝化菌数量呈极显著负相关,ρ(NO₃--N),ρ(TN)和反硝化菌数量之间呈极显著负相关. ④框式浮床的独特结构使之比传统浮床的去氮能力更强. 其中,填料系统吸附贡献率为8%,植物吸收的去氮贡献为16.5%,微生物系统脱氮则为75.5%;而传统浮床植物系统吸收贡献率为31.8%,微生物系统脱氮贡献率为68.2%. 说明浮床系统中植物吸收只是系统去氮的一种途径,微生物脱氮在2种浮床脱氮途径中占主导作用.      

2014年武汉东湖水生植物多样性及其分布特征

全球众多湖泊发生富营养化并造成诸多环境问题,为了解武汉东湖数十年富营养化历程中水生植物多样性和分布情况,2014年对武汉东湖的4个主要湖区沿岸带的水生植物进行了调查,包括郭郑湖、汤林湖、团湖和后湖4个湖区,总共设置20个采样点,每个采样点设3个样方（沿岸带挺水植被,1 m×1 m;沉水植物,0.2 m×0.2 m）.结果表明:东湖现存水生植物共计16科17属19种,其中狭叶香蒲、莲和菱是优势种,挺水植物、沉水植物、浮叶植物和漂浮植物分别为10、6、2和1种;东湖主要水生植物群落类型有7种,除了挺水植物群丛外,浮叶植物和沉水植物的群丛都是单优结构,植物群落分布面积为0.13 km2,仅占东湖总面积的0.48%.与历史数据对比发现,自20世纪50年代以来,东湖水生植物的多样性指数降低、分布极度萎缩,东湖大部分水生植物群落结构趋于单优化.研究显示,造成东湖植被衰退的主要原因是湖泊的逐渐富营养化、草食性鱼类的过度放养和生境的破坏.      

浮床水培蕹菜的生物学特征及水质净化效果

本研究比较了污染水体中浮床水培蕹菜与陆生同种蕹菜之间生长特性以及N、P含量的差异。结果表明,水培蕹菜单株鲜重约为792．5g／株,为陆生蕹菜的3．53倍;单株N、P总量分别比陆生高469．6％、566．7％。水培蕹菜与其他水培植物相比具有较强的N、P吸收力,是一种可用于富营养化水体水质净化的优良植物。     

闽江口养殖塘水-大气界面温室气体通量日进程特征

湿地围垦养殖是人类对于滨海湿地的主要干扰方式之一.以闽江口鳝鱼滩湿地围垦养虾塘和鱼虾混养塘为研究对象,利用悬浮箱-气相色谱法对养殖塘秋季水-大气界面CO2、CH4和N2O通量日进程进行了观测并同步测定了地面气象及表层水的物理、生物和化学指标.养虾塘和鱼虾混养塘水-大气界面CO2、CH4和N2O通量均具有明显的日变化特征,2种养殖塘整体上均表现为吸收CO2的汇,CO2通量平均值分别为-48.79 mg·（m2·h）-1和-105.25 mg·（m2·h）-1,排放CH4的源,CH4通量平均值分别为1.00 mg.（m2.h）-1和5.74 mg·（m2·h）-1,鱼虾混养塘水-大气界面CH4排放量和CO2吸收量均高于养虾塘.养殖塘水-大气界面温室气体通量受到诸多环境因子的影响,多元逐步回归分析结果表明,对于养虾塘,叶绿素a是影响其水-大气界面CO2通量日变化的主要环境因子,PO34-和SO24-是影响水-大气界面CH4通量日变化的主要环境要素;鱼虾混养塘水-大气界面CO2通量主要受到水温、叶绿素a的影响,而溶解氧、PO34-和pH是影响其CH4通量的主要环境因子。     

基于仿自然人工湿地的低污染水体碳氮协同调控优化措施研究

针对低污染水补给城市河湖景观水体后氮磷营养盐削减、COD波动的问题，构建了仿自然人工湿地和生物塘，通过开展动水和静水试验，研究湿地生态配置和水力停留时间对各水质指标的影响.结果表明，螺、蚌、浮游动物及浮叶植物对COD、BOD₅具有明显的抑制作用，且浮叶植物能够实现TN的高效去除并提高有机氮的氨化作用，仿自然人工湿地建议为“沉水植物+挺水植物+浮游动物+螺、蚌+浮叶植物”的生态系统组合.在上游低污染来水条件下，建议仿自然人工湿地水力停留时间为7 d，沉水植物种植8丛·m^-2，挺水植物种植5丛·m^-2，浮叶植物8株·m^-2，浮游生物塘中投放中华圆田螺1000 g·m^-2，椭圆背角无齿蚌2只·m^-2，以实现仿自然湿地对低污染水体碳氮协同调控.     

溶解氧对Biolak型A2O工艺脱氮除磷性能的影响

通过对Biolak型A2O工艺处理生活污水工程应用的研究,考察了好氧段溶解氧(DO)浓度对该工艺脱氮除磷的影响.试验结果表明,DO浓度变化对系统COD、NH+4-N处理效果的影响不大,而对系统总氮及总磷的去除效果影响显著.当DO浓度控制在0.80~1.50 mg·L-1之间时,系统总氮去除效果最佳,可以达到69.5%,系统好氧段可实现同步硝化反硝化除氮.通过对系统氮进行物料衡算发现,23.7%的总氮通过好氧段多级A/O反硝化脱氮去除.当DO浓度为1.00~3.00 mg·L-1时,总磷(TP)去除率较高,可以达到74.0%.DO浓度控制在1.00~1.50 mg·L-1之间时,系统脱氮除磷效果最佳,此时TN、TP的去除率分别为68.9%、73.7%,二级生化处理段出水TN、TP分别为12.02、0.95 mg·L-1.     

ERIC-PCR图谱分析生物栅填料生物膜微生物群落结构

采用以填料生物膜和水生植物为主体,以微生物、浮游植物、水生动物为要素的生物栅集成装置,处理上海市某一富营养化水体,实验采用6m³/d的中试规模,7个廊道并联运行,连续进出水.测试进出水的理化指标,并采用ERIC-PCR指纹图谱技术对生物栅填料生物膜微生物进行分析.结果显示,生物栅技术对富营养化水体的污染物降解效果显著,稳定运行后,采用设置生物栅的2～7号净化池的COD、总氮、氨氮、总磷的去除率较对照池分别提高了20.7%～48.5%、20.1%～49.7%、39.8%～66.2%和60.0%～73.9%.水生植物有利于水体氮、磷的吸收和去除,设置水生植物的2号、5号、6号净化池对总氮去除率较未设置水生植物的3号、4号和7号净化池分别提高了30.1%、24.9%、17.6%,总磷的去除率也都提高了10%以上.ERIC-PCR指纹图谱分析显示,设置水生植物的3个净化池微生物群落结构相似,且微生物种类较未设置植物的净化池丰富.指纹图谱在第2d、第15d、第30d的微生物多样性指数分别为1.89～2.22、2.17～2.43和2.28～2.68,平均相似系数分别为71.8%、86.9%和91.0%,表明随着系统的运行微生物多样性指数逐渐增大,条带的相似性逐渐增加,系统中微生物种群趋于多样化,结构趋于稳定,污染物降解效率也同步提高.     

低温环境下人工湿地植物组配对养殖废水的处理效果研究

强化低温环境下人工湿地的污水处理能力,对于促进人工湿地的应用推广具有重要的意义。本研究利用绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)和菖蒲(Acorus calamus L.)两种湿地植物,在室外低温环境下(＜15℃),研究人工湿地植物组配对不同负荷养殖废水的处理效应及关键影响因素。结果表明,在不种、单种和不同顺序混种绿狐尾藻(M.aquaticum)和菖蒲(A.calamus L.)处理下,菖蒲+绿狐尾藻组合湿地(AM)对TN、TP和COD去除率均为最高,在低负荷和高负荷环境下平均去除率分别为74.2%、71.3%、83.0%和67.3%、81.9%、75.3%。相较于空白对照和植物单种的湿地系统,植物混种系统的DO较高,且AM处理在低负荷和高负荷环境下均能保持较高的C∶N。根据Pearson相关性以及PCA分析,DO与TN、NH⁺₄-N去除率显著相关(P<0.05),C∶N与COD去除关联性最好。可见,菖蒲+绿狐尾藻植物组合可能通过改善DO和C∶N等湿地微环境条件来增强湿地对污染物的去除,能够作为低温环境下强化湿地对污染物去除的一种有效措施。     

人工浮岛在丁香湖水质改善中的应用

针对丁香湖水体恶化产生蓝藻的问题,在湖中设置人工浮岛对水质进行改善,浮岛植物以凤眼莲为主,辅以美人蕉等搭配.人工浮岛运行后,对水体中TN、TP指标净化效果良好,TN的去除率为48.1%～52.1%,TP的去除率为55.0%～64.4%,而且具有一定的景观效果.     

城市污水脱氮除磷中试研究及其影响因素分析

采用改良A2/O工艺对城市污水进行中试研究,研究了反应系统对各个污染物的去除效果,并考察了温度、DO和混合液回流比对生物脱氮除磷的影响。结果表明:系统稳定运行的情况下,出水COD、TN和氨氮达GB 18918—2002的一级A标准,出水TP达一级B标准。系统对COD、TN、氨氮和TP的平均去除率分别为91%、68%、77.3%和80.6%。温度和DO对COD和TP的去除效果影响较小,对TN和氨氮则影响较大。温度在26.5℃时,对氮的去除效果最好。为保证系统脱氮除磷均能高效进行,DO应控制在2～4 mg/L,混合液回流比取1.5。     

潜流水平湿地对农业灌溉径流氮磷的去除

构建了潜流水平芦苇湿地,对农业灌溉径流(TN约为7mg/L,TP约为0.5mg/L)中氮磷进行了为期1年的去除研究.在水力停留时间(HRT)为2,4,6d时,TP和TN的去除率均大于87%和68%.湿地对TN、NH₄⁺-N和TP的去除受HRT的影响较大(P<0.05),对PO₄^3--P的去除受HRT的影响较小.在不同HRT情况下,NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO3--N和PO₄^3--P的去除率均高于93%,出水浓度一般均小于0.04mg/L.且出水中的TP和TN主要为有机态,存在一个TP和TN背景浓度.TN去除率与负荷之间具有很好的相关性(R2=0.9968),但是TP去除率与负荷之间相关性较差(R²=0.5987).以HRT为2d计算,1m²的芦苇床处理该农业灌溉径流的能力为0.1m³/d,出水TN和TP浓度可控制在0.50mg/L和0.154mg/L以下.     

曝气时间对美人蕉生态浮床去除水体中营养盐的影响

为有效去除水体中的营养盐,以美人蕉生态浮床为研究对象,将曝气时间设置为0(对照)、4、8、12 h/d,曝气量均为2.4 m3/(m2·d),研究曝气时间对植物生态浮床去除水体中营养盐的影响,在培养的0、3、5、7、18、28 d对美人蕉株高进行测量,同时监测水体中ρ(DO)、ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(COD_Cr)、ρ(NH₃-N)、ρ(NO₃--N),试验结束后对美人蕉根际细菌总数进行测定. 结果表明:①与对照组相比,曝气4和8 h/d情况下ρ(DO)及TN、TP、NH₃-N、NO₃--N去除率均差异显著;②曝气4 h/d下美人蕉长势最好,并且在试验的第28天美人蕉株高达109 cm;③曝气4 h/d下ρ(DO)最高,并且对水体中营养盐的去除效果最好,试验至第28天,ρ(DO)为11.29 mg/L,TN、TP、COD_Cr、NH₃-N、NO₃--N去除率分别为75.10%、69.32%、65.75%、73.29%、78.79%;④试验至第28天,曝气4 h/d情况下美人蕉根际细菌总数达1.01×106 mL-1,显著高于曝气0、8和12 h/d下的细菌总数(分别为4.12×105、9.07×105、7.77×105 mL-1). 研究显示,该试验条件下,曝气4 h/d对水体中营养盐的去除效果最佳.      

环境因子对植物-生物膜氧化沟去除氮磷的影响

将生物膜处理工艺和漂浮栽培植物技术应用于氧化沟处理系统中,组成植物-生物膜氧化沟生态处理系统,通过其对生活污水的处理,考察了pH值、溶解氧(DO)、温度等环境因子对植物-生物膜氧化沟系统去除氮磷的影响。结果表明:系统中TP的去除率与pH值之间呈抛物线关系,当系统出水TP去除率达到最高时,其pH值为7.71,TP去除率随着pH值的升高而升高,TN的去除率与pH值的相关关系达到显著水平;DO在系统中一直保持较高的浓度,其最高浓度可达到5.6mg/L,与TP去除率的关系显著;另外,系统中污水氮磷的去除率与温度关系密切,其中NH4+-N的去除率与温度呈现显著的正相关关系,温度对污水TN和TP的去除影响达到极显著水平。     

移动床生物膜反应器净化模拟水产养殖废水的研究

采用移动床生物膜反应器（MBBR）净化模拟水产养殖废水.结果表明,MBBR净化模拟水产养殖废水效果良好.在水力停留时间（HRT）为8 h,DO为2.0~3.0 mg·L^-1的条件下,反应器启动迅速、运行稳定,能使COD和氨氮去除率均达到80%以上,TP去除率达到50%左右;有机负荷为（0.76±0.03）kg·m^-3·d^-1时,TN及氨氮去除效果最好,去除率分别达到71.73%及98.42%.为达到良好的TN去除效果,有机负荷不宜低于0.5 kg·m^-3·d^-1;DO为（3.00±0.25）mg·L^-1时,TN去除效果最好,最有利于同步硝化反硝化;为保持较高的氨氮去除效率,并减少亚硝态氮积累,DO浓度不应低于2.0 mg·L^-1;HRT过短会使氨氮去除效率降低,且可能出现亚硝态氮积累;采用序批式进水运行方式,对TP的去除效果优于连续进水方式,但运行周期后半段会出现亚硝态氮积累,对鱼类产生危害.     

改性沉积物除藻对水质改善的效果研究

通过生态模拟箱(1m×1m×1m)模拟天然湖泊环境,研究了改性沉积物的除藻效果和对水质的改善作用.改性沉积物除藻后,测定和分析了除藻箱体和不除藻箱体内的叶绿素、浊度、DO、TN、TP、DIN、DIP等水质指标.在改性沉积物投量为43mg·L-1时,4h除藻率可达到85%以上.除藻2d后,水体中叶绿素和浊度降低90%,总氮、总磷分别降低70%、80%,这些指标在15d的连续监测期间变化不大.除藻后2箱体中DO都有不同程度的下降,但除藻箱体中DO明显高于不除藻箱体.并且在此实验期间,除藻箱体DIN降低,DIP稳定在较低水平,而不除藻箱体中DIN与DIP均有明显升高.说明改性沉积物除藻能有效减缓水体的厌氧情况,在短期内能抑制营养盐的释放.以上结果表明了改性沉积物在除藻的同时能有效改善水质,可用于水源地的水质保护.