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.     

HRT对悬挂链曝气式生物接触氧化工艺的影响

采用悬挂链曝气式接触氧化工艺在不同HRT下处理大清河雨、旱季污水,应用磷脂法和TTC-脱氢酶活性法研究载体表面生物膜特性,考察了HRT对生物膜特性和水质净化效果的影响。结果表明:在4～10h间时,HRT越长,缺氧区和好氧区内生物量越小和生物活性越弱,但是好氧区内单位生物量活性越强,对污染物的平均去除率越高;当进水由生活污水转变为雨污混合水后,缺氧区和好氧区内生物量逐渐减少,生物活性降低,且好氧区内单位生物量活性也降低,但出水污染物浓度降得更低且稳定。最佳HRT为8h,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为75.99%、81.94%、63.30%和81.47%,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准A标准。     

固定生物膜技术处理黑臭河水的研究

以生物陶粒作为载体,利用枯草芽孢杆菌固定生物膜技术开展黑臭河水净化研究。在预处理实验中首先论证了曝气条件对该技术的影响。实验结果显示:在曝气条件下固定生物膜参与处理10 d后,对黑臭河水中COD、浊度、NH3-N和TP的去除率分别达75.79%、93.97%、99.02%和79.20%;未曝气条件下,固定生物膜处理20 d对COD、浊度、NH3-N和TP去除率分别为42.36%、79.29%、96.44%和85.04%。仿照工程实际连续补充黑臭河水,进行曝气条件、无曝气条件、及无任何处理的对照条件下,连续处理30 d。实验结果表明:在曝气条件下,COD和浊度去除率远大于对照组,水质达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水要求。由此说明:枯草芽孢杆菌固定生物膜技术处理黑臭河水效果显著。     

不同生物接触氧化方法对藻类的去除效果比较及其途径分析

比较了3种生物接触氧化法对富营养化水源水中藻类的去除效果，探讨其去除藻类的途径。试验结果表明：淹没式曝气生物陶粒滤池（I型）在4-6m/h过滤速度条件下，对藻类总数的去除效率稳定，平均为70%左右；采用YDT弹性立体填料的中心导流筒曝气生物接触氧化法（Ⅱ型）与直接微孔曝气生物接触氧化法（Ⅲ型），在试验初期对藻类总数的去除率较低，平均去除率分别为60.2%、51.6%。但随着生物膜厚度的增加，试验后期对藻类的去除效果逐步得到提高，平均达70%以上。生物膜对藻类的生物絮凝、吸附、生物膜的脱落沉降等是生物接触氧化法去除藻类的主要途径。     

地面廊道系统对微污染河水的净化效果研究

在低温季节,利用人工地面廊道对微污染河水进行净化处理。结果表明,砾石廊道系统对微污染河水中的COD、氨氮、色度具有稳定的去除率,其去除率分别为70%、90%、75%;硝酸盐氮的去除率不高,主要是受温度的影响;廊道的第三段对氨氮、硝酸盐氮、色度的去除效果不明显。中试实验表明,人工地面廊道对微污染河水中的污染物质有明显的净化效果,确定廊道的最优湿地床长度将促进其实际工程应用。     

生物绳填料净化河流的效果及微生物群落分析

为了改善河流水质,选择了一种新型生物绳填料净化受污染河水,考察了其去除污染物的效果,分析了生物膜的形成过程以及微生物群落结构特征。结果表明:该生物绳过滤悬浮物质的效果较好,SS去除率可达90%;但COD和TP的去除率不高,分别为19.4%~34.4%和13.1%~18.5%;NH3-N和TN去除效果较好,去除率分别为55.2%~74.0%和46.2%~55.9%。环状纤维表面及其形成的空隙极有利于微生物附着。微生物群落分析表明:变形菌门Proteobacteria是克隆文库中的第一大类群,占总克隆子的57.9%;表层生物膜细菌多样性和丰富度较好,内层优势菌的富集状况较好。生物绳由外到内依次形成好氧-兼性-厌氧的动态环境,有利于生物脱氮的进行。     

SNAD工艺在不同间歇曝气工况下的脱氮性能

探讨了城市污水SNAD生物膜反应器在高溶解氧工况下的脱氮性能.SBR反应器以城市生活污水为进水,反应器内放置鲍尔环生物膜载体,控制温度为30℃,采用间歇曝气方式,曝气阶段曝气量为500L/h,溶解氧浓度达5mg/L.阶段1控制曝气和非曝气时间都为20min,生物膜的NOB活性较低,反应器具有良好的脱氮性能.反应器的总氮平均去除率和出水总氮浓度平均值分别为89%和llmg/L.阶段2、阶段3和阶段4研究了曝气时间对反应器脱氮性能的影响.曝气时间对生物膜的厌氧氨氧化活性影响较小,对生物膜的NOB活性影响较大.阶段3控制曝气时间为60min,生物膜的NOB活性较低,反应器的总氮平均去除率和出水总氮浓度平均值分别为83%和14mg/L.阶段4控制曝气时间为160min,生物膜的NOB活性较高,反应器的总氮平均去除率降低至50%,出水总氮浓度平均值为35mg/L.     

组合型生态浮床的动态水质净化特性

研究开发了一种由水生植物、水生动物及微生物膜构建的组合型浮床生态系统.通过中试研究,考察了该浮床对富营养化湖泊水体在动态条件下的净化效果.结果表明,水体交换时间为7d时TN、TP、高锰酸盐指数的去除率分别为53 .8%、86 .0%和35 .4%.污染物的直接净化主体为人工介质和水生植物单元,但在生态浮床中引入河蚬增加水生动物单元,通过食物链的“加环"作用,提高了颗粒性有机物的可溶化和无机化（氨化）以及可生化性,改善了植物吸收以及人工介质单元生物膜中微生物的基质条件,促进微生物的生长和活性,提高了浮床的净化效果.     

碳素纤维对富营养化水体的水质改善与对藻类群落结构的影响

以北京朝阳区清河水为原水,开展碳素纤维生物修复试验,考察生物膜从形成到成熟及处理过程中碳素纤维外观、生物相结构、氮磷浓度及藻类群落结构的变化. 结果表明,碳素纤维在3 d内挂膜成功且生物相丰富,说明其生物亲和性强,吸附性能好. 碳素纤维生物膜对氮、磷具有较好的去除效果,TN、TP、NH₄+-N去除率分别达40%、60%、98%,其中对氮、磷的去除以吸附水体中颗粒态污染物为主. 碳素纤维生物膜对富营养化水体藻类的增殖有明显的抑制作用,尤其对蓝藻的抑制作用显著,藻类总密度和蓝藻密度达到最大值的时间与对照组相比延迟6 d,且藻类总密度及蓝藻密度都低于对照组. 碳素纤维生物膜还影响水体中的藻类群落结构,试验期间水体中以硅藻为主,蓝藻所占比例平均为22.4%,而对照组中以蓝绿藻占优,蓝藻平均所占比例高达47.2%.      

水力停留时间对活性炭生物转盘处理污染河水的影响

将生物转盘与活性炭网状填料相结合,进行活性炭吸附实验并采用河水直接挂膜,探究在盘片最佳转速下,不同水力停留时间对活性炭生物转盘去除NH_4~+-N、TP、高锰酸盐指数以及生物膜特性的影响.结果表明,Freundlich等温线显示活性炭对水中NH_4~+-N、TP、高锰酸盐指数有较好的吸附性能.盘片转速为3 r·min-1时,NH_4~+-N、TP、高锰酸盐指数去除率分别为86.05%、81.28%、77.09%,去除性能最佳.水力停留时间对去除NH_4~+-N、TP存在显著线性相关(R20.9)且去除率存在显著差异(P0.05),而对高锰酸盐指数不存在显著线性相关且去除率差异不显著(P0.05).HRT对生物膜活性、蛋白多糖以及S-EPS、LB-EPS、TB-EPS三维荧光峰均有影响.     

富营养化水体水生植物群落构建技术的应用

为探究水生植物群落构建技术对富营养化水体的生态修复效果,选取芦苇、黄菖蒲、美人蕉、千屈菜、狐尾藻、黑藻、眼子菜、铜钱草、睡莲9种水生植物进行净水小试。结果表明:9种水生植物对富营养化水体均具备较好的净化效果,其对TN、NH₄+-N、TP和COD去除率分别达49.97%~97.89%、75.66%~99.92%、55.91%~95.87%和57.19%~67.87%。基于小试实验结果,在滴水湖C港引水河开展水生植物生态修复示范工程建设。对修复前后水体进行理化指标监测,结果表明,TN、NH₄+-N、TP和COD_Mn指数分别下降了25.87%、56.60%、18.42%和29.25%,叶绿素降低了60.1%,溶解氧和透明度分别增加了45.73%和28.68%。生态修复后,示范区由中度营养化降低为轻度营养化,表明水生植物群落构建技术配置合理,对生态修复效果较为显著。     

六种挺水植物对富营养化河水氮磷净化效果研究

选用芦苇、黄花鸢尾、菖蒲、香蒲、水葱和千屈菜等六种挺水植物在室内静水条件下,研究了其对北运河下游富营养化河水中氮、磷的净化效果.结果表明,六种植物生长良好并表现出较好的氮磷去除效果.试验结束后,六种植物生物量均增长了40%以上,植物组对氮、磷的去除率相对于空白组存在显著差异(p<0.05),对氨氮的去除率为93.75%~98.49%(p>0.05),对总氮的去除率为75.91%~89.42%(p<0.05),对总磷的去除率为53.12%~96.94%(p<0.05),其中黄花鸢尾和千屈菜对总氮的去除效果较好,黄花鸢尾和香蒲的对总磷去除效果较好.     

两种生态净化措施对水源水库光学环境的影响

为了评估生态净化措施对水体光学环境的影响,以上海金泽水库为例,在微纳米曝气复氧和水生植物净化两种生态净化措施前后布设采样点进行了光学衰减系数（水体光合辐照度（PAR）衰减系数）、真光层深度和透明度及相关水质指标的监测和分析.结果表明：水生植物净化和曝气复氧净化措施有利于水体光学环境的改善,经微纳米曝气后,水体透明度增大20%~25%,真光层深度增大2.2%~14.8%,光学衰减系数降低0.4%~4.4%;经水生植物净化后,水体透明度增大20%~29.4%,真光层深度增大6%~20%,光学衰减系数降低17.3%~20.5%.逐步回归结果表明不同生态净化措施的光学环境改善机制不同,微纳米曝气主要通过叶绿素、溶解性有机物、温度、溶解氧影响水体光学环境,水生植物净化主要通过浊度影响水体光学环境.冬季,两种生态净化措施对总氮和溶解性有机物均没有改善效果.     

底栖软体动物净化富营养化河水实验研究

文章研究了底栖软体动物(河蚌、螺蛳)富营养化河水中COD、NH3-N、TP、叶绿素a的净化效果。结果表明:⑴底栖软体动物对于富营养化河水中的COD、氮、磷等有一定的去除效果,且河蚌的净化效果要稍优于螺蛳;⑵曝气各组底栖软体动物对污染物的去除效果要明显优于非曝气各组;⑶非曝气实验组各项理化指标的去除效果同底栖软体动物的放养密度和处理时间相关;⑷停留时间为3d、曝气充氧、螺蛳和河蚌的放养密度分别为35个/m2～70个/m2和3个/m2～7个/m2时,净水效果最好;⑸河水中COD和叶绿素a含量呈现同步降低的规律,表明低等藻类是螺蛳及河蚌的主要摄食对象。     

经济植物湿地处理洱海流域低污染河水的性能

为研究水生经济植物湿地对洱海流域低污染河水的处理效果,在洱海北部罗时江入湖河口建设了面积为2 hm2水生经济植物湿地,其中水生经济植物包括4种水生蔬菜——空心菜(Ipomoea aquatica Forsk)、薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)、水芹菜〔Oenanthe javanica (Blume) DC〕、茭白〔Zizania latifolia (Griseb.) Stapf)〕,3种药用植物——香茶菜〔Rabdosia amethystoides (Benth.)〕、灯心草(Juncus albesens)、水菖蒲(Acorus calamus L.)和1种观赏植物——美人蕉(Canna indica L.). 结果表明:湿地对TN、TP、NH₃-N、NO₃--N均具良好去除效果,近3个月运行期间,平均去除率分别为66.4%、60.3%、60.4%和73.2%;但该湿地对COD_Mn的平均去除率仅为5.0%. 不同湿地水生经济植物表现出了不同的水质净化能力,其中TN平均去除效率表现为水芹菜>香茶菜>美人蕉>茭白>空心菜>薄荷,TP平均去除效率表现为水芹菜>薄荷>美人蕉>香茶菜>空心菜>茭白. 研究表明,水生经济植物湿地对低污染河水具有良好的净化效果,在洱海流域具有推广意义.      

水生动植物联合作用净化不同富营养化景观水体研究

选择睡莲(Nymphaeatetragona)、轮叶黑藻(Hydrillaverticillata)、鲢鱼(Aristichthysnobilis)和中华圆田螺(Cipangopludinachinensis)为实验对象,设置富营养和极富营养两种浓度梯度,通过室外试验探讨不同动植物及其组合对两种浓度水平中总氮(TN)、总磷(TP)及叶绿素a(Chl-a)的净化效果。结果表明,在富营养和极富营养水平中,均以睡莲和黑藻组合对TN和TP的去除效果最好,TN去除率分别为66.4%和42.3%,TP去除率分别为97.1%和89.6%,TP去除率分别高出相应对照组53.2和35.3个百分点;鲢鱼和中华圆田螺的加入会引起TN和TP的升高,但是由鲢鱼、中华圆田螺、睡莲和黑藻组成的组合对藻类的抑制效果最好,其Chl-a含量始终保持最低含量,日均值不超过1.16 mg/m3。因此,鲢鱼、中华圆田螺、睡莲和黑藻联合作用对富营养化水体具有明显的净化效果,其协同作用可为景观湖泊富营养化控制提供理论基础和科学依据。     

水生植物对富营养化水系统中氮、磷的富集与转移

基于人工模拟自然条件的方法,选取狐尾藻(Myriophyllum verticillatum L.)、水芹菜(Oenanthe javanica)及黑麦草(Lolium perenne)等3种水生植物,对滇池入湖河道污水进行净化试验研究.探讨了水生植物对富营养化水体中氮、磷在不同相中的富集与转移效果.结果表明,沉积物相中,3种植物对氮的富集率为狐尾藻(64.71%)水芹菜(19.12%)黑麦草(5.88%)空白(-7.84%),磷的富集率为水芹菜(187.2%)狐尾藻(144.6%)黑麦草(130.5%)空白(31.2%);生物相中,氮的富集率为狐尾藻(4.15%)水芹菜(0.5%)黑麦草(-14.6%),磷的富集率为狐尾藻(9.6%)水芹菜(3.8%)黑麦草(-6.5%);水相中氮的去除率为黑麦草(95.11%)水芹菜(83.08%)狐尾藻(71.42%)空白(58.10%),磷的去除率为黑麦草(88.17%)狐尾藻(79.58%)水芹菜(73.09%)空白(20.19%).     

我国利用水生植物监测和净化污水的研究进展

本文综述了我国利用水生植物监测和净化重金属废水、化工废水、生活污水、放射性核素废水以及抑制富营养化水体中藻类研究进展。并讨论了各种生态因子对水生植物净化效率的影响。为建立低投资、高效率、易管理的植物净化处理设施提供参考。     

陆生经济植物浮床去除富营养化水中氮素研究

通过玻璃缸静态培养试验,探讨陆生经济植物芹菜(Apium graveolens L).、茼蒿(Chrysanthemum coronarium L).和大蒜(Alliumsativum L).作为人工生物浮岛栽培植物,去除富营养化水体中氮的可行性和净化效果。采用常规耗竭法进行吸收动力学试验,研究植物根系对不同形态氮的吸收特性,为浮床植物遴选提供理论依据。结果表明:芹菜、茼蒿和大蒜在水中生长状况良好,试验前后生物量相对增长了121.24%~330.12%;三种经济植物浮床系统净化效果显著,对水中TN的去除率为44.94%~82.84%,高于空白对照系统(25.15%)。三种植物浮床系统对TN去除效果差异极显著(P0.05),根据这三种植物根系对不同形态氮在不同浓度水平下的吸收特性研究发现,其吸收规律均符合Michaelis-Menten动力学方程,但不同种类植物根系吸收特性存在差异,从而影响不同形态氮的去除效果。其中芹菜对NH4+-N的吸收潜力最大,对NO3--N的亲和力最大,大蒜对NO3--N的吸收潜力最大,对NH4+-N亲和力最大,茼蒿对两种形态氮的吸收能力较差。     

龙河人工湿地在北方冬季低温条件下的运行效率

人工湿地有着建设及运营成本低、水质净化效果好等显著优点,在河道水质净化等领域受到广泛应用.但是由于冬季低温条件下运行效果不佳,制约了人工湿地在北方的推广应用.通过构建"物化预处理(高效沉淀池)+人工湿地(潜流湿地+表流湿地)"工艺模式的多级复合人工湿地(3万t/d),探究冬季低温条件下人工湿地结合冰封保温措施对龙河水质...