水生植物滤床深度处理养殖废水过程中抗生素与抗性基因的响应研究

以水生植物滤床为载体,研究了典型抗生素(四环素类TCs、磺胺类SMs和喹诺酮类QNs)和抗生素抗性基因在不同水生蔬菜种植的水生植物滤床中的去除和累积情况,并考察了季节变化对此过程的作用影响.通过比较不同植物种植系统中抗生素的去除效率发现,在夏季水芹系统对抗生素的去除效率分别为71.83%(TCs)、46.80%(SMs)和21.53%(QNs),明显高于空心菜系统(TCs 33.28%、SMs 19.73%、QNs 6.84%),但在冬季运行情况下两组水生植物滤床对抗生素的去除效率差异不显著.总体而言,这3类抗生素在植物中的累积规律是茎部叶子,其中,在夏季运行情况下,3类抗生素在空心菜茎部具有明显较高的累积含量(22.89~103.7μg·g-1,以干重计,下同),而在冬季3类抗生素在水芹叶片中具有明显较高的累积含量(3.52~7.33μg·g-1).同时,在不同季节,系统出水与底泥中抗性基因水平对植物种类变化的响应趋势一致.     

三种挺水植物及其组合净化微污染水体的研究

考察了水芹、鱼腥草、香根草及对校园微污染景观水体的净化效果,分析了植物不同部位的氮磷含量分布.结果表明,水芹、鱼腥草和香根草对水中的TN、TP、CODcr和Chla的去除率范围分别为52.4％～64.3％、46.8％～ 58.4％、69％ ～ 84％和48.1％ ～60％,经7周净化可使听松湖水质由Ⅳ类水变为Ⅲ类水.组合植物对TN、TP、CODcr和Chla的净化效果相对于单种植物作用均没有显著增加(p＞0.05).鱼腥草对水中氮磷的吸收效率最高,香根草次之,水芹最低.3种植物不同部位的植株含氮量为根＞茎＞叶,磷含量为根大于茎叶.     

吊兰对甲醛吸收的研究

以甲醛水溶液养殖吊兰,通过在植物生长期间,分别测定养殖液中和植物组织内甲醛含量的变化,评价植物吊兰不同组织部位对甲醛的去除效果.结果发现,植物的根部对甲醛的去除有明显效果.     

利用吊兰等深度处理生活污水

利用吊兰等无土栽培系统对生活污水进行深度处理,实验证明系统对污水中氮磷等营养物质的去除效果较好,系统出水中氨氮的浓度可达到4.203mg/L或3.6426mg/L,硝态氮和亚硝态氮的浓度为2.802mg/L,总磷浓度可达到0.2mg/L左右,系统出水基本可达城市再生水回用标准。两系统中植物的长势良好,在设计运行时间内,两种系统中的植物均有明显的长势,尤其吊兰总重量增加了42g左右;就叶片数而言两种兰草均增加了30片左右。且系统中植物的长势良好,在有效去除污染物的同时,产生一定的景观价值和经济效益,从而从整体上降低污水处理成本。     

潜流湿地中植物对脱氮除磷效果的影响中试研究

通过潜流湿地的中试,研究了芦苇和茭草在潜流湿地中的氮磷吸收量变化,植物收割对系统的影响以及植物对改善系统流态的作用.结果表明,依靠收割植物去除氮磷是不显著的,氮磷吸收量占去除量在5%左右.同时证明植物在进入冬季前开始出现释放氮磷现象,最佳收割期应该在9～10月份.植物对维持根系周围微生态环境起着重要的作用,收割会导致系统出水水质的波动.流态试验表明,植物根系能够改善系统的流态,植物床较空白床死区率减少5%～10%,增加系统的空间利用率,延长系统的水力停留时间.     

水培空心菜营养液配方及尾液对环境的影响

本研究以空心菜为例,清水为对照,研究了6种常用经典水培营养液配方、猪粪和鸡粪2种沼液对空心菜生长发育的影响和尾液对环境的影响,通过测定空心菜的经济、品质指标及营养液尾液中养分含量指标,筛选出适合于叶菜类生长和保护生态环境最优配方。结果表明:6种营养液对空心菜的鲜重、Vc含量、硝酸盐含量均有显著影响,其中荷兰温室、霍格兰和日本山崎配方为较适合空心菜水培的配方;6种营养液配方和2种沼液剩余尾液中TN、TP、Fe、Mn、Cu、Zn、S、B、Mo等元素符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅴ类农田用水标准。据此推断,供试6个营养液配方中,荷兰温室配方是水培空心菜的优选营养液配方,其次为霍格兰和日本山崎配方。     

不同水生植物深度净化石化废水效果研究

在自然光照条件下,进行静态试验,探讨空心菜、金鱼藻、水葱、芦苇、美人蕉、菖蒲6种水生植物深度净化石化废水二级处理尾水效果.试验结果表明:经过15 d静态净化,所选植物对水中营养物质有较好的去除效果,水葱对CODCr去除率最高,金鱼藻对TN的去除效果最好,而空心菜装置中剩余TP最少;综合对比,空心菜对环境适应性强,综合净水效果明显;水生植物昼间根系泌氧现象明显,但夜间存在竞争水中溶解氧现象.     

无土栽培植物对农村生活污水的净化特性研究

选取水烛、石菖蒲和黄菖蒲三种挺水植物作为无土栽培系统的培养物,通过动态试验进行农村生活污水处理对比研究。结果表明:相对对照系统,三种植物对农村生活污水均具有较好的适应性,生长量石菖蒲>黄菖蒲>水烛;处理系统对COD、NH+4-N和TN的去除效果依次为石菖蒲>黄菖蒲>水烛>对照;对TP的去除率依次为水烛>黄菖蒲>石菖蒲>对照。同时,通过对处理系统去除氮磷途径的分析,发现植物吸收作用是主要去除方式,沉淀吸附也起着重要的作用。综合三种植物的净化能力,认为石菖蒲更适合无土栽培处理系统。     

空心菜浮床+仿生植物系统对污染物去除效果

通过空心菜浮床,空心菜+仿生植物复合系统以及仿生植物3组不同的水处理系统对城市重污染河道水体主要污染物的去除效果研究,试图阐明浮床+仿生植物复合系统在水质净化中的强化作用。结果表明,空心菜浮床+仿生植物复合系统对污染水体中的TN,NH4+-N,TP,高锰酸盐指数均具有较好的去除效果,相对于单独的空心菜浮床系统,复合系统对TN,NH4+-N,TP以及高锰酸盐指数的去除率提高了28.50%、20.03%、33.43%、18.02%;相对于单独的仿生植物系统,复合系统对TN,NH4+-N,TP以及高锰酸盐指数的去除率提高了14.98%、20.29%、53.38%、26.96%,且其对污染物的去除率远高于对照(p<0.05),表明空心菜生态浮床+仿生植物复合系统可实现对污染水体的强化净化,同时可有效抵抗空心菜植物腐烂对系统带来的冲击,确保复合系统的长期稳定运行。     

接种功能内生细菌对蔬菜亚细胞菲积累的削减作用

蔬菜多环芳烃（PAHs）污染威胁人群健康.通过水培试验,研究了接种具有菲降解功能的植物内生细菌Diaphorobacter sp. Phe15对空心菜及其亚细胞组分中菲积累的影响,揭示了空心菜体内多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）的响应及其与PAHs积累的相关关系.Phe15可定殖在空心菜体内,不同部位菌株Phe15细胞数量表现为根表>根内>茎叶.接种菌株Phe15有效地降低空心菜及其亚细胞组分中菲含量,根部最高降低93.69%,叶部最高降50.26%,亚细胞水平上细胞液中降低最多.接种菌株Phe15提高了空心菜不同部位及其亚细胞组分中POD和PPO活性,且酶活性与菲含量之间呈负相关关系,表明这两种酶活性的提高可降低空心菜体内菲积累.研究结果从亚细胞层面揭示了功能内生细菌削减植物体内PAHs积累的作用规律及机制,为利用功能内生细菌削减作物PAHs污染风险、保障污染区农产品安全等提供了理论依据.     

Novel strategy of nitrogen removal from domestic wastewater using pilot Orbal oxidation ditch

A pilot-scale Orbed oxidation ditch was operated for 17 months to optimize nitrogen removal from domestic wastewater of average COD to total nitrogen ratio of 2.7, with particular concern about the roles of dissolved oxygen （DO）, mixed liquor suspended solids （MLSS） and return activated sludge （RAS） recycle ratio. Remarkable simultaneous nitrification and denitrification （SND） was observed and mean total nitrogen （TN） removal efficiency up to 72.1% was steadily achieved, at DO concentration in the out, middle and inner channel of 0.1, 0.4 and 0.7 mg/L, respectively, with an average M LSS of 5.5 g/L and RAS recycle ratio of 150%. Although the out channel took the major role in TN removal, the role of middle channel should never be ignored. The denitrification potential could be fully developed under low DO, high MLSS with adequate RAS ratio. The sludge settleability was amazingly improved under low DO operation mode, and some explanations were tried. In addition, a scries of simplified batch tests were done to determine whether novel microorganisms could make substantial contribution to the performance of nitrogen removal. The results indicated that the SND observed in this Orbal oxidation ditch was more likely a physical phenomenon.     

偶氮染料4BS光解动力学和总氮脱除的初步研究

采用单独紫外光氧化降解偶氮染料直接耐酸大红(4BS),研究了不同因素对4BS光解效果的影响,并初步考察了光解对4BS溶液总氮的去除效果. 结果表明,单独紫外光氧化法对4BS及溶液中的总氮有一定的去除效果. 在非强碱性条件下,4BS的光解过程符合准一级反应动力学模型. 速率常数随紫外光强的增强而增大,并且与初始ρ(4BS)呈负相关关系. 溶液pH是影响光解反应的重要因素,速率常数随pH升高而增加显著,强碱性条件下光解速率最快. 光解对溶液中总氮的去除分为三步,含氮结构的发色基团易吸收紫外光,在反应初期被降解而生成气态含氮物,生成的中间产物比较稳定,需要经过一段时间的能量积累才能继续降解,从而总氮的去除率再次升高.      

农田排灌水的稳定塘-植物床复合系统处理

采用稳定塘-植物床系统处理农田排灌水,植物床栽植茭草和芦苇.监测结果表明,雨季、旱季平均流量分别为417.1,206.8m3/d,无降雨期间渗漏、蒸发蒸腾损失的水量之和占进水的42.1%～60.5%.系统雨季进水COD、总氮(TN)、氨氮和总磷(TP)平均浓度分别为97.9,8.09,3.38,0.69mg/L,旱季分别为112,7.76,3.78,0.98mg/L.各项污染物平均去除率大于57%.芦苇和茭草的生长速度在5月最大.因植物收割去除的N和P量分别占进水的14.6%和27.1%.从2002年4月~2003年7月湿地截留SS量为297.5m³.     

污染物负荷与组成对潜流人工湿地脱氮效果影响研究

为研究污染物负荷与组成对人工湿地系统脱氮效果的影响,在构建小试湿地试验装置的基础上,使用模拟污水进行了TN去除试验．试验的影响因素包括：水力学停留时间,单一污染物负荷量,P（C）：P（N）,TN组成,有机质（以COD计）-氨氮-硝氮比例等。其中,3种污染物最佳比例试验采用正交试验法进行。停留时间试验、单一负荷试验、p（C）：p（N）试验、TN组成试验得到各自的变化趋势,并能够用人工湿地基本理论解释。正交试验确定的3种污染物的最佳比例质量浓度为：有机质：氨氮：硝氮=20：3：3。结论认为．湿地脱除污染物的不同机理是影响TN去除效果根本原因。氨氮的去除主要是依靠好氧微生物的作用．硝氮的去除则主要依靠反硝化菌的作用．并需要充足的碳源。TN组成问题应综合考虑氨氮和硝氮的负荷总量和水力学停留时间,3种污染物对TN去除影响的主次顺序为：氨氮〉硝氮〉有机质．最优方案的理论TN去除率达到92．26％。此外．可能还存在着其它重要的影响人工湿地TN去除率的因素。     

混合液回流比和碳源对缺氧-好氧生物脱氮系统中NDMA总前体物去除的影响

在缺氧-好氧(A/O)脱氮系统中调节混合液回流比和外加碳源,研究了混合液回流比和不同碳源对低碳氮比城市污水中NDMA总前体物去除效果的影响.实验结果表明提高混合液回流比可以提高A/O系统对NDMA总前体物的去除效果,其作用主要通过影响缺氧池来实现;混合液回流比为400%时,可同时较大幅度提高常规指标和NDMA总前体物的去除率.外加碳源有利于A/O系统中NDMA总前体物的去除,当葡萄糖和蛋白胨作外加碳源时,A/O系统中缺氧池对NDMA的去除起主要作用;当乙酸钠作外加碳源时,缺氧池所起的作用下降;蛋白胨的加入会使进水中NDMA总前体物浓度大幅度增加;综合常规指标和NDMA总前体物的去除效果,选择葡萄糖作外加碳源比较合适.     

高含氮印染废水强化脱氮处理组合工艺

为考察UASB-A/LO/O（缺氧/低氧/好氧）组合工艺的实际应用效果,将该工艺应用到规模为6 000 t/d的实际工程中,考察其对高含氮印染废水处理效果,同时采用微生物高通量测序对A/LO/O工艺中的微生物菌群结构进行解析.结果表明:在前处理废水进水流量为100 m3/h,染色废水进水流量为150 m3/h,同时A/LO/O工艺污泥回流比为50%左右情况下,COD_Cr、NH₃-N和TN的去除率分别达到91.6%、95.5%和73.5%;染色和前处理废水在改良UASB内均实现了高效厌氧氨化,染色废水厌氧出水中ρ（NH₃-N）/ρ（TN）保持在80%以上,前处理废水厌氧出水保持在85%以上;调节UASB运行参数可对VFAs（挥发性脂肪酸）进行有效调控,从而为后段反硝化工艺提供高品质碳源,实现高效脱氮;A/LO/O系统对COD_Cr、NH₃-N、TN有较好的去除效果,其脱氮性能主要靠变性菌门（Proteobateria）发挥作用,该系统中低氧池的微生物种类最为丰富且发生短程硝化反硝化,对污染物去除贡献最大,当低氧池△ρ（COD_Cr）/△ρ（TN）在18.6左右时,TN去除率最高,达到82%.研究显示,该组合工艺对工程中高含氮印染废水的脱氮效果良好.      

不同深度复合垂直流人工湿地脱氮性能比较

设计构建了4套分段式复合垂直流人工湿地(IVCW)柱状模拟系统(总程分别为145,185 cm),针对低C/N型人工污水，研究基质层高、添加活性生物质及进水中氮素组成对该系统脱氮效果的影响。结果表明：当水力停留时间为1 d时，4套系统对总氮(TN)去除率均在30%以上，半程基质层设置为95 cm,不添加活性生物质的HI组对TN去除率最高，达到42%;对NH₃-N、NO^-₃-N的平均去除率分别为20%～48%、21%～66%,而NO^-₂-N在各系统中均发生了不同程度的积累。随着进水中NO^-₃-N占比负荷的增加(从1/7到6/7),其NO^-₃-N去除率整体呈下降趋势，仅HI组去除率变化较其他组更稳定。但IVCW系统加深后，添加活性生物质反而会降低其TN去除效果。IVCW系统第1段，即下行流上层单元对脱氮贡献最大，高达80%以上；不同处理间强化脱氮效果差异虽不显著，但系统后段其脱氮途径间存在一定差...     

UASB-A/O耦合工艺处理高含氮印染废水中试

通过现场中试考察了UASB-A/O耦合工艺分类处理印染废水的效果. 在前处理废水UASB进水流量为0.065 m3/h,染色废水UASB进水流量为0.260 m3/h,同时A/O工艺混合液回流比为200%的情况下,该耦合工艺对印染废水中污染物去除效果最好:最终出水ρ(COD_Cr)<200 mg/L,ρ(NH₃-N)<10 mg/L,ρ(TN)<15 mg/L;染色废水和前处理废水在耦合工艺的UASB段都实现了高效厌氧氨化,染色废水厌氧出水ρ(NH₃-N)占ρ(TN)的比例稳定在80%以上,前处理废水稳定在85%以上,并且在常温厌氧条件下也可以实现较好的氨化效果;通过调整前段UASB的运行参数可有效实现对VFAs(挥发性脂肪酸)的调控,使之为缺氧反硝化提供充足的高品质碳源,以达到高效脱氮的目的;耦合工艺对印染废水中的PVA(聚乙烯醇)有较好的处理效果,UASB段对PVA的去除率在10%~40%之间,A/O段对PVA的去除率稳定在60%以上.      

植物吸收在人工湿地脱氮除磷中的贡献

通过研究人工湿地植物对氮、磷的吸收能力,评价植物吸收在人工湿地脱氮除磷方面的贡献. 结果表明,不同湿地植物其组织中w(TN)和w(TP)差异极显著,湿地植物对TN和TP的吸收量分别为6.1～94.0和0.5～9.0 g/(m2·a). 按全年衡算,湿地植物对TN和TP的吸收量分别占人工湿地TN和TP去除量的0.6%～17.3%和1.4%～41.2%. 但由于湿地植物吸收的TN和TP中有相当一部分是储存在湿地植物的地下部,通过收获植物地上部的TN和TP吸收量仅占人工湿地TN和TP去除量的0.3%～14.1%和0.8%～19.6%. 由此可见,湿地植物的直接吸收在人工湿地系统氮、磷去除中不占重要地位,人工湿地植物的选择和利用应该更注重其间接生态效应的发挥.      

氧化石墨烯强化厌氧氨氧化菌的脱氮性能

采用氧化石墨烯（GO）增强厌氧氨氧化菌的脱氮性能.通过批次试验观察GO对厌氧氨氧化菌的影响,结果表明：当GO浓度为0.15g/L时,厌氧氨氧化菌脱氮性能最好,总氮去除率比无GO的空白组提高18.6%;当GO剂量达到0.2g/L时,厌氧氨氧化菌活性受到抑制,总氮去除率比空白组降低了26.0%.通过对照实验研究GO对厌氧氨氧化菌脱氮性能的长期影响,结果表明：添加GO的R2反应器在每个基质浓度阶段的平均总氮去除率分别为85.3%,83.2%,81.1%,80.8%,均高于未添加GO的R1反应器.对R2反应器周期内脱氮性能进行动力学分析发现,修正的Boltzmann模型和修正的Gompertz模型比修正的Logistic模型更适合描述GO作用下周期内基质去除特性,并且通过模型得到了周期内任意t时刻下的出水总氮浓度和总氮去除率预测公式.