进水方式对序批式深床人工湿地硝化效能的影响

针对现有人工湿地硝化效能低、占地面积大的问题,研究污水处理厂尾水人工湿地高效硝化深度处理技术,采用序批式深床人工湿地反应器(DSCW),考察进水方式及其运行工况对硝化效能的影响。结果表明,进水方式、进水时间和闲置时间对湿地硝化效能影响显著。进水方式采用"连续进水-间歇出水"较连续进出水运行工况NH_4~+-N去除率高39.69%。连续进水时间为5.5 h、7.5 h、11.5 h时,NH_4~+-N去除率分别为81.82%、88.12%、89.91%;闲置时间为0、2 h、4 h时,NH_4~+-N去除率分别为88.12%、94.46%、92.60%。反应器在水温(20±3)℃、负荷35.56 g NH_4~+-N/(m2·d)、连续进水7.5 h-间歇出水0.5 h-排空闲置2 h运行工况下,出水NH_4~+-N为0.91 mg/L,去除率为94.46%,系统NH_4~+-N去除效能大幅提高。     

铵态氮对生物过滤塔甲烷净化性能的影响及其微生物学机理

氮源是生物过滤塔高效稳定净化甲烷(CH4)废气的关键因素,然而关于畜禽养殖废水中铵氮是否可以作为除CH4生物过滤塔氮源以及相应的作用机制尚不明晰。启动并成功运行2个生物过滤塔BF＿no (对照,无氮源)和BF＿A (铵态氮为氮源),比较分析了不同停留时间(EBRT)下,2个生物过滤塔的CH4净化性能,并采用宏基因组技术解析了铵态氮影响生物过滤塔CH4净化性能的微生物学机理。结果表明,生物过滤塔BF＿A的CH4去除性能优于生物过滤塔BF＿no,当EBRT为44 min时,BF＿A的CH4去除效率稳定在80%以上,而生物过滤塔BF＿no的CH4去除效率不足70%。宏基因组分析结果表明：BF＿no和BF＿A具有显著不同的微生物群落结构,其中硝化螺旋菌门(Nitrospirae)是生物过滤塔BF＿A中的特有菌属。生物过滤塔BF＿A中与硝化过程相关的amoA和hao基因,以及与CH4氧化相关的fae、mtdA和fmdA基因相对丰度均显著高于BF＿no (P≤0.05),证明以铵态氮为氮源的生物过滤塔BF＿A中不仅具有较高的硝化能力,还具有较高的CH4氧化能力。本研究结果可为生物过滤法净化畜禽养殖...     

表面活性剂与Pb、Zn协同作用对蚕豆叶细胞的损伤

采用透射电子显微镜及能量发散X-射线微量分析技术,研究了非离子型表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚(AE)与矿山尾砂中高浓度Pb、Zn协同作用对蚕豆叶细胞的损伤.结果表明,高浓度Pb、Zn使蚕豆叶绿体中类囊体解体,嗜锇颗粒的数量和体积显著增加.细胞外间隙和液泡中出现大量的不溶性毛发状晶体.AE与Pb、Zn复合污染时,细胞内膜结构的透性增加,细胞内毛发状晶体扩散到叶绿体、细胞核中.因此,AE可加重Pb、Zn对蚕豆叶细胞的损伤作用,毛发状晶体的形成可能与细胞脱毒有关.     

天然及CaCl2改性沸石对四环素的吸附

通过静态吸附实验研究了水中四环素在天然和CaCl2改性沸石上的吸附行为及机制。实验表明,天然沸石对四环素具有吸附能力,CaCl2改性可以提高沸石对四环素的吸附能力。天然和改性沸石对四环素的吸附符合拟二级动力学模型,颗粒内扩散不是吸附过程的主要控制步骤。Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型可以较好地描述实验所用2种沸石对四环素的吸附行为,D-R等温方程拟合结果显示吸附过程包含离子交换作用。通过对天然和改性沸石吸附四环素前后溶液中主要阳离子浓度变化分析证实了该吸附过程包含离子交换作用。实验研究了pH值变化对沸石吸附四环素的影响,当pH=3～5时,天然和改性沸石对四环素的吸附量均随pH值的增加而急剧下降,而pH=5～10时,天然和改性沸石对四环素的吸附量变化均不明显,推测可能是离子交换作用和化学沉淀吸附作用所致。另外,实验还初步探索了溶液离子强度对沸石吸附四环素的影响情况,随着溶液中Na+和Ca2+离子强度的增加,吸附量先急剧降低随后趋向平稳,进一步说明了沸石对四环素的吸附过程不是由单一机制控制的。     

前期干旱天数对生物滞留系统除氮性能的影响

生物滞留系统是海绵城市建设的优选设施之一,但其对氮素的去除特性受前期干旱天数（ADD）影响较大.通过设计不同ADD（1、2、3、5、7、12和22 d）条件,形成7种恒定干湿交替周期的生物滞留系统,研究ADD对氮素去除性能的影响,并根据不同ADD条件下氮还原酶和微生物种群的空间变化规律,分析ADD对生物滞留系统除氮过程的影响机制.结果表明,生物滞留系统对NH₄⁺-N的去除受ADD影响不显著,但去除率会因填料水力渗透性能和植物生长状况的影响而呈现较大的波动性;当ADD从7 d增至22 d时,NO₃^--N和TN去除率随ADD的增加而减小.ADD在一定程度上影响土壤中硝酸还原酶（NaR）、亚硝酸还原酶（NiR）和羟胺还原酶（HyR）的空间分布;生物滞留系统中氮素转化过程受淹没层含水率调控,且NO₃^--N可通过淹没层中氮还原酶的次第催化还原作用发生硝酸盐异化还原成铵（DNRA）,进而影响NH₄⁺-N的去除.ADD会显著改变土壤微生物群落结构及其空间分布,影响系统对不同形态氮的综合去除能力.其中,较短ADD（1~5 d）条件下,具反硝化能力的Firmicutes为优势菌门,其优势菌属Clostridium_sensu_stricto_1还具有DNRA功能.结果证实,恒定干湿条件下ADD对生物滞留系统中氮素的去除能力、氮还原酶活性以及微生物种群结构空间变化存在一定的影响.     

天然及CaCl_2改性沸石对四环素的吸附

通过静态吸附实验研究了水中四环素在天然和CaCl2改性沸石上的吸附行为及机制。实验表明,天然沸石对四环素具有吸附能力,CaCl2改性可以提高沸石对四环素的吸附能力。天然和改性沸石对四环素的吸附符合拟二级动力学模型,颗粒内扩散不是吸附过程的主要控制步骤。Freundlich和Dubinin-Radushkevich（D-R）等温吸附模型可以较好地描述实验所用2种沸石对四环素的吸附行为,D-R等温方程拟合结果显示吸附过程包含离子交换作用。通过对天然和改性沸石吸附四环素前后溶液中主要阳离子浓度变化分析证实了该吸附过程包含离子交换作用。实验研究了pH值变化对沸石吸附四环素的影响,当pH=3～5时,天然和改性沸石对四环素的吸附量均随pH值的增加而急剧下降,而pH=5～10时,天然和改性沸石对四环素的吸附量变化均不明显,推测可能是离子交换作用和化学沉淀吸附作用所致。另外,实验还初步探索了溶液离子强度对沸石吸附四环素的影响情况,随着溶液中Na＋和Ca2＋离子强度的增加,吸附量先急剧降低随后趋向平稳,进一步说明了沸石对四环素的吸附过程不是由单一机制控制的。