光照度对水华鱼腥藻细胞比重与藻丝长度的影响研究

为深入探索可获得光资源量(light availability)与水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)浮沉关键因子——细胞比重、藻丝长度,以及水华鱼腥藻沉降损失的关系,开展了纯培养试验.在温度(25±1)℃,光照度分别为100,500,1000,3000,5000lx的条件下,培养时间35d,结果显示:在1~10d内鱼腥藻细胞比重随光照度增大而增大,在10d左右达到最大值,随后各光照组下鱼腥藻细胞比重较稳定且相差不大;光照越强,水华鱼腥藻的藻丝越短,其变化趋势是先增大到最大值再减小;光照越强,水华鱼腥藻的藻丝长度越快增大到最大值;实验结束时高光照度下水华鱼腥藻沉降损失比率较小,均低于10%,低光照下水华鱼腥藻沉降性能较好,最高可达到57.3%.实验结果表明:可获得光资源量下降直接影响鱼腥藻比重和藻丝长度并进一步导致鱼腥藻的沉降损失比率增大,这为持续型垂直混合导致蓝藻消亡的原因提供了新解释.     

造粒合成沸石滤料对污水中磷的净化与回收

以粉煤灰为原料,采用水热合成法制备沸石,造粒后合成沸石填充至滤柱中. 研究了不同运行条件下合成沸石对污水中磷的净化与回收效果. 结果表明:合成沸石对模拟污水和城市生活污水经二级生化处理后的排放水中磷的去除能力相近,且在磷含量低的情况下后者高于前者;与造粒前相比,造粒后的合成沸石仍具有良好的固磷能力. 水力负荷明显影响滤柱中磷的去除效果,其在177.9 L/(m2·h)以下时,磷的去除效果较好. 此外,进水pH也明显影响合成沸石的除磷效果,当进水pH调至酸性或碱性范围时,合成沸石的除磷能力显著提高. 该滤柱能够长期有效地净化与回收污水中的磷,达到饱和时合成沸石的w(磷)达20.04 g/kg(以磷元素计),可实际应用于农田改良.      

基于细胞自身特征的铜绿微囊藻比生长速率预测

生物量累积是水华形成前的一个重要过程,因此研究藻类生长速率的变化对于水华早期预警具有重要意义。通过控制P浓度和光照条件获得了不同的铜绿微囊藻生长性质,研究了细胞自身特征与比生长速率的变化关系。初步建立了基于细胞P含量、细胞碳水化合物含量和细胞体积的比生长速率预测耦合模型。     

粉煤灰吸附去除城市景观水体中磷的初步研究

研究了三种常见的中、低钙粉煤灰的磷吸附特性。研究表明:吸附反应均符合Langmuir方程,吸附容量分别达到20.49、23.15和6.54 mg/g。30min之内均可达到磷吸附平衡,灰水比对磷吸附效果有较大影响。三种粉煤灰对模拟景观水体中磷的去除下限分别为0.02、0.01、0.30mg/L,在此下限以上,随着原水磷浓度的增加,磷的去除率升高,最高可达99.99%;在此下限以下则出现粉煤灰中磷溶出的现象。对城市景观水体的磷吸附实验表明,粉煤灰对总磷(TP)为0.14mg/L、可溶性磷酸盐(DP)为0.02mg/L的轻度富营养化水体中DP没有去除效果。对TP为0.73mg/L、DP为0.40mg/L的重度富营养化水体,DP的去除率分别为77.39%、88.30%和1.98%。实验结果表明,钙含量较高、磷吸附容量大的粉煤灰在处理磷含量相对较高、富营养化较严重的城市景观水体领域有着良好的应用前景。     

污泥臭氧化减量技术的影响因子

采用臭氧作为剩余污泥的细胞裂解剂,并与生物接触氧化工艺相结合进行污泥减量的实验研究,臭氧化后的污泥上清液回流入曝气池与污水合并处理。结果表明:在臭氧投量为0.05kgO3/kgMLSS,臭氧化污泥量为进水量的5%条件下,生物接触氧化系统对SCOD和NH4-N的平均去除率分别为87.06%和84.80%,出水水质同对比实验相当;同时获得了0.054(gMLSS/去除1gSCOD)的剩余污泥产率,与对比实验相比降低了78.4%。     

短时光照对微囊藻细胞比重与胞内糖含量的影响

为深入探索微囊藻细胞内糖及比重在短时间内的变化规律以及对光照强度的响应情况,开展了纯培养实验。在温度25~26℃,光照强度0、1 000、3 000、5 000和10 000 lx条件下培养5 h。结果表明,微囊藻细胞内糖含量和比重随光照时间的变化规律均呈现显著的线性特征,在暗光条件下糖含量和比重随光照时间线性减少,在其余光照强度下随时间线性增加;且两者对光照强度均呈现正响应,即光照强度越大,糖含量和微囊藻细胞比重的增加速率也越大。糖含量和比重之间相关性显著,相关系数均在0.78以上。通过对糖含量和细胞比重的变化同步性和相关性分析,验证了在短时光照条件下胞内糖对细胞比重的调节作用。     

不同电子供体的硫自养反硝化脱氮实验研究

采用硫自养反硝化处理模拟低浓度硝酸盐污染水.分别以单质硫、Na2S和Na2S2O3作为电子供体在3个反应器中连续运行进行脱氮实验,以考察不同电子供体条件下的脱氮效果.结果表明,在进水NO3--N浓度为13 mg.L-1的条件下,以Na2S2O3为电子供体脱氮效果最好,Na2S系统最差;Na2S2O3系统对低温的适应能力最强.20℃以上时,单质硫系统脱氮效率受传质效率和HRT的影响较大,HRT≥2 h时,系统对NO3--N和TN的平均去除率较高,分别为81%和79%,而HRT<2 h时,NO3--N和TN去除率分别降为47%和51%,出水NO2--N无明显积累,平均为0.53 mg.L-1;Na2S系统HRT保持在4 h时,NO3--N和TN的平均去除率分别为47%和41%,出水NO2--N平均质量浓度为0.29 mg.L-1;而Na2S2O3系统的NO3--N和TN平均去除率分别为99%和90%,出水NO2--N平均质量浓度为0.080 mg.L-1,且最短HRT可缩短至0.5 h.分子生物学分析表明,3个系统中存在不同的优势硫自养反硝化菌,单质硫系统中存在脱氮硫杆菌,而Na2S和Na2S2O3系统中得到的反硝化菌基因片段在基因库中尚未找到相似性高的菌种,可能是尚未登记的硫自养反硝化菌新菌种.     

生物活性炭厌氧氨氧化反应器启动过程研究

采用生物活性炭反应器进行厌氧氨氧化启动实验,以考察生物活性炭对该启动过程的加速作用.在3个相同的UASB反应器中接种由厌氧颗粒污泥和厌氧絮状污泥组成的混合污泥,以含NH4+-N和NO2--N的人工配水为进水,连续运行,并分别在反应器运行的第0、33、56 d添加颗粒状活性炭载体.结果表明,第0 d添加载体的反应器在运行90 d后脱氮性能无显著提高,暂停运行1个月后,经过33 d(累计123 d)二次启动成功.而第33 d、56 d添加载体的反应器分别历经49 d、85 d成功启动,实现了厌氧氨氧化反应器的快速启动.3个反应器启动后总氮的平均去除率分别为89.8%、86.7%、86.7%.反应器启动运行过程可分为菌体自溶期、停滞期、活性提高期和稳定脱氮期,最适宜加入GAC载体的时间为停滞期开始之后.     

表面流人工湿地和复合型生态浮床处理污水厂尾水的脱氮性能分析

采用菖蒲型表面流人工湿地和复合型生态浮床净化模拟污水厂尾水,以探究在不同季节、不同进水氮形态下两者的脱氮性能差异;并结合高通量测序技术分析微生物组成,以考察两系统内微生物群落结构特征及功能特征。研究结果显示:植物和水温对系统TN的去除具有显著影响,在夏季表面流人工湿地组和复合型生态浮床组的处理效果明显优于春、秋季,在系统水力停留时间为3 d、水温为(34±2)℃的条件下,两者对TN的去除率分别达到(84. 97±3. 90)%和(82. 23±4. 83)%;进水氮形态对系统的运行效果有显著影响,当水温为(25±2)℃时,进水中ρ(NH+4-N)/ρ(NO_3~--N)=1∶1时,系统对TN的去除负荷达到最大,湿地组为1333 mg/(m~2·d),浮床组为923 mg/(m~2·d),适当提高进水中氨氮的比例有利于植物生态系统中总氮的去除。菌群分类结果表明,两种处理系统均具有很高的细菌多样性,相较于浮床组,湿地组的反硝化菌相对丰度更高,表现出更强的脱氮性能。