沼液SBR处理出水养殖螺旋藻

养猪沼液氮磷等营养物质丰富,可作为廉价的螺旋藻培养基,但其成分复杂,尤其是高氨氮等因素严重抑制螺旋藻的生长.采用序批式生物反应器(sequencing batch reactor,SBR)降低沼液中的氨氮浓度,通过改变进水中化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)与总氮(total nitrogen,TN)的比值,研究了沼液中的亚硝态氮及硝态氮的保留情况,为螺旋藻生长提供氮源.通过对比螺旋藻在不同工况出水中的生长情况,以及氮元素的保留情况,筛选出最佳SBR工况.摇瓶试验结果表明,当进水COD/TN=3.0,出水中氨氮、硝态氮、亚硝态氮浓度分别为51.2、91.6、213.1 mg·L~(-1),此时螺旋藻具有较快生长速率,产率达到0.084 g·(L·d)~(-1).在此基础之上,通过放大螺旋藻培养规模至120L,研究了螺旋藻在室外大棚中的生长情况及螺旋藻对沼液中氮、磷元素的去除,结果表明螺旋藻在室外依然生长良好,培养10 d后,产率为(0.075±0.003)g·(L·d)~(-1),螺旋藻蛋白含量达到60%左右,养殖出水中氨氮去除率达到99%.     

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.     

生物膜贴壁培养小球藻净化猪粪沼液废水的效果

微藻处理猪粪沼液废水是一项污水资源化生物技术.本文以小球藻为研究对象,通过贴壁培养方式,对稀释不同倍数的猪粪沼液废水进行净化处理同时提取藻细胞油脂,旨在探究小球藻贴壁培养处理猪粪沼液废水的效果,分析小球藻耐受猪粪沼液废水的氨氮浓度.将猪粪沼液废水分别稀释1倍(原水)、2倍、5倍、10倍制成培养基.测定贴壁培养小球藻对各处理组猪粪沼液废水中COD、氨氮、总氮、总磷的去除效率及对重金属铜、锌、铁的富集效果,同时探究小球藻的油脂合成情况.结果表明,当猪粪沼液废水稀释5倍时,贴壁小球藻对COD、氨氮、总氮、总磷的净化效果最佳,其去除效率分别为:86.8%、94.1%、85.2%、84.3%;油脂含量高达32.7%;对重金属铜、锌、铁的去除效率分别为:72.9%、70.0%、73.0%;培养一个周期结束时生物产率达到4.21 g·(m~2·d)~(-1).该研究将微藻与难处理的猪粪沼液废水深度净化进行了有效的结合,为实现藻类生物燃料工艺生产及降低废水处理成本提供理论基础.     

地下渗滤污水处理系统的氮磷去除机理

对地下渗滤系统处理生活污水的氮磷去除机理进行了研究.结果表明,在2cm/d的水力负荷下,系统对氨氮、COD、总磷的去除率可达到90%以上;出水中氨氮、COD、总磷分别低于0.2,30,0.025mg/L;系统对总氮亦有良好的去除效果,达63.5%.强化布水措施可以有效地提高系统对污染物质的去除率.地下渗滤系统中通过硝化、反硝化作用可以去除约50%的进水总氮,是地下渗滤系统去除氮的主要途径.改善条件以促进反硝化反应是提高地下渗滤系统总氮去除率的关键.土壤吸附与沉淀作用是地下渗滤系统去除磷的主要途径.     

微藻对海水养殖循环水高效碳氮磷一体化去除的研究

海水养殖循环水高盐分和波动的低碳氮比造成水处理困难和亚硝酸盐累积,影响循环水处理利用,其排放造成受纳海域生态环境破坏.本研究采用混合营养型钝顶螺旋藻结合膜光合反应器（MPBR）考察碳氮比对海水养殖循环水碳、氮、磷一体化去除效率及藻生物质产量的影响.结果表明,在原水碳氮比为5时,钝顶螺旋藻可实现碳、氮、磷高效一体化去除,出水COD低于20 mg·L^-1,满足《海水养殖水排放要求》（SC/T 9103—2007）一级标准,总氮和总磷浓度均满足二级标准.提高碳氮比有利于钝顶螺旋藻的生长、油脂累积和氮磷的去除,碳氮比为1~10时藻体内油脂含量由14.9%增到19.3%.钝顶螺旋藻膜光合反应器（MPBR）运行数据表明,聚偏二氟乙烯（PVDF）膜和无纺布生物膜均可高效稳定地截留微藻,稳定运行期出水COD、总氮和总磷浓度均满足《海水养殖水排放要求》（SC/T 9103—2007）二级标准,且均无亚硝酸盐累积.无纺布生物膜光合反应器COD去除效率（93.2%）和藻体的多糖含量（98.1 mg·g^-1）显著高于PVDF膜反应器（85.2%和70.4 mg·g^-1）,膜通量也较低,膜污染较轻.本研究中钝顶螺旋藻结合无纺布动态生物MPBR不仅实现了海水养殖循环水高效的碳、氮、磷同步去除,无亚硝酸盐累积,并可稳定收获生物质资源,为海水养殖循环水高效、安全处理和资源化利用提供依据.     

地下土壤渗滤沟的工艺构造对氮磷去除的影响

通过对比标准型、深型及浅型毛细管这三种不同构造的地下土壤渗滤沟去除模拟农村生活污水氮磷的效率,讨论了渗滤沟构造对氮磷去除效果的影响。结果表明,三种渗滤沟对氨氮、总氮和总磷的去除率均分别可达95%、80%、90%以上。毛细管型构造渗滤沟在布水均匀性、稳定性及氮、磷去除效果等方面均优于标准型构造的渗滤沟。     

湿地塘对富营养化河道的处理效果分析

由于城市化的加剧导致水体富营养化程度日益增加,对水体生态系统的结构和功能产生了显著影响,因此改善和修复富营养化水体对水环境保护具有重要意义。利用农业区内废弃的养殖塘,构建湿地塘处理直湖港支流富营养化河道,探讨了该措施对水体中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)及高锰酸盐指数的季节性去除效果。工程运行结果表明:湿地塘对NH3-N的去除率,夏季为74.2%~84.6%,秋季为75.1%~83.6%,冬季为36.9%~45.2%;对TN的去除率,夏季为68.0%~75.0%,秋季为70.4%~74.3%,冬季为39.0%~48.5%;对TP的去除率,夏季为57.1%~63.7%,秋季为55.4%~67.4%,冬季为40.7%~53.1%;对高锰酸盐指数的去除率,夏季为49.3%~54.7%,秋季为44.9%~57.5%,冬季为36.1%~43.9%。以上结果说明,通过深度及结构控制构建的湿地塘对河水中产生富营养化的水质具有较好的处理效果。     

盐度与水位双重波动对芦苇去除水中氮磷的影响机理

芦苇广泛分布于我国西北地区,具有净化水体氮磷的作用.西北地区的河湖补水导致盐度和水位波动,但是现有研究难以明确盐度与水位双重波动对芦苇去除水体中氮磷的影响.该试验设置3个不同的水位及盐度波动梯度,通过试验分析揭示水位与盐度波动对芦苇脱氮除磷过程的联合影响.结果表明：(1)低频盐度上升(每3 d上升100 mg/L)有利于芦苇对水体中总氮、总磷和氨氮的去除,而高频盐度上升(每3 d上升200 mg/L)不利于其去除.水位下降(每3 d下降2 cm)有利于氨氮的去除,低频水位上升(每3 d上升2 cm)有利于总氮的去除,而高频水位上升(每3 d上升4 cm)则对氨氮和总氮的去除起到抑制作用,主要是由于高频水位上升可降低水体溶解氧浓度.(2)沙湖水位及盐度波动导致芦苇根长增加0.2～2.8 cm,说明现有补水过程并未影响芦苇生存.(3)尽管低频盐度上升和水位下降促进了芦苇对氮磷的直接吸收,但并非水体中氮磷去除的最佳条件,原因是芦苇直接吸收并非氮磷去除的主要过程.为达到保障水质的目的,水位与盐度的调控应优先达到微生物生长的适宜条件.(4)AMOS结构方程模型和双因素方差分析得出盐度与水位的双重...     

滨海区芦苇和香蒲耐盐碱性及除氮磷效果对比研究

滨海河口区水体盐碱含量高,生态景观萧条,亟需筛选既能耐盐碱又能有效去除氮磷的植物.通过水培实验研究了盐碱胁迫下,芦苇、香蒲的耐受性及对水体中氮、磷的去除率.结果表明,芦苇至少能够耐受10‰的盐度和高达8.5的p H,香蒲能耐受的盐度为7.5‰、p H为8.0,结合生长、生理指标(叶片相对电导率、脯氨酸、叶绿素和根系活力)的变化,芦苇耐盐碱性强于香蒲;盐胁迫下,芦苇对氨氮去除率相对较高,由于香蒲生物量较高,对硝氮、总磷去除效果好,分别比芦苇高2.5%、7.3%,对总氮去除两者相当;碱胁迫下,芦苇耐碱性较强,对氨氮、总磷的去除效果较香蒲稍好,而香蒲对总氮的去除率比芦苇高8.2%.综上所述,芦苇、香蒲可作为修复滨海高盐碱水体生态景观的备选植物.     

潜流湿地植物优选及对总磷日均去除负荷研究

以5种人工湿地常用植物芦苇、香蒲、菖蒲、水葱和黄花鸢尾为研究对象,利用静态污水水培试验,通过对比每种植物3 d内对氮、磷的去除率,确定适宜的潜流湿地品种为芦苇和香蒲,芦苇对氨氮、总氮和总磷的去除率分别为30.2%、18.4%和29.2%,香蒲对氨氮、总氮和总磷的去除率分别为25.1%、15.4%和29.2%。并且分析每种植物的总磷日均去除负荷量,芦苇和香蒲的总磷日均去除负荷量为70 mg/(d·m2),试验结果对工程设计具有参考价值。     

生态工程综合治理系统对农业小流域氮磷污染的治理效应

以典型农业小流域——开慧河流域源区为研究对象,基于研究区农业面源污染的主要排放特征,建立以生态湿地为主的小流域面源污染生态工程综合治理系统,重点探讨其对水体氮磷污染物的去除效果.结果表明,畜禽养殖业是开慧河流域源区水体氮磷污染物的主要来源,需要重点防控.组合生态湿地处理工程对农村分散式生活与养殖混合废水总氮(TN)、总磷(TP)的平均去除率为87. 1%和90. 9%;多级人工湿地拦截工程对农田排水与分散式养殖混合废水TN、TP的平均去除率为85. 7%和84. 9%;景观型生态湿地净化工程对末端汇水区水体中TN、TP的去除率在27. 1%～67. 4%和13. 3%～81. 5%之间.整个生态工程综合治理系统对流域TN和TP污染物的总拦截量分别为5 292 kg·a~(-1)和1 054 kg·a~(-1),占研究区农业面源TN、TP总污染负荷的35. 3%和43. 6%.因此,构建的生态工程综合治理系统对流域农业面源氮磷污染具有较好的治理效应,适合在我国南方小流域水环境治理中推广应用.     

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.      

温度及碳源对NPR工艺脱氮除磷效果的影响

在NPR中试基础上研究了温度和碳源对脱氮除磷效果的影响.结果表明:低温影响污泥沉降性能,低温下有机物的去除更容易受到有机负荷的影响.温度对生物去除SS,COD_Cr和TP的效果影响不大,对氨氮及TN的去除效果影响比较明显,在温度由8 ℃上升到26℃的过程中,氨氮及TN去除率分别由16%和18%上升到84%和69%.控制系统在合适的温度范围内能够实现较好的脱氮除磷效果.外加碳源有助于脱氮效率的提升,20 ℃下碳氮比(ρ(C)/ρ(N))由5提高至8时,TN去除率由57%提高至66%,对除磷效果影响则不明显.      

分流比对土壤渗滤系统脱氮效果的影响研究

针对污染物浓度较高的养猪废水,开展了不同分流比条件下土壤渗滤系统处理效果的对比研究,并分析了分流比对系统中脱氮微生物数量及氧化还原电位(ORP)变化的影响.试验结果表明,分流比对土壤渗滤系统的脱氮效果影响较大,而对COD、TSS和TP的去除效果无明显影响,当水力负荷(HLR)为0.01m3·m-2·d-1且分流比为1∶2时,系统对TN的去除效果最好,平均去除率达80.20%,而对其他污染物的平均去除率均可达90%以上;分流比可影响土壤渗滤系统中脱氮微生物的数量,分流比的增大可促进系统中反硝化细菌数量的增加,强化系统的脱氮效果;另外,分流比还可影响系统填料层中ORP的变化.因此,根据系统进水水质选择合适的分流比,是强化土壤渗滤系统脱氮效果的关键因素.     

A/O生物脱氮工艺处理生活污水中试(二)系统性能和SND现象的研究

应用A/O中试装置处理实际生活污水,研究了低DO浓度下系统对有机物、氨氮和总氮的去除效果.研究结果表明,低DO浓度下COD和氨氮的平均去除率分别为85%和92%.由于进水C/N比仅为2.93,总氮平均去除率仅为64%,但提高亚硝酸氮积累率可以提高总氮去除率,当亚硝化率从15%增加到85%,总氮去除率将增加12%.氨氮去除率和硝化速率、总氮去除率具有较好的相关性.维持低DO浓度可以实现亚硝酸型同步硝化反硝化反应,基于氮的物料平衡可知它占系统总氮去除率的5%～12%,增加DO浓度将破坏同步硝化反硝化(SND)现象.     

多种湿地植物组合对污水中氮和磷的去除效果

通过室内静水实验,研究了再力花(Thalia dealbata)、鸢尾(Iris tectorum)、菖蒲(Acorus calamus)、茭白(Zizania aquatica)、睡莲(Nymphaea tetragona Georgi)、大聚藻(Myriophyllum aquaticum)、马蹄莲(Zantedeschia aethiopica Spreng)7种不同生态型的湿地植物进行镶嵌组合后各组合对水体中氮、磷的去除效果.结果表明,不同生态型的湿地植物组合对污水中氮和磷的去除效果较好,8种组合中对总氮和氨氮去除效果最好的组合为睡莲+再力花(S+Z)和睡莲+马蹄莲+茭白+菖蒲(S+M+J+C),最大去除率分别为92.29%和95.50%.对总磷的去除效果最好的组合为睡莲+再力花+鸢尾(S+Z+Y),较无植物对照组的最大净化率提高了43.73%.不同水生植物组合后对氮、磷的净化效果差异较小,种湿地植物组合对总氮、氨氮和磷的去除率范围分别为83.19%～92.29%、86.50%～95.50%和85.67%～99.87%.运用隶属函数进行综合评价,筛选出对污水中氮和磷净化能力较强的组合为:睡莲+再力花(S+Z)、睡莲+马蹄莲+茭白+菖蒲(S+M+J+C)、睡莲+再力花+鸢尾(S+Z+Y)及睡莲+再力花+茭白+菖蒲(S+Z+J+C).     

湖滨带不同植物群落对水体氮磷净化效果的研究

为了研究湖滨带不同植物群落对水体氮磷的净化效果,选取芦苇（Phragmites australis）、荇菜（Nymphoides peltatum）、苦草（Vallisneria natans）、黑藻（Hydrilla verticillata）、马来眼子菜（Potamogeton wrightii Morong）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）和狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）7种常见植物作为研究对象,构建自然式（NSC）、逆序式（RSC）和芦苇（PAC）3种不同植物群落以及空白对照（CK）,通过野外模拟试验进行水质净化研究,观测不同植物群落对水体总氮（total nitrogen,TN）、总磷（total phosphorus,TP）和氨氮（ammonia,NH₄+-N）的净化效果.结果表明:①湖滨带植物群落对水体氮磷的净化能力存在明显的周期性,净化能力与其自身的生长周期及温度密切相关.②RSC去除水体TN速率较快的时间是6—7月和11—12月,NSC是6—7月、8—9月和11—12月,PAC是8—9月和11—12月;NSC、RSC和PAC去除水体NH₄+-N和TP速率较快的时间基本一致,均是6—7月.③植物群落能有效提升湖滨带对水体氮磷的净化效果,至试验结束,3种植物群落处理对水体TN、NH₄+-N和TP的去除率分别为53.37%~61.13%、71.36%~77.67%、70.45%~74.60%,去除贡献率分别为7.47%~15.23%、12.42%~18.73%、4.90%~9.05%;不同植物群落处理去除氮磷能力依次为RSC>NSC>PAC.④RSC对水体TN、NH₄+-N、TP的去除率显著高于（P < 0.05）空白对照（CK）.研究显示,多种植物群落（RSC、NSC）较单一植物（PAC）具有更强的净化能力,相同植物不同的排序方式（RSC、NSC）对水体氮磷的净化效果存在差异,因此在实际水体修复过程中可以考虑对不同类型植物搭配组合以及调整排序方式以提升对污染水体的修复效果.      

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.     

Contaminant removal from low-concentration polluted river water by the bio-rack wetlands

The bio-rack is a new approach for treating low-concentration polluted river water in wetland systems. A comparative study of the efficiency of contaminant removal between four plant species in bio-rack wetlands and between a bio-rack system and control system was conducted on a small-scale (500 mm length × 400 mm width × 400 mm height) to evaluate the decontamination effects of four different wetland plants. There was generally a significant difference in the removal of total nitrogen (TN), ammonia nitrogen (NH₃-N) and total phosphorus (TP), but no significant difference in the removal of permanganate index (COD_Mn) between the bio-rack wetland and control system. Bio-rack wetland planted with Thalia dealbata had higher nutrient removal rates than wetlands planted with other species. Plant fine-root (root diameter ≤ 3 mm) biomass rather than total plant biomass was related to nutrient removal efficiency. The study suggested that the nutrient removal rates are influenced by plant species, and high fine-root biomass is an important factor in selecting highly effective wetland plants for a bio-rack system. According to the mass balance, the TN and TP removal were in the range of 61.03--73.27 g/m² and 4.14--5.20 g/m² in four bio-rack wetlands during the whole operational period. The N and P removal by plant uptake constituted 34.9%--43.81% of the mass N removal and 62.05%--74.81% of the mass P removal. The study showed that the nitrification/denitrification process and plant uptake process are major removal pathways for TN, while plant uptake is an effective removal pathway for TP.