蜘蛛兰去除不同程度富营养水体中氮磷及抑藻效应简

研究了蜘蛛兰在不同程度富营养化水体中对氮、磷的去除和对藻类的抑制效应。结果表明,蜘蛛兰在3种不同程度富营养化水体中均能正常生长,且对富营养水体中的氮、磷和叶绿素a浓度均表现出良好的净化去除效果。在45 d的实验中,3种不同程度富营养水体的TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N和TP浓度分别由初始的3.69~25.65、2.79~21.14、0.75~3.57和0.14~1.23mg/L降至1.25~18.99、1.08~16.03、0.18~1.39和0.06~0.77mg/L,在3种不同程度富营养水体中植物的平均生物量累积增长率分别为40.98% 、64.41% 和95.08%。实验各处理组富营养化水体中的叶绿素a浓度及荧光参数短期内都显著下降,而各对照组中则较稳定或略有下降。蜘蛛兰不仅可以净化富营养水体中营养元素,且对水体中藻类的生长有明显的抑制作用,其在水体生态修复工程中具有良好的应用前景。     

生物质利用方式对富营养水体中碳氮磷含量及其比例的影响

生物质常被添加至富营养水体中以调节碳氮比(C/N),促进脱氮,但不清楚生物质的粒径和投加方式对富营养水体中营养物质浓度和比例的影响。通过机械粉碎制得20~40、40~80、80~160目稻壳颗粒,并选取直接投加和无纺布包裹投加2种投加形式,以不添加稻壳或无纺布包裹砖块作为对照组。以超纯水为水样研究不同粒径和投加方式下稻壳的3 d碳氮磷释放特性;以成都市府河下游河段水样为研究对象,考察了不同粒径和投加方式下稻壳的21 d静态脱氮特性。结果表明,在超纯水中,稻壳释放出COD_Mn(5.5~16.5 mg·L⁻¹)、TP(0.18~0.45 mg·L⁻¹)、TN(0.39~0.95 mg·L⁻¹)、COD_Mn/TN(8.5~19.7)、COD_Mn/TP(27.9~37.5),前四者均呈现出80~160目>40~80目>20~40目的规律,仅COD_Mn和COD_Mn/TN呈现直接投加>无纺布包裹投加的规律。在静态脱氮实验中,21 d后,添加了稻壳的水样COD_Mn含量由28.1 mg上升至71.7~143.0 mg,TP含量由1.2 mg下降至0.2~0.5 mg,COD_Mn/TN由0.9上升至8.5~16.5,COD_Mn/TP由24.2上升至170以上,这4个参数的变化情况与稻壳的碳氮磷释放规律相同;TN含量由30.04 mg下降至7.64~8.68 mg,低于对照组(13.2~13.9 mg),但粒径和投加方式仅对实验初期水中氮的存在形态有影响。粒径决定稻壳的比表面积,投加方式决定稻壳的间隙,并影响微生物的附着效果,进而影响稻壳的碳氮磷释放效果。在实际应用时可根据情况,采用不同的生物质粒径和投加方式,以调节水中营养物质浓度和比例。     

小型富营养水体光合有效辐射衰减特性分析

以小型富营养水体上海崇明中心湖为研究对象,分析了春、夏、秋、冬4季典型晴朗日光合有效辐射(PAR)衰减规律.结果表明,中心湖PAR衰减系数(Kd)变动范围为2.46～13.74 m<'+1>,具有明显的季节变化;冬季Kd相对最小,Kd变动范围为2.46～4.10 m-1;秋季Kd相对最大,Kd变动范围为9.56～13.74 m-1.中心湖Kd与溶解性有机碳(DOC)、悬浮颗粒物(SS)和叶绿素a(Chl-a)浓度间满足以下关系:Kd=0.94+0.29cDOC+0.039cSS+32.5c,其中cDOC为DOC质量浓度,Mg/L;cSS为SS质量浓度,mg/L;cChl-a为Chl-a质量浓度,mg/L.影响PAR衰减的主要消光因子是DOC和SS,渔业养殖是造成中心湖DOC、SS浓度高的主要原因.     

不同水生植物对富营养化水体净化和温室气体排放的影响

水体富营养化和温室效应均是目前较为严重的环境问题。已有的水生植物净化富营养化水体研究主要侧重于净化效果,较少研究其净化过程中温室气体的排放特征,更忽略了水生植物对富营养化水体的减污降碳协同治理效果。基于此,通过人为添加氮磷模拟富营养化水体,将水生植物——水竹(Phyllostachys heteroclada Oliver)、竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)、黑藻(Hydrilla verticillate(L.F.) Royle)、铜钱草(Hydrocotyle vulgaris L)、纸莎草(Cyperus papyrus Linn)和黄花水龙(Ludwigia peploides subsp.stipulacea(Ohwi) Raven)设置5个试验组及1个空白组,研究不同水生植物及其组合对富营养化水体的净化效果和温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)排放特征。结果表明：1)在富营养化水体净化过程中,各试验组在净化第15天基本上能把水体净化完全。2)净化第15天时,水-气界面CO     

鸢尾和菖蒲不同器官对富营养化水体中氮磷的积累效应

将鸢尾和菖蒲种植在椰丝基质上并放入富营养化的水塘中,实验在自然条件下进行.分别测定鸢尾和菖蒲的根、茎、叶不同器官中氮、磷的含量和植物种植期间生物量的变化状况.结果表明,植物根、茎、叶对氮、磷的积累量有显著差异,叶是两种植物积累氮、磷的主要器官;叶中的氮、磷积累量在实验后期,即11月中下旬时达到峰值;菖蒲各器官氮、磷含量均高于鸢尾,但是单株鸢尾对氮、磷的积累量比菖蒲大.     

不同投加密度的霍甫水丝蚓对穗花狐尾藻化感抑藻效应的影响

利用沉水植物释放化感物质抑制水体中蓝藻生长是目前生态安全性极高的抑藻手段。穗花狐尾藻已被证实具有抑藻作用,为此,从外在生物作用可能会对沉水植物抑藻产生影响的角度出发,选用霍甫水丝蚓和穗花狐尾藻、铜绿微囊藻(FACHB-524)为研究对象,以低、中、高密度霍甫水丝蚓与穗花狐尾藻进行共培养,同时设置对照组(无霍甫水丝蚓投加即零密度组),并以蒸馏水代替种植水为空白组;对穗花狐尾藻种植水进行抑藻效应测定,对比分析了各组铜绿微囊藻的藻密度、SOD酶活性、MDA含量、叶绿素-a含量的变化。结果表明：处理组的抑藻效应显著高于对照组,霍甫水丝蚓对穗花狐尾藻的促进作用与霍甫水丝蚓密度相关,且霍甫水丝蚓对穗花狐尾藻化感抑藻效应存在一个最佳密度。不同密度(低、中、高)的霍甫水丝蚓的存在均可增强穗花狐尾藻化感作用。其中中密度组最为显著,其抑藻率最高可达到62.22%,各处理组叶绿素-a含量下降,中密度组最为显著。对藻细胞的生理指标进行分析,发现处理组中SOD 活性先升后降、MDA含量持续升高,化感物质造成藻细胞活性氧的过量积累可能是导致其死亡的直接原因。     

固载型TiO2光催化反应器对富营养水体杀藻作用研究

以泡沫镍作为载体,利用电沉积技术将纳米TiO2负载在泡沫镍上,制成固载型TiO2光催化反应器。研究表明,经过光催化反应器处理的富营养水体,30 h内叶绿素a由96.2 mg/m3降至2.2mg/m3,下降率达97.6％,而未负载纳米TiO2普通泡沫镍材料,在同样光强的紫外灯照射下,叶绿素a下降率为74.3％,表明紫外光照射虽然也具有一定的杀藻功能,但是光催化反应才是藻类被杀灭的主要原因。利用9.54 m3景观喷水池进行杀藻中试,光催化反应器也同样表现出优异的杀藻性能,12 d内叶绿素a由18.7 mg/m3降至1.9mg/m3,下降率达到89.8％,水体由浓绿变为清澈见底,这表明光催化反应器具有很强的杀藻能力,通过有效杀灭富营养水体中藻类、控制藻类基数,对应急处理城市景观水、湖泊等富营养水体和突发性藻华,提高生物-生态法处理效率,改善城市水环境具有十分重要的意义。     

底泥-苦草系统对景观水体氮磷的去除效果及其中微生物群落的结构变化

底泥-沉水植物-微生物系统在景观水体氮磷消减过程中有关键作用。为缓解底泥氮磷释放压力并探究底泥改造材料的选择与氮磷去除效果之间的联系,选用石灰石、白云石和蓬莱镇组紫色母岩作为改造材料,构建水-底泥-苦草系统,结合水体元素质量浓度和微生物群落结构进行分析。结果表明,底泥改造联合苦草 (sediment modification combined with Vallisneria natans,SMVS) 对上覆水体氮、磷的去除效果相较于未改造处理显著提高 (P<0.05) ,蓬莱镇紫色母岩组处理效果最好,对总磷、总氮的去除率分别达到87.06%、80.96%。上覆水悬浮态颗粒物中微生物群落结构发生改变,在门分类水平上, Actinobacteriota、Bacteroidota丰度在不同改造处理中存在显著差异 (P<0.05) ;在属分类水平上,norank_f_norank_o_Chloroplast、Mycobacterium为优势菌属,Mycobacterium在不同改造处理中存在显著差异 (P<0.05) 。冗余分析结果表明Ca、Mg是驱动上覆水氮磷营养盐降低的主要元素。蓬莱镇组紫色母岩作为底泥改造材料对氮、磷的去除效果优于石灰石和白云石,这与向上覆水中释放微量元素含量不同,进而改变了微生物群落结构有关。本研究结果可为景观水体污染底泥的治理提供参考。     

利用微拟球藻去除污水中氮磷及生产富油生物质

为探讨污水深度处理和同步获取产油微藻的可行性,建立光生物反应器,应用微拟球藻去除污水和中水中的氮磷,并分析不同浓度的Fe3+和Zn2+离子对微藻的生长和油脂积累的影响,从而在净化污水的同时培养微藻获得富油生物质。结果表明,该藻对污水氮磷具有较强的去除能力,可在13 d内,去除水体中96%的氨氮和94%的磷,同时化学需要氧量(COD)的去除率可达72.9%。在生活污水中培养至第16天,微藻的细胞密度可达4.55×106 cell/mL。Fe3+浓度对微拟球藻的生长具有显著影响(P6 cell/mL。该研究以中水和生活污水为基质培养微拟球藻,同时获取微藻油脂,为污水中氮磷的去除和能源的同步获取提供了新途径。     

固载型TiO2光催化反应器对富营养水体杀藻作用研究

以泡沫镍作为载体，利用电沉积技术将纳米TiO₂负载在泡沫镍上，制成固载型TiO₂光催化反应器。研究表明，经过光催化反应器处理的富营养水体，30 h内叶绿素a由96.2 mg/m³降至2.2mg/m³，下降率达97.6％，而未负载纳米TiO₂普通泡沫镍材料，在同样光强的紫外灯照射下，叶绿素a下降率为74.3％，表明紫外光照射虽然也具有一定的杀藻功能，但是光催化反应才是藻类被杀灭的主要原因。利用9.54 m³景观喷水池进行杀藻中试，光催化反应器也同样表现出优异的杀藻性能，12 d内叶绿素a由18.7 mg/m³降至1.9mg/m³，下降率达到89.8％，水体由浓绿变为清澈见底，这表明光催化反应器具有很强的杀藻能力，通过有效杀灭富营养水体中藻类、控制藻类基数，对应急处理城市景观水、湖泊等富营养水体和突发性藻华，提高生物-生态法处理效率，改善城市水环境具有十分重要的意义。     

树脂法去除并回收富营养化河涌水中的磷

磷作为一种重要的元素而被广泛应用于农业与工业中,然而磷的过量排放已成为许多封闭半封闭水体富营养化和沿海赤潮频繁发生的原因之一.去除水体中的营养盐特别是磷酸盐,是有效控制水体富营养化的关键.广州市某河涌水含总磷2.6 mg/L,采用并选择DS离子交换树脂对水中磷进行动态吸附和去除,可使水中的磷降至排放标准以内,解决河涌水含磷高的富营养化问题.由DS树脂所吸附的磷,通过淋洗可得到含磷富集液,使磷从水体中完全分离出来并获得回收.DS树脂的再生能力强,经6次吸附-解吸-再生后,树脂对河涌水中磷的去除率仍可达到90％以上.     

刚毛藻对不同形态磷的去除

研究了刚毛藻对不同形态磷源去除效果,并采用3种实际水样考察其对磷的去除率和周期。结果表明,在不同磷源纯培养条件下,刚毛藻能够有效直接去除无机磷和聚合磷酸盐;磷源为有机磷时,刚毛藻优先利用通过微生物分解作用和藻类磷酸酶转化有机磷产生的无机磷。在微生物协同作用下4种形态磷的去除率分别有14.8%~36.29%的增幅。刚毛藻对实际水中磷去除实验结果表明,刚毛藻对大沽河水、砂过滤出水和某污水厂二级出水中磷去除效果明显,3 d总磷去除率分别达到95.70%、95.45%和95.36%。     

纤维直接过滤去除原水藻类

以丙纶丝为滤料 ,以自制转鼓装置对高藻原水进行直接过滤除藻试验。结果表明 ,对Chl a及藻总数的去除率分别为 64 %— 95 % (平均 91% )和 82 %— 96% (平均 92 % ) ,对主要藻种的平均去除率均在 85 %以上 ,除藻效果明显。原水中藻类特征、试验运行工况条件直接影响对藻类的去除效果。筛分截留与吸附 -絮凝是试验装置过滤除藻的主要机理     

壳聚糖-镧改性膨润土的制备及除藻除磷性能

为解决对于富营养化水体同步进行除藻、除磷的问题,采用膨润土作为基质材料,通过壳聚糖和镧进行复合改性处理,制备了壳聚糖-镧复合改性膨润土(CLMB),考察了CLMB的除藻除磷性能及相关的影响因素,并将CLMB用于富营养化水体修复研究。结果表明：制备的CLMB在投加量为50 mg·L⁻¹时,叶绿素a(Chl-a)和浊度去除率分别为95.63%和92.55%;CLMB在pH为4~8及淡水环境下除藻效率较高;CLMB对磷的吸附更适合Langmuir方程和准二级动力学模型,在35 ℃时CLMB对磷的饱和吸附量达到13.46 mg·g⁻¹。CLMB用于富营养化水体修复的结果表明,CLMB具有快速絮凝除藻作用,富营养化水体从修复前的重度富营养化改善至中营养水平,沉水植被得到有效恢复。     

4种固定化藻类对污水中氮的净化能力研究

取培养至对数末期的藻,采用海藻酸钙凝胶包埋固定,对人工污水进行静态模拟净化试验,研究了蛋白核小球藻、鱼腥藻、双对栅藻和突变衣藻4种藻在固定和悬浮状态下,对污水中的氨氮和硝酸氮的净化效率以及藻类的生长特性。结果表明：固定化藻细胞比悬浮态藻细胞具有生长更趋于稳定、藻类的活性保持时间更长的优势。4种藻类中,小球藻和鱼腥藻在污水中的生长状况更好,较适宜采用海藻酸钙凝胶包埋固定化技术。实验第5 d时,固定化小球藻、鱼腥藻、双对栅藻和衣藻对NH₃-N去除率分别为91.9%、84.8%、68.3%和51.2%;对NO^-₃-N的去除率分别为85.1%、100%、96.9%和65.9%。固定化小球藻对NH₃-N的去除效果最好,而固定化鱼腥藻对NO^-₃-N的去除效果最好。因此,小球藻和鱼腥藻更适用于去除污水中的氮,具有很好的应用前景。     

凤眼莲-固定化氮循环细菌联合作用对富营养化水体原位修复的研究

应用生态工程技术和原理,在夏季利用凤眼莲（Eichhornia crassipes Mart.）结合固定化氮循环菌对富营养化水体进行原位修复研究。试验结果表明,凤眼莲+固定化氮循环细菌联合作用和单独的凤眼莲处理对富营养化水体总氮和铵态氮去除之间存在显著的差异,凤眼莲+固定化氮循环细菌联合作用对富营养化水体中总氮和铵态氮的去除率分别达77.2%和49.2%;而凤眼莲处理则分别达73.7%和32.3%;但两者对富营养化水体中硝态氮的去除没有显著差异。接种固定化氮循环微生物有利于水体中Chla、COD_Mn的降低和水体透明度的提高,但两者没有明显的差异。当凤眼莲处理系统接种固定化氮循环细菌时,除了氨化细菌变化不明显外,亚硝化菌,硝化菌,反硝化菌群数量比单独凤眼莲处理系统增加1～1.5个数量级,且接种固定化氮循环细菌还有利于凤眼莲生物量及其体内氮积累量的增加。     

天然黄铁矿的除磷性能

除磷是控制水体富营养化的重要手段。为了考察黄铁矿的除磷特征,采用序批实验,分别研究了反应时间、初始磷浓度和干扰离子（NH4＋、NO3- 和SO24-）对黄铁矿除磷的影响。动力学表明,黄铁矿的除磷过程符合伪二级动力学模型。pH=6．5时,磷的平衡去除量为6．82mg／kg。Langmuir方程能较好描述黄铁矿除磷的吸附等温过程,其磷的饱和吸附量为11．01mg／kg。NH4＋、NO3-和SO24- 对黄铁矿除磷基本没有影响。磷的去除主要是通过铁磷沉淀和铁氧化物及氢氧化物的吸附,去除的磷主要以可被生物利用的Fe、Al-P形态存在。黄铁矿的这些除磷性能和机制对选取黄铁矿作为人工湿地填料实现同步脱氮除磷具有重要指导作用。     

宽叶香蒲表面流人工湿地脱氮除磷效果研究

以运行A/O工艺的生化反应器出水为处理对象,在中试规模上研究了宽叶香蒲表面流人工湿地的脱氮除磷效果及影响因素.结果表明,在工况Ⅰ条件下,COD去除率为43.2%,COD面积负荷去除率为4.79 g/(m2·d),COD面积负荷去除率常数为0.18 m/d,SS、NH4+-N和NO-3-N的去除率分别为41.2%、9.4%、3.4%,TN去除率为11.8%,TN面积负荷去除率为1.36g/(m2·d),TN面积负荷去除率常数为0.04 m/d,TP去除率为30.1%,TP面积负荷去除率为0.29 g/(m2·d),TP面积负荷去除率常数为0.13 m/d;在工况Ⅱ条件下,COD去除率为18.7%,COD面积负荷去除率为1.19 g/(m2·d),COD面积负荷去除率常数为0.06 m/d,SS、NH4+-N、NO2--N、NO3--N的去除率分别为31.6%、29.8%、65.0%,29.2%.TN去除率为31.4%,TN面积负荷去除率为2.33 g/(m2·d),TN面积负荷去除率常数为0.12 m/d,TP去除率为29.4%,TP面积负荷去除率为0.22 g/(m2·d),TP面积负荷去除率常数为0.11 m/d.在COD面积负荷去除率,TN面积负荷去除率、TP面积负荷去除率分别为4.90～9.80、2.76～8.83、0.57～1.39 g/(m2·d),水力停留时间(HRT)为0.4～1.1 d条件下,随HRT,水温、(NO2+-N+NO3--N)/TN的增加,表面流人工湿地的TN面积负荷去除率线性增加.