固定化藻菌去除海水冲厕污水中氮磷的实验研究

采用海藻酸钠凝胶包埋固定小球藻和活性污泥,对冲厕海水污水（模拟）中的氮磷污染物进行去除实验。结果表明,在藻菌比为2：1,固定化藻菌对氮磷的去除率分别达到95．5％和92．2％。在N／P为10时,固定化藻菌对冲厕海水污水中氮磷的去除效果最好。25～30℃时固定化藻菌对氨氮和磷的去除率最好,温度过高时藻和细菌细胞的活性受到抑制。固定化藻菌体系处理冲厕海水污水的较佳pH范围在6．5～8．5之间。     

水华束丝藻与铜绿微囊藻净化水体氮磷及其脂质积累过程比较

选取水华束丝藻与铜绿微囊藻作为典型水华蓝藻,探索水华蓝藻净化水体及合成生物柴油的潜力.采用氮磷浓度为NH4+-N 7.5 mg/L,PO43--P 1.0 mg/L的模拟污水,重点考察了在光照强度与温度不同的条件下2种微藻对氮磷的去除率,并利用尼罗红荧光染色法测定了微藻中的中性脂含量.结果表明,2种藻对PO43--P的去除率均较高,最高达到98%,对NH4+-N的去除率稍低,最高为52%.水华束丝藻及铜绿微囊藻均具有较强积累中性脂的能力,适宜的温度与光照条件有利于微藻对氮磷的去除及细胞中脂类的积累.2种藻均在光照强度为12 000 lx时中性脂含量更高.水华束丝藻在温度为18~22℃条件下,生长更优,氮磷净化效果较好,中性脂积累能力更强.而铜绿微囊藻在温度为22~26℃时表现更好.     

“菌藻-菌”系统处理高浓度有机废水的研究

在藻菌共生流化床光生物反应器与活性污泥的好氧池相结合形成的"菌藻-菌"系统中,对人工配制的高浓度有机废水进行处理研究。主要研究了不同反应时间下,反应器进水、反应器出水、好氧池出水的DO和CO2的浓度变化情况,以及系统对COD、NH4+-N、PO43--P的去除效果,结果表明:藻菌共生之间的联系在一定程度可以通过系统中CO2和DO之间浓度变化的关系来反映;系统对COD、NH4+-N和PO43--P的去除效果较好,去除率最高可分别达到85.0%、73.1%和83.1%,与单独采用藻菌共生流化床光生物反应器处理相比,分别高出14.8%、7.3%和8.8%。     

改进的硫酸盐-聚乙烯醇法包埋藻菌脱氮除磷研究

采用改进的硫酸盐-PVA固定化法将藻与菌混合固定。在三种不同藻菌比的情况下，固定化系统对氮去除均可达100％，但是去除速度与固定的细菌量有关，细菌量越大，对氮的去除速度越快；对磷的去除随实验进行，最大去除率逐步下降，其下降速度与固定藻的量有关，藻量越大，下降速度越慢。由此说明脱氮的主要贡献者是细菌，而藻对除磷起了主要作用。为达到有效的脱氮除磷，应适当提高固定化藻的浓度，藻菌比应大于2：1。透射电镜照片显示，在聚乙烯醇载体上，藻类的生长没有受到限制。     

牡蛎壳填料浸没式生物滤池的除磷特性

探讨如何提高普通浸没式生物滤池除磷效果为目的，采用牡蛎壳为填料，通过改变水力停留时间来考察牡蛎壳和陶粒两种填料的浸没式生物滤柱对CODMn、NH4^ -N以及PO^3--P的去除特性。结果表明，与陶粒填料相比牡蛎壳填料在对PO4^3--P的去除方面具有明显的优势，牡蛎壳良好的除磷性能主要是通过生物诱导的化学沉淀来实现的。     

藻类生物膜脱氮除磷动力学研究

将水华鱼腥藻附着固定在改性的弹性聚氯乙烯载体表面形成藻类生物膜,用于研究其脱氮除磷动力学过程。保持氮磷比约为11:1,配制NH4+-N和PO43--P初始浓度变化范围分别为4.31~229.91和1.70~69.15 mg/L的模拟废水,在废水pH为6.8~7.2、室温、光照强度3 500 lx、连续光照条件下培养藻类生物膜,利用Michaelis-Menten模型测定产率系数Y、反应速率常数k与半饱和常数Km。结果显示,藻类生物膜对氮、磷的去除速率随着营养物质浓度的升高而增加;与磷相比,藻类生物膜对氮的利用效率更高。藻类生物膜脱氮除磷动力学系数分别为:① N:Y = 0.72(mg/m2 chla)/(mg/L NH4+-N),k=1.24 (mg/L NH4+-N)/((mg/m2 chla)·d),Km=17.88 mg/L;② P:Y = 2.50(mg/m2 chla)/(mg/L PO43--P),k=0.35 (mg/L PO43--P)/(mg/m2 chla)/d,Km=7.29 mg/L。     

聚乙烯醇-海藻酸钠固定铜绿微囊藻对磷的吸附

利用聚乙烯醇与海藻酸钠固定包埋铜绿微囊藻,通过正交实验获得聚乙烯醇溶液浓度、海藻酸钠溶液浓度及铜绿微囊藻液量去除磷的最佳配比,研究溶液起始pH值、反应时间、磷初始浓度对固定化小球吸附磷的影响。结果表明,固定化小球的最佳制备条件为聚乙烯醇质量分数6%,海藻酸钠质量分数0.5%及铜绿微囊藻浓度2×107个/mL;固定化小球吸附磷的最适起始pH值为6～8,吸附达到平衡的时间为9～12 d,初始磷浓度为1.00 mg/L时去除率最高,达到79.19%。     

纳米四氧化三铁作为助凝剂去除水中藻类

在实验室内对使用纳米四氧化三铁(Fe3O4)和纳米γ-三氧化二铁(γ-Fe2O3)作为聚合氯化铝(PACl)的助凝剂去除水体中铜绿微囊藻的效果进行了研究.结果表明,以纳米Fe3O4或纳米γ-Fe2O3为助凝剂,能够降低PACl的投加量,提高沉降速率,进而缩短沉降时间,且对铜绿微囊藻的去除效果明显优于单独使用PACl.在藻浓度为106个/mL的条件下,为了达到相同的除藻效果,单独使用PACl的投量要比同时投加纳米Fe3O4或纳米γ-Fe2O3时多出1倍左右;在不加磁场条件下,要达到同样的处理效果,用纳米Fe3O4或纳米γ-Fe2O3做助凝剂比单独投加PACl节约一半以上的时间;而在加磁场的条件下,用纳米Fe3O4或纳米γ-Fe2O3做助凝剂甚至只需要10 min就能达到比单独投加PACl沉降60 min更高的处理效率.该方法对不同浓度级的铜绿微囊藻都有较好的去除效果,具有一定的实际应用价值.     

不同类型组合与滞留时间下串联型基质床净污效果

研究了不同基质床组合和不同滞留时间下对模拟生活污水的净化效果,并对2个影响因素进行二维方差分析。选取砾石、炉渣和沸石作为级配基质,构建由表流型基质床和潜流型基质床组成的4种三级串联基质床组合,设定污水滞留时间为1、3和5h。结果表明,不同基质床组合的净污效果存在显著性差异,其中由2个表流型基质床和1个潜流型基质床组成的系统对CODMn、NH4＋-N和PO34--P的去除率最高。不同滞留时间的净污效果也存在显著性差异,且污水在系统中滞留时间越长,去污效率越高。尽管不同基质床组合和滞留时间都对CODMn、NH4＋-N和PO34--P去除率有着显著性影响,但基质床组合与滞留时间的交互作用对去除率影响却不显著。     

亚硝化混合菌的固定化及去除河水NH_3-N影响因素

通过比较炉渣、陶粒和沸石3种吸附基质对污染物的吸附去除效果和吸附固定微生物的效果,筛选出廉价易得的炉渣作为载体基质,同时以2%海藻酸钠(SA)和8%聚乙烯醇(PVA)混合溶液作为包埋剂,用吸附-包埋的复合方法固定具有亚硝化功能的混合微生物,并考察了该PVA-SA-炉渣小球去除河水中NH3-N的效果和影响因素。结果表明,当投加比0.45、温度30~40℃、振荡速度150 r/min和初始NH3-N浓度6 mg/L时,微生物可保持较高的活性,经4 h处理,复合固定化颗粒对河水中NH3-N去除率为80%左右。该吸附-包埋固定化方法对于去除NH3-N具有一定的实用意义,也为河流水体净化提供了新的技术参考。     

Effect of immobilized microalgal bead concentrations on wastewater nutrient removal

A unicellular green microalga, Chlorella vulgaris, entrapped in calcium alginate as algal beads were employed to remove nutrients (N and P) from simulated settled domestic wastewater. A significantly higher nutrient reduction was found in bioreactors containing algal beads (at concentrations ranging from 4 to 20 beads ml(-1) wastewater) than the blank alginate beads (without algae). A complete removal of NH(4)(+)-N and around 95% reduction of PO(4)(3-)-P was achieved within 24 h of treatment in bioreactors having the optimal algal bead concentration (12 beads ml(-1), equivalent to 1:3 algal beads:wastewater, v/v). The NH(4)(+)-N removal was significantly lower at low (around 4 beads ml(-1)) and high (>15 beads ml(-1)) algal bead concentrations. On the other hand, the effect of bead concentration on phosphate removal was less obvious, and bead concentrations ranging from 8 to 20 beads ml(-1) showed comparable percentages of phosphate reduction. Algal uptake and adsorption on alginate gels were found to be the major processes involved in the removal of N and phosphate in the present study. In addition, NH(4)(+)-N could be lost via ammonia volatilization while PO(4)(3-)-P was removed by chemical precipitation, as alkaline pH was recorded in the immobilized microalgal treatment system.     

光生物反应器中活性污泥和藻类的共培养及微生物群落分析

利用污水处理厂好氧池活性污泥和来自二沉池壁的藻类构成菌藻生物反应器用以处理实际生活废水,探讨了不同泥藻接种比对废水处理效果的影响,并分析了稳定运行后的微生物群落组成。结果表明：泥/藻质量比为1∶0.75的混合系统对污染物质(COD、TN和TP)的去除效率最高;当HRT为2 d时,按泥/藻质量比为1∶0.75接种的光生物反应器(初始TSS为1.12 g·L−1)在搅拌和太阳光照射的条件下,对${{\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除率可达99.7%,对${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的去除率约为70%。利用高通量测序技术对运行42 d后反应器内(SRT为15 d)的细菌群落进行分析发现,优势细菌为厚壁菌门的微小杆菌属(Exiguobacterium),蓝菌门的光合产氧蓝细菌属(Cyanobium)和变形菌门α-变形菌纲的不产氧光合好氧异养固氮红杆菌属(Rhodobacter),其相对丰度分别为23.32%、15.23%和5.77%。同时,反应器内还存在氧化亚硝酸盐的硝化螺旋菌(Nitrospira),以及除磷的不动杆菌(Acinetobacter)和能进行好氧反硝化的副球菌(Paracoccus),其相对丰度分别为1.19%、0.58%和0.35%。     

Electrochemical oxidation of bisphenol A. Application to the removal of bisphenol A using a carbon fiber electrode

Leachate samples with a high strength of ammonium-nitrogen (NH4+-N) were collected from a local landfill site in Hong Kong. Two experiments were carried out to study (1) the inhibition of microbial activity of activated sludge by NH4+-N and (2) the chemical precipitation of NH4+-N from leachate as a preliminary treatment prior to the activated sludge process. The experimental results demonstrated that the efficiency of COD removal decreased from 97.7% to 78.1%, and the dehydrogenase activity of activated sludge decreased from 9.29 to 4.93 microg TF/mg MLSS, respectively, when the NH4+-N concentration increased from 53 to 800 mg/l. The experiment also demonstrated that the NH4+-N in the leachate can be quickly precipitated as MgNH4PO4 x 6H2O after addition of MgCl2 x 6H2O + Na2HPO4 x 12H2O. The NH4+-N concentration was reduced from 5618 to 112 mg/l within 15 min when a molar ratio of Mg2+:NH+:PO4(3-) = 1:1:1 was used. The optimum pH to reach the minimum solubility of MgNH4PO4 x 6H2O was found to be in the range of 8.5-9.0. Attention should be given to the high salinity formed in the treated leachate by using MgCl2 x 6H2O + Na2HPO4 x 12H2O, which may affect microbial activity in the following biological treatment processes. Using two other combinations of chemicals [MgO + 85%H3PO4 and Ca(H2PO4)2 x H2O + MgSO4 x 7H2O] could minimise salinity generation after precipitation, while they were less efficient for NH4+-N removal.     

氯化亚铁活化过一硫酸盐同步去除氮磷及磷的回收

采用氯化亚铁(FeCl₂)活化过一硫酸盐(PMS)产生硫酸根自由基(${{\rm{SO}}^{\cdot -}_4} $)和氯自由基(Cl·),实现了水中${{\rm{NH}}_4^ +} $、${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的同步无害化去除及磷的回收。研究了Fe²⁺/PMS/Cl⁻体系中的反应机制,考察了PMS浓度、Fe²⁺/Cl⁻、溶液pH、温度、溶液共存${\rm{CO}}_3^{2 - }$浓度及腐殖酸(HA)浓度等条件对反应体系的影响。结果表明：当溶液pH为4.0、PMS投加量为20 mmol·L⁻¹、Fe²⁺/Cl⁻摩尔分数为1/12时,反应30 min后,溶液中的${{\rm{NH}}_4^ +} $去除率高达100%且以氮气(N₂)形式实现${{\rm{NH}}_4^ +} $无害化去除;${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的去除率也高达100%且以磷酸铁(FePO₄)沉淀形式被回收;随着PMS浓度、Fe²⁺/Cl⁻以及温度的升高,Fe²⁺/PMS/Cl⁻体系中,${{\rm{NH}}_4^ +} $去除率逐渐增大,但对${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的回收无明显影响;溶液中${\rm{CO}}_3^{2 - }$和HA的存在对${{\rm{NH}}_4^ +} $去除有抑制作用。通过自由基淬灭实验和ESR分析证明,${{\rm{SO}}^{\cdot -}_4 }$和Cl·在Fe²⁺/PMS/Cl⁻体系中起主要作用。本研究结果可为氮磷废水的处理及磷回收提供参考。     

水生蔬菜型湿地植物对氮、磷营养盐的吸收动力学

采用改进的常规耗竭法研究了6种蔬菜型湿地植物根系对氮、磷营养盐的吸收特征及差异。这6种植物根系对NH4+-N、NO3--N和H2PO4-的吸收动力学特征均可采用Michaelis-Menten方程描述。结果表明：不同植物对氮、磷的最大吸收速率Imax和最小亲和力Km有显著差异。6种植物对NH4+-N的吸收速率最大,对H2PO4-的亲和力常数较小,所以当水体中氮、磷浓度较低时,优先选择吸收磷,但对铵态氮的吸收速率最快。通过对6种植物根系吸收氮、磷的最大吸收速率Imax和亲和力常数Km的比较可知,空心菜根系拥有最大的Imax和最小Km,说明空心菜能够适应任意浓度的水体净化,芋头Imax较低而Km较大,说明芋头不适宜作为生态修复植物;韭菜适合高氮、磷水平的水体净化,可用作水体修复中的先锋植物,生菜适合低氮、磷水平的水体净化;雪里蕻适宜用于低P、低NH4+-N、高NO3--N水体修复,金花菜则是对高P、高NH4+-N、低NO3--N水平的污染水体处理效果相对较好;但考虑食用安全性问题,重金属含量可能超标,工程应用时需谨慎。     

青萍生长特征及其对受污染河水的修复效果

以浮萍优势品种青萍（Lemna minor）为研究对象,开展受污染河水修复。分析了青萍在不同营养盐浓度条件下的生长特征,探讨了青萍对受污染河水的修复效果。在表面积为0.0095 m2的限制空间条件下,青萍在1、2和5 mg总氮（TN）/L营养液中的生长特征都能较好地服从Logistic生长模型,受制约的临界鲜重（FW）分别为1.20、1.36和1.36 g;青萍对受污染河水中氮磷污染物具有较好的去除效果,氨氮（NH＋4-N）的平均去除率、平均去除量和平均去除速率分别为56.87%、1.22 mg/d和0.0466 mg/（g FW·h）,正磷酸盐（PO3-4-P）的平均去除率、平均去除量和平均去除速率分别为66.95%、0.25 mg/d和0.0088 mg/（g FW·h）。根据相关性分析,进水NH＋4-N和PO3-4-P浓度与其对应去除量之间极显著相关;青萍FW与NH＋4-N去除速率之间显著负相关,但与PO3-4-P去除速率之间不存在显著相关性;NH＋4-N进水浓度与去除速率相关性不显著,但PO3-4-P进水浓度与去除速率显著正相关。     

原位洗脱技术对凉水河底泥中氮、磷释放特征的影响

为探讨新兴底泥原位修复技术—原位洗脱技术对城市河流凉水河底泥中氮、磷释放的抑制作用,于现场采集洗脱前后样品并设计室内静态模拟实验,分析了实验期间洗脱组和对照组上覆水中${{\rm{NH}}_4^ + }$-N、${{\rm{NO}}_3^ - }$-N、TN、${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P、TP浓度和释放速率变化特征。结果表明：洗脱组释放第30天时,${{\rm{NH}}_4^ + }$-N由底泥向上覆水中平均释放速率(−6.51±0.32) mg·(m²·d)⁻¹,对应上覆水中${{\rm{NH}}_4^ + }$-N平均浓度为0.52 mg·L⁻¹,较对照组下降了89.4%;${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P和TP平均释放速率较对照组降低了78.1%和83.0%,上覆水中TP平均浓度为0.22 mg·L⁻¹,较对照组下降了68.1%。原位洗脱技术对底泥中${{\rm{NH}}_4^ +} $-N、${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$-P释放的抑制作用主要通过对有机氮、磷物质的削减和水-沉积物界面还原环境的改善来实现。     

接种比对碱超声波耦合溶胞污泥水解酸化的影响

以城市污水生物处理过程中的剩余污泥减量化为研究背景,通过实验研究了经碱超声波耦合溶胞后的剩余污泥在不同接种比下水解酸化的效果,分析了污泥上清液中pH、SCOD、VFAs、NH4+-N和PO3-4-P等参数随时间的变化趋势。结果表明,溶胞污泥经过72 h的水解酸化反应,20%接种比下的水解酸化COD溶出率和VFAs增长率最高,分别为75.5%和177%。蛋白质水解程度为16.9%,也高于50%和70%两组接种比。此外,COD、NH4+-N和PO3-4-P等主要溶出物均在12 h后达到基本稳定状态。