氮浓度对小环藻、大型溞和金鱼藻相互作用的影响研究

以浮游植物小环藻(Cyclotella sp.)、浮游动物大型溞(Daphnia magna)和大型沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为研究对象,建立水生微宇宙模型,在1.5mg/L磷、2 600lx光强和25℃条件下,研究不同氮质量浓度(0.5、2.0、4.0、8.0、16.0mg/L)对生物操纵效果的影响。结果表明,小环藻单独培养时,氮浓度越高,小环藻增长率越大;小环藻和大型溞共培养、小环藻和金鱼藻共培养且氮为0.5～2.0mg/L时,小环藻生长受到明显抑制,大型溞和金鱼藻均生长良好;3者共培养且氮为0.5～16.0mg/L时,小环藻的生长均得到有效控制。总体而言,控藻效果表现为:小环藻、大型溞和金鱼藻共培养小环藻和金鱼藻共培养金鱼藻种植水对小环藻的化感作用小环藻和大型溞共培养,大型溞和金鱼藻的联合作用比其单独的控藻效果好,随着氮浓度增加,控制效果逐渐减弱,氮小于2.0mg/L最好。氮为0.5～2.0mg/L时,水中TN去除率相对较高,氮为16.0mg/L时,水中TP去除率相对较高。     

不同Cd2+浓度与硝酸盐浓度、磷酸盐浓度交互作用对杜氏盐藻生长及叶绿素荧光特性的影响

研究了不同Cd2+浓度与硝酸盐浓度、磷酸盐浓度交互作用对杜氏盐藻(Dunaliella salina)生长及叶绿素荧光特性的影响.结果表明,Cd2+浓度与硝酸盐浓度、磷酸盐浓度对杜氏盐藻的光合作用及生长均具有显著影响(P＜0.05);Cd2+胁迫24 h后,杜氏盐藻的荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR、细胞密度和叶绿素相对含量均与Cd2+浓度表现为显著的负相关;在低硝酸盐摩尔浓度(55μmol/L)下,杜氏盐藻的荧光参数Fv/Fm、Fv/F.、Yield、rETR、细胞密度和叶绿素相对含量均明显下降;在高硝酸盐摩尔浓度(7 040 μmol/L)下,杜氏盐藻的上述荧光参数下降幅度小;在正常硝酸盐摩尔浓度(880 μmol/L)下,杜氏盐藻荧光参数Fv/Fo、NPQ和叶绿素相对含量均最高,对Cd2+的耐受性更强;在低磷酸盐摩尔浓度(2.27 μmol/L)下,杜氏盐藻的荧光参数(除NPQ外)、细胞密度和叶绿素相对含量均显著低于对照组和高磷处理组,表现为磷限制现象;在离磷酸盐摩尔浓度(290.40 μmol/L)下,杜氏盐藻的荧光参数(除NPQ外)、细胞密度和叶绿素相对含量均明显高于低磷处理组和对照组,杜氏盐藻受Cd2+胁迫程度最小.     

大型溞与富营养化水体中藻类的相互作用研究

为研究典型浮游动物大型溞(Daphnia magna)对富营养化水体中藻类的牧食生态关系,选取有毒藻和无毒藻富营养化水体水样,分析测试藻类与大型溞的相互作用。结果表明,有毒藻水样对大型溞的生长繁殖产生极大负面影响,在有毒藻水样原液中大型溞体长最大仅为1.18mm,仅为无毒藻水样对照组大型溞最大体长的52.91%,且最长寿命仅为13d,明显低于对照组的45d。无毒藻水样对照组中大型溞累积产幼量为71个,随着有毒藻浓度的上升大型溞产幼量逐渐下降,在高浓度有毒藻水样下完全丧失繁殖能力。在较低浓度有毒藻水样中,大型溞表现出对有毒藻的抗性,基本能够正常生长繁殖,24h藻类去除率达到45.61%。研究表明在有毒藻浓度较低的条件下,虽然大型溞的生长繁殖受到一定抑制作用,但大型溞还能够维持种群的生存繁衍,对藻类维持足够的摄食压力,可有效控制藻密度。     

大型水生植物对骆马湖氮、磷元素的影响

对骆马湖有草区和无草区水体和沉积物中氮、磷元素含量分析,结果表明:无草区水体中总氮、总磷含量高于有草区;有草区表层沉积物总氮含量随时间变化明显,而无草区表层沉积物总氮含量随时间的变化很小;有草区与无草区表层沉积物中总磷含量的时间变化并无明显差异;有草区表层沉积物总氮含量基本上均高于无草区,而有草区表层沉积物总磷含量均要低于无草区。骆马湖有草区与无草区采样点沉积物碱性磷酸酶活性大小在58.41～315.07 mg/(kg.h)范围内变化,有草区的碱性磷酸酶的活性普遍低于无草区的碱性磷酸酶活性。在湖泊中种植大型水生植物确实可以减少水体污染,达到净化水质的目的。     

碳氮比对低温投加介体生物反硝化脱氮的影响

污水的生物脱氮效果受低温抑制,投加氧化还原介体有利于反硝化过程。采用规格相同的序批式反应器,使用人工配制硝酸盐废水和经过驯化的活性污泥,考察了不同碳源浓度(碳氮比)对低温(10 ℃)投加氧化还原介体1, 2-萘醌-4-磺酸(NQS)污水生物反硝化脱氮过程的影响。结果表明：当碳源浓度(以COD计)为150~400 mg·L⁻¹ (碳氮比为1.8~4.7)时,脱氮效率随碳氮比的升高而升高;当碳源浓度为400~550 mg·L⁻¹ (碳氮比为4.7~6.5)时,脱氮效率随着碳氮比的升高而降低;当碳源浓度为400 mg·L⁻¹ (碳氮比为4.7)左右时效果最好,总氮去除率最高为64.7%。对于脱氮速率,介体强化脱氮速率随着碳氮比的升高而升高。同时,探讨了投加介体污水生物反硝化脱氮的机理,发现投加介体降低了体系的氧化还原电位(ORP),有利于反硝化脱氮反应的进行。     

植物对氮、磷去除效果及克藻效应的研究

于夏季，在实验室和莫愁湖现场，开展了苦草和美人蕉对氮、磷去除效果及克藻效应的研究，结果表明，无论是在现场还是实验室，苦草和美人蕉对总氮、总磷都有明显的去除效果，且随着时间的增加，去除率也随之增大。在实验与现场条件，美人蕉与苦草对总氮和总磷的去除率之间没有显著差异。苦草和美人蕉都对蛋白核小球藻和铜绿微囊藻两种藻类表现出显著的抑制作用，但在实验与现场条件下，美人蕉和苦草对两种藻类的抑制效应存在着显著差异，而对于藻种则二者均表现出一定的选择性抑制作用。     

基于因子分析法优选河流水体中氮浓度预测方法的研究

定量的河流水体中氮浓度预测方法有很多种,如何优选出预测精度较高的方法一直是学术界多年来致力于研究的重点。本研究采用因子分析法对预测方法的精度评价指标进行分析,并建立了预测方法精度的评价模型,对回归分析法、神经网络法、灰色系统法和增长率统计法4种水体氮浓度预测方法进行综合评估,优选出精度较高的河流水体氮浓度预测模型——BP神经网络预测模型。结果表明,此评估模型对类似研究具有一定的参考价值,能为选择出合适的河流水体氮浓度预测方法提供依据。     

氮和磷对铜山源水库优势藻生长影响实验研究

分别研究了N、P等对铜山源水库优势藻类（绿球藻和舟形硅藻）生长的影响。结果表明，当N／P比为25时，绿球藻生长量最高，其限制因子是磷。绿球藻生长最适pH范围为6－8，生长过程中培养基pH没有显著变化。绿球藻和舟形硅藻混合培养时，绿球藻占优，而硅盐浓度对硅藻生长有明显促进作用。     

废水中硝氮和COD浓度对AD-MFC脱氮产电性能的影响

为探明废水中硝氮和COD浓度对阳极反硝化微生物燃料电池(AD-MFC)工作性能的影响,在批式操作下逐步提高进水浓度考察了AD-MFC反硝化速率和产电性能的变化,并以多个动力学模型对此过程进行拟合。结果表明,废水浓度可通过污染物降解速率来影响产电性能,硝氮浓度从50 mg/L升高至2 000 mg/L时,反硝化速率和输出电压逐渐达到最大值((1.26±0.01)kg N/(m3·d)和(1 016.75±4.74)mV),但硝氮浓度继续提高会抑制反硝化速率和产电性能。Han-Levenspiel模型可较好地表征AD-MFC的污染物降解和产电动力学行为,以该模型为基础建立了污染物去除速率、输出电压、功率密度与进水浓度之间的关系,反硝化在NO-3-N高于4 000 mg/L时才能被完全抑制。AD-MFC适用于处理不同浓度的硝酸盐废水,并对高浓度硝酸盐废水具有较好的耐受性。     

COD浓度和进水流量比对一体化工艺脱氮除碳的影响

保持进水总流量不变,以一定流量比同时从缺氧区和厌氧区进水,探讨了不同进水流量比(R=Q_厌/Q_缺)和进水COD浓度对中心岛式一体化OCO工艺脱氮除碳的影响。研究结果表明,进水COD浓度和进水流量比Rs对COD的去除效果影响不大,出水COD浓度一直稳定在50 mg/L以下,去除率在92%以上;进水COD浓度和进水流量比Rs共同决定着系统TN的去除效果,进水COD浓度为100 mg/L、200 mg/L时,TN去除率随着进水流量比Rs的减小呈增加的趋势;当进水COD浓度为 300 mg/L时,TN去除率随着进水流量比Rs的减小呈先升高后降低的趋势,在进水流量比Rs为3∶1时TN去除率最高,达到87%。     

台州湾五种海洋生物体内多环芳烃的浓度、富集特征及环境效应

对台州湾近海5种不同生活习性的生物体内15种多环芳烃(PAHs)进行了分析,研究不同生物体对PAHs的富集规律,探讨生物体PAHs的积累量与栖息环境的关系.结果表明,蓝圆鲹(Decapterusmaruadsi)、红点圆趾蟹(Ovalipes punctatus)、海鳗(Muraenesox cinereus)、日本沙蚕(Nereis japomixaj)和棱鲻(Liza carimatus)体内15种PAHs的总质量浓度(∑PAHs)平均值分别为74.02、127.30、128.50、150.32、224.30 ng/g,棱鲻∑PAHs是蓝圆鲹∑PAHs的3倍,5种生物体内2环PAHs占∑PAHs的17.19%～28.89%,3环占31.74%～39.17%,4环占33.47%～44.52%,5环占1.99%～4.05%,6环占0.78%～2.50%,其中3环和4环所占的比例较高,6环最低.蓝圆鲹、棱鲻、海鳗、日本沙蚕、红点圆趾蟹对PAHs的富集系数分别为20.49、54.93、0.68、0.79、0.67,对PAHs富集系数最大的是棱鲻,最小的是红点圆趾蟹.底栖生物对高毒性的PAHs具有极强的富集能力,台州湾近海生物体内PAHs的积累量不仅与生物体自身的生活习性有关,还与其栖息环境密切相关.     

4种营养元素对水华鱼腥藻和四尾栅藻增殖的影响

以水华鱼腥藻和四尾栅藻分别作为蓝藻,绿藻代表藻种,采用均匀设计实验方法(uniform design experimentation,UDE)设计藻类AGP实验。采用通径分析法(Path Analysis,PA)对氮、磷、铁和锰在不同藻种增殖过程中的影响程度进行分析。结果表明,4种营养元素对水华鱼腥藻增殖影响的决策排序为Fe>TN>TP>Mn,微量金属元素铁是影响水华鱼腥藻(蓝藻)增殖的主要因素;对四尾栅藻增殖影响的决策排序为TN>TP>Fe>Mn,常量元素是影响四尾栅藻(绿藻)增殖的主要因素。联合通径分析法和逐步二次方回归分析法(QRA)建立的数学模型,可用于预判藻增殖。     

Cu^2＋、Zn^2＋对生物脱氮系统的影响

Cu^2＋和Zn^2＋是污水处理工艺中经常遇到的金属离子。在驯化好的活性污泥系统中,研究了金属离子Cu^2＋和Zn^2＋在0～100mg／L浓度下对活性污泥生物脱氮系统的影响。试验发现Cu^2＋＞5mg／L、Zn^2＋＞30mg／L时,对硝化过程具有明显的抑制作用,在同样浓度的试验条件下cu“对硝化过程的抑制作用比Zn^2＋大。Cu^2＋≤0．5mg／L时对反硝化过程具有一定的促进作用,有助于提高TN的去除效果;Cu^2＋＞0．5mg／L时,对反硝化产生抑制作用,随着浓度的增加,TN去除率逐渐下降。Zn^2＋不影响反硝化过程,仅在大于30mg／L时,对硝化过程产生抑制作用。重金属Cu^2＋对生物脱氮系统的影响明显强于Zn^2＋。     

进水碳氮分离对曝气生物滤池的影响

BAF具有良好的硝化能力。以BAF取代A2N工艺中的接触氧化,在BAF进水前发生有机物和氨氮的分离(碳氮分离),实验研究了碳氮分离对BAF运行特性的影响。结果表明,碳氮分离使硝化段延长1.0m左右,平均提高NH4+-N去除量6mg/L左右;碳氮分离可将BAF柱反冲洗周期延长至7~8d,降低反冲洗用水用气量1/3左右,反冲后30min内即可迅速恢复硝化能力;碳氮分离使BAF柱内硝化菌占据优势,进水端0.3m处,硝化菌比例达到70%,而无碳氮分离情况下,硝化菌比例仅20%。     

不同氮磷浓度下2种无毒微藻的生长特性和脱氮除磷效能

根据城市二级出水水质特性,选择4 种不同氮磷水平的二级出水作为培养基,研究纯培养与共培养下,椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)在不同初始氮磷浓度下的生长状况及脱氮除磷的能力。结果表明,纯培养条件下,椭圆小球藻在2#(TN=15.00 mg/L,TP=1.00 mg/L)实验组中生物量最高,斜生栅藻在4#(TN=10.00 mg/L,TP=0.20 mg/L)实验组中收获最大生物量,椭圆小球藻与斜生栅藻对TP均具有70%以上去除率。共培养下,3#(TN=15.00 mg/L,TP=0.50 mg/L)实验组收获最高生物量,斜生栅藻生物量均高于椭圆小球藻,表明斜生栅藻在共培养条件下更具有生长优势,培养基中TN、TP含量分别降至5.00 mg/L和0.05 mg/L以下。2种培养模式均可达到对二级出水的深度脱氮除磷。     

温度和底物浓度对混合菌群木糖厌氧生物产氢的影响

为了获得混合菌群利用木糖进行厌氧发酵产氢的最佳条件,通过批次实验,对中温(35℃)和高温(55℃)下混合菌群利用不同浓度木糖(10~50 g/L)厌氧发酵产氢系统进行了研究。结果表明,35℃下系统累积产氢量和最大氢气产率在底物浓度30 g/L时获得,乙醇和乙酸为主要产氢副产物,但继续提高底物浓度会造成系统VFAs的积累与pH下降,不利于木糖代谢产氢;而55℃下累积产氢量和氢气产率随底物浓度升高持续增长,乙醇为系统主要产氢副产物,VFAs累积量较少。高温下,虽然最大氢气产率和底物木糖降解量比35℃下的低,但有利于获得较为稳定的氢气产量,产氢系统在高底物浓度下也可保持较高的木糖降解率和较为稳定的pH,有利于木糖代谢产氢。     

SBR脱氮系统污泥对磷的去除研究

为了研究缺氧(75 min)-好氧(294 min)交替运行的SBR系统中除磷的原因,采用静态实验,对比了不同碳源、水质及运行环境下对磷的去除情况。实验结果表明,该SBR脱氮系统中的好氧段磷的减少是生物去除的结果。当供给碳源为丙酸-乙酸混合物(摩尔比为2∶1)、葡萄糖、淀粉或蛋白胨时,污泥都可将磷去除,去除效率依次降低;COD/NO3--N为8.77∶1(400 mg/L∶45.6 mg/L)时除磷效果明显好于5.41∶1(400 mg/L∶73.9 mg/L)和3.57∶1(400 mg/L∶112 mg/L);进水磷浓度为8 mg/L时,COD由50 mg/L增加到400 mg/L,污泥对磷的去除效果基本一样;完全的缺氧或完全的好氧环境下,污泥对磷的去除能力逐渐丧失。     

Cu~(2+)、Zn~(2+)对生物脱氮系统的影响

Cu2+和Zn2+是污水处理工艺中经常遇到的金属离子.在驯化好的活性污泥系统中,研究了金属离子Cu2+和Zn2+在0～100 mg/L浓度下对活性污泥牛物脱氮系统的影响.试验发现Cu2+＞5 mg/L、Zn2+＞30 ms/L时,对硝化过程具有明显的抑制作用,在同样浓度的试验条件下Cu2+对硝化过程的抑制作用比Zn2+大.Cu2+≤0.5 mg/L时对反硝化过程具有一定的促进作用,有助于提高TN的去除效果;Cu2+＞0.5 mg/L时,对反硝化产牛抑制作用,随着浓度的增加,TN去除率逐渐下降.Zn2+不影响反硝化过程,仅在大于30 mg/L时,对硝化过程产生抑制作用.重金属Cu2+对生物脱氮系统的影响明显强于Zn2+.     

锌污染对藻细胞膜电位和膜电阻的影响

运用细胞表面技术和电化学方法,构建一种非创伤性藻细胞膜电位传感系统,研究了Zn2+对大型轮藻(Nitella flexi-lis)膜电位和膜电阻的影响.结果表明,膜电位和膜电阻能快速而灵敏反映过量Zn2+对藻细胞的毒性影响,响应时间均控制在30min内,响应最低摩尔浓度为0.05 mmol/L.本实验浓度范围内.低摩尔浓度(0.05 mmol/L)Zn2+引起藻细胞膜电阻增大.膜电位无明显变化;而高摩尔浓度(0.10～1.00 mmol/L)Zn2+则导致藻细胞明显去极化,膜电阻减小.而且,低浓度Zn2+对藻细胞膜电位、膜电阻的影响具有可逆性;而高浓度Zn2+对其的影响不可逆.此外,藻细胞膜电位、膜电阻与时间呈显著的直线线性关系.上述特征不仅为水中Zn2+的快速生物检测提供了理论依据,亦为Zn2+的定量检测提供了新思路.     

有机物浓度对厌氧氨氧化脱氮性能影响试验研究

通过间歇试验和连续试验研究了不同有机物浓度对厌氧氨氧化活性及脱氮性能的影响。间歇试验结果表明：自养条件下厌氧氨氧化菌的最大比反应速率为0.189 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）;当氨氮和亚硝酸盐氮浓度为80 mg/L时,有机物的添加降低了厌氧氨氧化速率,当有机物浓度超过70 mg/L时,厌氧氨氧化菌的最大比反应速率降低到0.05 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）以下,是反硝化菌与厌氧氨氧化菌竞争亚硝酸盐产生了可逆抑制的结果。连续试验结果表明,高氮低碳源有机环境下厌氧氨氧化能稳定运行,并且比自养系统中总氮的去除率有所提高,当COD值为50 mg/L时,总氮去除率最大,平均值达96.59%,是反硝化菌和厌氧氨氧化菌共同脱氮的结果;当有机物浓度过高时,ANAMMOX对TN去除贡献率持续降低,反硝化不断得到强化,厌氧氨氧化运行不稳定。