螺、蚌对污水处理厂再生水环境的改善稳定作用

通过选用昆明市第五污水处理厂的一级A标出水和水处理厂外排污泥作为静态实验环境,研究不同混养密度下铜锈环棱螺、椭圆背角无齿蚌对污水处理厂再生水环境的净化性能,筛选出净化效果较好的放养密度。结果表明:放养30 d,铜锈环棱螺、椭圆背角无齿蚌对污水处理厂再生水环境的水质、底质均有一定的净化作用,扣减空白对照影响,水中COD、TP、NH3-N及底泥有机质平均去除率分别为22.26%、26.10%、25.60%和25.69%,底泥厚度平均减少3.8 cm;与对照相比,放养螺蚌45 d内水均能清澈见底,透明度均>70 cm,能明显稳定水体透明度,改善水环境。综合螺蚌生长适应性和净化效果考虑:污水处理厂再生水静态环境中,螺蚌混养密度应≤3 000 g/m3,在2 000～2 500 g/m3为宜,其中铜锈环棱螺的最适放养密度在400 g/m3,椭圆背角无齿蚌为1 600～2 100 g/m3。     

巢湖最大入湖河流背角无齿蚌中多环芳烃的含量、来源及风险评价

测定了巢湖最大入湖河流杭埠河及其支流丰乐河中背角无齿蚌(Anodonta woodiana)体内16种美国环境保护署(USEPA)优先控制的多环芳烃(PAHs)含量,分析了其来源,并对其生态风险和致癌风险进行评估。结果表明,16种PAHs在背角无齿蚌中均有检出,总质量浓度为707.8~1 614.6ng/g(以干重计)。从PAHs组成来看,低环(2~3环)、中环(4环)和高环(5~6环)的PAHs分别占29.8%、19.5%、50.7%,其中茚并[1,2,3-cd]芘浓度最高。来源分析表明,杭埠河及其支流丰乐河中背角无齿蚌体内的PAHs主要来源于草、木、煤等燃料的燃烧。PAHs的生态风险和致癌风险评价结果显示,杭埠河及其支流丰乐河中背角无齿蚌体内的PAHs具有一定的风险,应当引起重视。     

高锰酸盐复合药剂强化混凝改善再生水景观湖水质研究

实验通过投加助凝剂以强化混凝沉淀过程,从而达到去除再生水景观水中的藻类。以PAC为混凝剂,高锰酸盐复合药剂(PPC)为预氧化助凝剂,通过烧杯实验确定PPC、PAC同时投加,最佳投量分别为1 mg/L、60 mg/L。生产性实验中,机械加速澄清池强化混凝对TP、叶绿素、藻密度的去除率分别为54%、32.3%和35.4%,湖水中TP、TN逐渐降低分别由4.9 mg/L、23 mg/L降至0.72 mg/L、10.3 mg/L。PPC提高了混凝沉淀对藻类的去除效果,改善了再生水景观湖水质,降低水中氮磷营养盐的含量。     

背角无齿蚌对养鱼水体的净化效果

通过建立微型生态系统,研究了不同养殖密度和处理时间条件下,背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对大宗淡水鱼养殖水体理化指标和营养盐的影响及净化特征。研究结果表明,背角无齿蚌对水体p H、CODMn和NH+4-N的影响不明显;电导率、总固溶物、NO-2-N、DTP、PO3-4-P和DOC呈升高的趋势;DO随蚌养殖密度和时间的增加而降低;能够显著降低水体的浊度、Chl-a、TN、NO-3-N和TP含量(P0.05),最大去除率分别为90.9%、90.8%、24.1%、23.1%和23.4%。响应面优化分析显示,蚌养殖密度和处理时间分别为21 ind./m3和15.35 d、25 ind./m3和10 d时,对NO-3-N、TP的去除率可进一步提升至42.6%和35.0%。本研究表明,背角无齿蚌可以用于养鱼水体的水质净化。     

背角无齿蚌净化养殖水体中的重金属

通过建立微型生态系统,研究不同养殖密度和处理时间的背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对大宗淡水鱼养殖池塘水体中重金属的净化效果。结果显示,背角无齿蚌对重金属的净化效果受到处理时间和养殖密度的显著影响(P0.05)。其对Mn、Cu、As和Cd的影响总体不明显,Ba的含量增加(P0.05),然而能够显著降低Al、Cr、Fe、Ni、Zn和Mo的含量(P0.05),最大去除率分别为63.0%、78.0%、12.7%、100%、80.6%和4.8%,而且响应优化分析显示,蚌养殖密度和处理时间的配比分别为31 ind./m~3和22.77 d、40 ind./m~3和19.78 d时,对Cr和Zn的去除率可提升至80.3%和81.8%。本研究表明背角无齿蚌有潜力用于养鱼水体重金属的净化。     

壳聚糖改性硅藻土对太湖含藻水体处理效果的研究

研究了壳聚糖改性硅藻土对太湖含藻水体中浊度和蓝藻的去除效果。结果表明:(1)在室内模拟实验中,综合叶绿素a的去除率和去除速率来看,较适宜的改性硅藻土投加量为50mg/L。在此投加量下,室内模拟实验中浊度去除率达到91.50%,叶绿素a去除率达到98.10%;(2)在原位实验中,投加改性硅藻土也能有效去除浊度和叶绿素a,表、中、下层3层水体的最终浊度去除率分别达到82.41%、79.09%、72.82%,叶绿素a去除率分别为92.43%、87.17%、65.62%。(3)无论在室内模拟实验还是原位实验中,投加改性硅藻土后水体的浊度去除和叶绿素a去除均呈现出显著的相关性(p0.01),即两者的去除具有一定的同步性。     

金鱼藻对不同扰动方式下悬浮物的生理响应

以金鱼藻为研究对象,分析悬浮物不同扰动方式(机械扰动和曝气扰动)、扰动强度以及悬浮物浓度对沉水植物生理特性的影响。结果表明,与曝气扰动相比,机械扰动对金鱼藻生理特性影响显著,搅拌强度的增大,金鱼藻叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和POD活性不断下降,60 r/min时下降最快,搅拌强度与POD活性显著负相关。曝气扰动在前期促进金鱼藻的生长,后期抑制其生长,曝气强度4 m3/h时,金鱼藻生理指标降低最大,曝气强度与金鱼藻生理特性相关性不显著。随悬浮物浓度升高,金鱼藻叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量先升高后下降,金鱼藻生长最适悬浮物浓度为0.4~0.8 g/L。     

刚毛藻对表流湿地净水能力及水生植物的影响

以刚毛藻(Cladophora oligoclona)、菖蒲(Acorus calamus)和金鱼藻(Ceratophyllum)为研究对象,采用动态和静态试验相结合,探讨了添加刚毛藻对表流湿地净水能力和水生植物的影响。结果表明:添加刚毛藻后,表流湿地净水能力有明显提升,其中刚毛藻+菖蒲表流湿地的综合效果最好,其COD、TN、氨氮和TP的去除率分别达到了56.44%、78.80%、95.40%、76.90%;添加刚毛藻对菖蒲和金鱼藻的总叶绿素、叶绿素a/叶绿素b和过氧化氢酶活性影响均未达到显著水平,但金鱼藻已表现出受胁迫影响的端倪;金鱼藻受刚毛藻的胁迫影响主要是由于金鱼藻对营养盐的利用竞争不过刚毛藻,若采用刚毛藻+金鱼藻作为表流湿地的藻类和水生植物,TN、TP宜在6.0、0.6mg/L以下。     

螺蚌和沉水植物搭配对微污染水体的净化作用

通过开展单植不同种类沉水植物及"不同种类的沉水植物+螺蚌"组合搭配对微污染水体的净化能力对比研究,寻求系统稳定性最好、水质净化最佳的组合。2013年8月至2014年3月间的水箱小试研究结果表明,"铜锈环棱螺+椭圆背角无齿蚌+轮叶黑藻+篦齿眼子菜"组合的水质净化作用最佳,对CO D、TN、TP去除率分别为58.79%、64.30%和88.57%,对浮游生物的抑制效果最明显,水箱里基本无水绵及浮萍生长,轮叶黑藻长势较篦齿眼子菜好、生长逐渐占优势。2014年5月—8月的中试研究进一步验证水箱小试的结论,COD、TN和TP的平均去除率分别为57.93%、60.12%和49.28%,轮叶黑藻长势更好。     

不同生物联合净化富营养化水体的效果

利用野外原位围隔研究了鱼类、底栖动物和水生植物的不同组合对富营养化水体的净化效果。研究结果表明,鲴鱼(Plagiognathops microlepis Bleeker)能有效削减水体中TN,高锰酸盐指数和Chl-a,其中15 g·m~(-3)投加密度的实验组高锰酸盐指数和Chl-a的削减率提高了8%,效果优于密度7.5 g·m~(-3)的实验组,但不利于TP的去除;螺(Bellamya aeruginosa)和蚌(Hyriopsis cumingii)的投加对水体营养盐的去除有较好的效果,其中对Chl-a的影响最为显著(p0.05),投加螺和蚌之后,Chl-a的削减率相比无螺蚌的实验组提高了23.4%;2种水生植物蕹菜(Waterspinach)和水芹(Watersfennel)对水体中营养盐的去除差异不显著(p0.05),蕹菜略好于水芹。本研究结果可为水生生态系统调控和修复提供科学依据。     

引黄水臭氧预氧化强化混凝处理及安全性研究

分析了山西省太原段的引黄水水质,探讨了臭氧预氧化强化混凝处理引黄水的适用性、处理效果及安全性。结果表明,引黄水原水中的COD含量较高,而Br-未检出,提示可以采用臭氧预氧化强化混凝处理;总体来说,臭氧低投加量(0.52～0.98mg/L)时的助凝效果更为显著,在不同的聚合氯化铝(PAC)投加量下的除浊效果都优于常规混凝处理;单独投加臭氧时,随着臭氧投加量的增加,水体紫外吸光度(UV254)逐渐降低,当臭氧投加量为2.52mg/L时,UV254去除率为44%;虽然常规混凝处理即可控制出水的浊度和UV254,但由于混凝剂投加量大,综合效益较低,而臭氧预氧化在一定程度上能起到助凝作用,也能对水体UV254起到良好的控制作用;从甲醛、BrO3-产生量控制的角度来看,太原段引黄水水质适用臭氧预氧化强化混凝处理,安全性较好。     

调理剂改善底泥脱水性能和余水水质研究及综合性能评价

为研究调理剂对河道底泥脱水性能和余水水质影响,开展综合性能评价,选取9种调理剂调理河道底泥,对比调理后毛细吸水时间(CST)、泥饼含水率(MC)和余水总有机碳(TOC)、TP、TN变化情况,并结合调理剂投加成本(EC),采用层次分析法(AHP)构建综合评价模型,考察调理剂的综合性能。结果表明,调理剂投加量的增加有助于底泥脱水性能和余水水质的改善。FeCl3投加量为10.00%时,CST最佳为15.7s;阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)投加量为1.00%时,获得最低泥饼MC 51.48%,此时还获得最低TN 18.74mg/L;聚合氯化铝(PAC)投加量为10.00%时,获得最低余水TP 1.83mg/L;经济性分析中,FeSO4的EC最低为19.0元/t,CPAM高达250.0元/t。统筹成本和调理效果,9种调理剂中FeCl3综合性能最好。     

基于改性凹凸棒土的强化混凝处理高藻低浊原水工艺

针对水厂低浊高藻水的处理难题,研究了改性凹凸棒土(改性凹土)联合聚合氯化铝(PAC)强化混凝的除藻除浊效果。设计实验原水条件为叶绿素a(chl-a)浓度为98.58~110.35μg/L,浊度(5.6±0.5)NTU。考察了PAC和改性凹土的复配投加量、混凝沉淀时间、pH、投加顺序、搅拌速率等工艺参数对Chl-a和浊度耦合去除效果的影响。结果表明,"PAC+改性凹土"对Chl-a和浊度的去除效果明显优于单投PAC的效果。当PAC投药量12 mg/L,改性凹土投药量10 mg/L,沉淀时间20 min时,对Chl-a和浊度的去除率可分别达到92.5%和89.2%,可至少减少40%的PAC投量,且形成的矾花密实,沉降速度快,去除效率高。最适pH范围为7~8。投加顺序应为先投加改性凹土,混合搅拌转数宜慢速,可控制为50 r/min。     

螺旋藻增氧系统处理养殖污水与预测模型研究

针对滨海水产养殖区水质差,溶解氧不足造成对虾死亡的问题,以对虾养殖污水为实验对象,分别进行了螺旋藻在不同盐度梯度(0‰、10‰、15‰、20‰、25‰、30‰和35‰)和BOD5浓度水平(20 mg/L(平均)、40 mg/L(上限)、180mg/L(对照)以及不同投藻量(0、50、100和150 mg/L)情况下的增氧效果实验研究,并进一步构建了预测投加螺旋藻后水体中DO等因素变化的数学模型。实验结果表明,螺旋藻在20‰盐度下生物量增长最快,增氧效果在低污染水质条件下效果较好,最佳投藻量为100 mg/L。经过验证,模型拟合度较高,可以用来预测一定水质条件下螺旋藻增氧效果,对今后采用螺旋藻增氧处理养殖污水具有指导意义。     

联合硅藻土与PAC强化混凝处理含藻微污染原水

研究了联合硅藻土与聚合氯化铝（PAC）强化混凝对原水中藻类、溶解性有机物以及重金属离子的去除效果。结果表明,硅藻土的投加可以有效地改善絮体的沉降性能,增强藻类的混凝沉淀去除效率,PAC投加量为30 mg/L时,投加0.1 g/L硅藻土,叶绿素a去除率由82.5%提高到95.9%。该强化混凝过程使原水中溶解性有机物特别是大分子有机物和重金属离子的去除率有所上升。PAC投加量为30 mg/L,硅藻土投加量为1.5 g/L时,重金属Cu、Pb和Cd的去除率分别达到57.5%、83.7%和22.2%。     

PAC/AC吸附对超滤膜去除再生水中有机物影响

研究了粉状活性炭(PAC)和活性焦(AC)吸附对超滤膜(UF)去除再生水中有机物的效能及其对膜污染的影响。结果表明,PAC和AC吸附预处理可有效改善超滤膜出水水质,投量为40 mg/L时,PAC和AC单独吸附对DOC去除率分别为40.2%和32.6%,超滤出水DOC去除率则由直接膜滤时的21.4%提高至47.2%。UF对大于10 k Da的大分子有机物有较好的截留能力,PAC较AC对中小分子有机物的吸附效果更好。三维荧光(3D-EEM)分析显示,原水中溶解性微生物代谢产物和腐殖质类有机物所占比重较大;直接UF对溶解性微生物代谢产物的去除能力较好,投加PAC和AC促进了紫外腐殖酸和类腐殖酸类有机物去除,紫外腐殖酸EEM峰值分别下降51.7%和48.8%,类腐殖酸EEM峰值下降63.0%和59.9%。投加PAC和AC并经0.45μm膜预过滤可提高超滤膜通量,其在过滤周期内的下降率由直接膜滤时的27.6%分别降至23.5%和24.4%。AC较PAC更为经济,AC-UF可替代PAC-UF作为经济可行的再生水深度净化工艺。     

固相萃取—气相色谱—质谱测定再生水中邻苯二甲酸酯类物质

探讨了一种再生水中邻苯二甲酸酯类物质的测定方法——固相萃取—气相色谱—质谱,检测了相关再生水标准中涉及的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)两类物质。在质量浓度为20～1 000μg/L时,两类物质的回归方程的相关系数均大于0.999,检出限分别是0.060、0.002μg/L,DBP、DEHP的相对标准偏差分别为4.1%～7.4%、5.1%～6.1%。利用固相萃取技术进行预处理,平均加标回收率为96.6%、89.6%。检测了北京市4座再生水厂出水中DBP和DEHP含量,其中,DBP在1.74～5.59μg/L,低于《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921—2002)规定的限值(不超过0.1mg/L),但高于《城市污水再生利用地下水回灌水质》(GB/T 19772—2005)规定的限值(不超过3μg/L);DEHP在0.42～4.93μg/L,满足GB/T 19772—2005要求(不超过8μg/L)。     

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。     

富营养化景观水体优势菌修复研究

研究了优势菌对富营养化景观水体修复作用。结果表明,投加优势菌4d后出现修复效果,20d修复效果达到最佳状态,浊度、NH3-N、CODMn、TN、TP和叶绿素a都大幅下降,溶解氧从7．2mg／L提高到10．4mg／L,叶绿素a与CODMn、TN、TP、NH2-N有较好的相关性。     

池塘养殖水体pH、营养盐、叶绿素a及3种磺胺类抗生素分布特征及其相关性分析

为了解农村池塘养殖水体的水质情况,分析了湖北宜东平原34个农村分散养殖鱼塘水体中pH、叶绿素a、总氮(TN)、总磷(TP)及3种磺胺类抗生素(SAs,即磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噁唑及磺胺异噁唑),并讨论了它们之间的相关性.结果表明,所监测鱼塘水体pH值差异较小,范围为7.26 ～8.96,但鱼塘之间的TN、TP及叶绿素a含量差别大,其含量范围分别为0.074 ～47.185 mg/L、0.007 ～ 1.311 mg/L及4～421 μg/L.其中有85.29％的鱼塘水体TN含量劣于地表水Ⅴ类标准,17.65％ TP劣于Ⅴ类,只有3个鱼塘的叶绿素a含量小于10 μg/L,水体富营养化严重.鱼塘水中3种SAs的浓度范围为23 ～ 828 ng/L,其检出率顺序为磺胺异噁唑(47％)＞磺胺甲噁唑(18％)＞磺胺二甲嘧啶(6％).对所考察因子的相关性研究表明,鱼塘养殖水体的pH、TN及TP无相关,但磺胺二甲嘧啶与TN/TP呈显著正相关(r=0.345,P=0.05).叶绿素a与水体中TN及TP的关系呈较好的幂指数函数关系,而且TP为浮游植物的生长限制因子.