水产养殖废水循环利用及多余藻类生物量资源化

论文采用多个池塘循环养殖生态系统,利用"藻类-螺类-鲈鱼-微生物"营养链关系对养殖废水中多余有机质、营养盐的去除,研究了养殖废水净化、循环利用及水体多余藻类生物量资源化。结果表明,在系统运行的各个时期TN、NO^-₃-N、NO^-₂-N的平均去除率都超过80%,对总氨(NH⁺₄＋NH₃)去除率达97.17%,效果最好;TP的去除率达94.17%,COD_cr的去除率为71.87%。出水口TN、TP、叶绿素平均值均达到湖泊Ш类水标准;COD_cr达到了Ⅰ类水质标准。NO^-₃-N、NO^-₂-N、总氨(NH⁺₄＋NH₃)、溶解氧含量都符合渔业水质标准要求。该系统处理能力的稳定性较高,可以调控藻类种群结构、充分利用水体藻类和营养物质、将其转化为螺贝类或者价格更高的鲈鱼等增加养殖效益,还可以节约水资源,减少养殖废水排放量。     

超微气泡富氧+生物活化技术在黑臭水体治理中的工程应用

针对当前黑臭河道治理工作中出现的黑臭反复,长效性难保持问题,以某内源污染严重的重度黑臭河道为例实施原位生态修复。第1阶段采用超微气泡富氧（移动式曝气船+定点式曝气设备）和生物活化技术进行水体和底质修复,削减内源污染,改善生境;第2阶段应用定点式曝气设备、生态浮岛、水生植物净化、水生动物多样性调控进行生态修复,营造健康稳定的生态系统。经过近4个月的治理,治理区水质由重度黑臭稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水标准,水体COD、NH₃-N和TP含量分别为28.79,0.36,0.19 mg/L,去除率分别达到45%、98%和85%以上,治理后水体澄清,可见多种水生动物和沉水植物,河道底质呈现自然泥土色泽,在未进行清淤处理的情况下即达到了泥水共治的效果,水环境质量得到显著提升,实现了长效治理。     

曝气比和NH4-N浓度影响生物滤池净化海水养殖外排水效果研究

采用4组不同NH₄-N浓度的曝气生物滤池,分析滤池在7个曝气比条件下对海水养殖外排水的净化效果。结果表明:生物滤池启动阶段,生物膜成熟期随NH₄-N浓度的升高而缩短,高NH₄-N浓度滤池的生物膜成熟期较其它三组滤池缩短了10 d左右。滤池启动成功后,在相同曝气比条件下,随NH₄-N浓度的升高,4组滤池对出水NH₄-N的平均去除率由81.1%降至73.3%;高NH₄-N浓度滤池的出水NO₂-N浓度与其它三组相比增加了10倍,最终达到2.6 mg/L。随着曝气比的逐步增大,4组滤池对出水NH₄-N的平均去除率先升高后降低,在曝气比为10:1时平均去除率达到最大值（88.2%）。本研究表明,选取4 mg/L的NH₄-N浓度,维持曝气比10:1是生物滤池运行的理想条件:生物滤池启动周期较短,出水NH₄-N去除效果达到最佳且NO₂-N浓度较低,从而实现对海水养殖外排水的最佳净化效果。     

微纳米曝气-生态浮岛联合技术处理氮磷污染水体

针对传统的曝气-生态浮岛技术搅动水体剧烈,破坏微生物挂膜与根际圈稳定,影响污染水体氮、磷的去除效果等问题,构建了新型微纳米曝气-生态浮岛,在实验室通过微纳米级橡胶曝气管产生微纳米级气泡来提高氮、磷的去除效果。结果表明:新型浮岛在20 d内曝气组的NH₄+-N去除率为99.8%,TP去除率为93.03%,NO₃--N去除率为78%,使GB 3838—2002《地表水环境质量标准》劣Ⅴ类水经过处理后可达到Ⅲ类排放标准,水体的弱酸性也可改良至中性。实验证明,微纳米曝气-生态浮岛联合技术能够在短期内有效提升水体的溶解氧含量,且对水体的搅动程度小,有助于提高生物填料挂膜的稳定性,氮、磷去除效果明显高于传统生态浮岛。该成果可为微纳米曝气-生态浮岛联合技术的推广应用提供技术依据。     

复合制剂对富营养化水体中氮磷的去除效果

利用等温吸附模型评价了沸石粉的吸氨性能,结果表明该沸石粉易于吸附NH₃-N. 在此基础上,研究获得了一种有效去除富营养化水体中氮磷污染物的复合制剂. 该复合制剂成分为沸石粉和聚合氯化铝,其最佳质量配比为95∶5. 在ρ(NH₃-N)和ρ(TP)分别为10和1 mg/L的模拟水样中,复合制剂投加量越大对NH₃-N和TP的去除率越大,但去除率增大趋于缓慢;当接触时间为4 d时,复合制剂趋于达到吸附平衡,NH₃-N和TP的去除率基本达到最大. 复合制剂除磷效果受pH影响明显,在pH为7时,其对氮磷的去除效果最佳;随着温度的升高,复合制剂对NH₃-N和TP的去除效果略有提高. 将复合制剂用于实际污染河水中,其对NH₃-N,TP和浊度的去除效果明显,同时也能去除少量的COD_Cr. 在对富营养化水体的修复中,投加复合制剂可以作为修复工程的辅助技术进行应用.      

北方城市大型景观水系水体循环净化的数值模拟

静湖是中新天津生态城最大的景观湖,并连通故道河及惠风溪等水体一起形成了生态城独特的水生态系统,是北方城市大型景观水系的代表,其水环境改善和保障问题受到较大关注。在对生态城静湖水系水体循环净化设施建设和水质提升工程运行方案实施等重点调查分析的基础上,运用Delft3D FM构建静湖水系数值模型模拟水体水动力、水质演变过程,分析评估了工程运行对水质指标的改善效果。结果表明:静湖水系水质受降雨影响明显,对比汛前、汛后各河段水质浓度变化发现,汛后COD、TP浓度可升高10%,部分河段甚至升高60%,汛后NH₃-N降低20%~30%;通过设置补水、拆除隔离坝、增加循环泵和排水泵等工程措施,静湖水系水动力条件得到较大改善,NH₃-N、TP基本能达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水标准,ρ(NH₃-N)可降低3%~25%,ρ(TP)可降低6%~50%。工程措施应综合考虑水环境本底、污染源治理、水利设施运行等多因素共同制定水质提升策略。     

组合工艺修复受污染河水的模拟河道试验研究

基于模拟河道反应器,研究了通过曝气充氧,设置阻流板,并辅以投加高效微生物的组合工艺对污染水体的修复效果。研究表明该河道自然运行状态下对COD、TP、NH3-N、TN去除率分别为7.44%、4.88%、5.70%和10.60%,组合工艺条件下系统对COD、TP、NH3-N、TN去除率分别提升至33.96%、17.29%、20.73%和25.43%。组合工艺对污染水体具有良好的修复效果,能为城市河道治理工程的实施提供依据和技术支持。     

强化耦合生物膜技术在河道污水中的应用

随着城市化的快速发展,城市内湖、河道等污染日趋严重。目的：研究适合城市河道污水治理的修复技术。方法：使用以强化耦合生物膜技术(EHBR)为核心的修复技术对城市河道污染水体进行治理,并对水质化学需氧量(COD),氨氮(NH₃-N)和总氮(TN)跟踪监测。结果：通过增氧曝气及EHBR膜处理,COD浓度下降了54.90%,NH₃-N和TN浓度分别下降了92.64%和93.77%。结论：该技术对于城市河道污水有良好的脱氮和去除有机物的能力。     

曝气时间对美人蕉生态浮床去除水体中营养盐的影响

为有效去除水体中的营养盐,以美人蕉生态浮床为研究对象,将曝气时间设置为0(对照)、4、8、12 h/d,曝气量均为2.4 m3/(m2·d),研究曝气时间对植物生态浮床去除水体中营养盐的影响,在培养的0、3、5、7、18、28 d对美人蕉株高进行测量,同时监测水体中ρ(DO)、ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(COD_Cr)、ρ(NH₃-N)、ρ(NO₃--N),试验结束后对美人蕉根际细菌总数进行测定. 结果表明:①与对照组相比,曝气4和8 h/d情况下ρ(DO)及TN、TP、NH₃-N、NO₃--N去除率均差异显著;②曝气4 h/d下美人蕉长势最好,并且在试验的第28天美人蕉株高达109 cm;③曝气4 h/d下ρ(DO)最高,并且对水体中营养盐的去除效果最好,试验至第28天,ρ(DO)为11.29 mg/L,TN、TP、COD_Cr、NH₃-N、NO₃--N去除率分别为75.10%、69.32%、65.75%、73.29%、78.79%;④试验至第28天,曝气4 h/d情况下美人蕉根际细菌总数达1.01×106 mL-1,显著高于曝气0、8和12 h/d下的细菌总数(分别为4.12×105、9.07×105、7.77×105 mL-1). 研究显示,该试验条件下,曝气4 h/d对水体中营养盐的去除效果最佳.      

基于城镇黑臭河道水体的组合型原位生态修复系统的构建与效果：以上海市地区某黑臭河道为例

为促进组合型原位生态修复技术对城镇黑臭河道水体治理效果的工程应用,基于“原位生态修复、截污控源、营造景观、水动力改善、生物多样性”的修复理念,以生物修复方式为主,结合河道黑臭的成因与水质检测分析,构建了“微生物载体缓释+曝气复氧+水生植物+循环泵设备”组合型生态修复系统,对上海市地区某黑臭河道进行工程试验研究。工程实践表明：试验进行56 d时,河道上、中、下游COD、NH₃-N和TP平均去除率分别达到71.25%、84.10%和89.94%,水体黑臭现象基本消除;水体DO质量浓度由1.1 mg/L上升到4.5 mg/L。河道水质修复得到明显改善,符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准。该组合型生态修复系统可以有效消除水体黑臭现象,增加水体溶氧量,有效降解水体中的有机污染物,对城镇黑臭河道生态修复具有较好的净化和景观效果,同时其切实可行的工程技术措施可为类似工程提供良好借鉴。     

反级配人工湿地系统处理生活污水的研究

本研究利用非冬季及冬季2套进水管路系统、内部设置反级配组合填料层及中空保温层的人工湿地结构形式,同时辅以相应的景观挺水植物,构建了村镇生活污水人工湿地处理系统。通过分析湿地系统对化学需氧量(COD)、氨氮(NH₃-N)和总磷(TP)等指标的去除率,以及有效孔隙率的变化来评估湿地系统的整体性能。结果表明,与冬季相比,系统在非冬季COD、NH₃-N和TP的去除效果均优于冬季。由于该系统在冬季的保温性能良好,微生物活性下降效果不显著,使得湿地系统在冬季仍可维持较高的COD去除水平,而且与非冬季相比冬季NH₃-N和TP的去除率下降幅度较小;复合型反级配的上下3层填料基质的组合形式能够较好地改善系统运行过程中基质孔隙率的急剧变化问题,从而延缓系统的堵塞时间。     

水蕴草对不同程度富营养化水体中氮磷去除能力的研究

通过静态模拟试验,研究了沉水植物水蕴草[Elodeadensa（Planch.）Casp.]对5种不同程度富营养化水体中氮、磷的去除能力。实验结果表明,水蕴草在5种不同程度富营养化水体中均能正常生长,且对水体中的氮、磷均表现出良好的净化效果。5种不同程度富营养化水体的TN、NO₃-N、NH₄-N、TP浓度分别由初始的3～36、2.25～27、1.2～9、1.2～14.4 mg/L降至0.29～6.82、0.3～5.8、0～1.035、0.022～5.51 mg/L。在模拟的不同营养浓度条件下,水蕴草对5种水体中TN、NO₃-N、NH₄-N、TP的累积去除率分别为:17%～28%、62%～88%、30%～70%、60%～100%。研究同时发现,水蕴草可以较好地净化不同程度的富营养化水体,并能保持清洁水体水质。     

生态滤池中植物对生活污水净化能力的影响及其微生物群落组成

生态滤池处理效果受到许多因素影响,不同植物类型导致生态滤池净化效果有明显差异。为提高生态滤池在贵州省农村适用性,研究了生态滤池中3种本地湿地植物（风车草、美人蕉、菖蒲）在不同配置条件下对生活污水中主要污染物包括COD、NH₃-N、TN、TP的去除效果,通过比较不同植物配置下主要污染物的去除率,筛选出生态滤池技术在贵州省可以达到最佳污水净化效果的植物配置。结果表明:菖蒲冬季耐寒性好,其对COD、NH₃-N及TP的去除效果最佳,去除率分别可达88%、92%以及47%;风车草与菖蒲组合TN去除能力最佳,可达49%。滤池内存在的主要微生物群落组成类似,为Proteobacteria（变形菌门）、Chloroflexi（绿弯菌门）、Acidobacteria（酸杆菌门）为主,硝化细菌群落多样性较低,以氨氧化细菌为主;反硝化细菌种类较多,存在部分好氧反硝化细菌。     

曝气-电解生态浮床的净化效果与机理分析

为强化生态浮床对重污染河道水体的净化能力,采用曝气-电解生态浮床联合技术增强生态浮床的净化功能.试验考察了电流密度、曝气量和处理时间对模拟的高氮磷重污染水体的净化潜力,分析了电解反应对填料细菌群落结构组成和浮床水生植物黄菖蒲(Iris pseudacorus)生长的影响.结果表明:在进水NH₃-N浓度为10 mg·L^-1,PO₄^3-浓度为0.8 mg·L^-1,电流密度为0.74 mA·cm^-2,水力停留时间为3 d的条件下,相比于电解生态浮床和传统的生态浮床,曝气-电解生态浮床有利于水体中NH₃-N的去除(p<0.001),其NH₃-N浓度下降至(0.92±0.24) mg·L^-1,而电解生态浮床处理的水体NH₃-N浓度为(6.85±0.17) mg·L^-1,传统生态浮床处理水体中NH₃-N浓度高达(8.09±0.40)...     

基于AQUATOX的城市景观湖泊的水环境模拟与控制

城市浅水景观湖泊因其在水循环系统中的特殊性和其景观功能容易产生富营养化污染。针对位于成都市的某小型景观水体,混合了点源污染和非点源污染多种污染源,可持续生态维护难度较大,探索了利用水生态系统模型AQUATOX来模拟和预测该景观水体的水环境状态。根据为期1年的水质参数监测数据,分析不同来源污染负荷对水体营养物质含量的影响。利用实测数据拟合模型结果,分析模型运行的敏感参数,对相关参数进行率定,以增加模型对该水体水生态演变预测的准确性。使用高度拟合模型对水体富营养化关键决定参数TP、TN以及NH₃-N对该浅水景观湖泊水质的影响,利用SWMM模型模拟LID措施对入湖雨水污染负荷的削减效果,LID措施后TP和TN的雨水径流污染负荷分别减少59.34%和58.39%,NH₃-N的负荷降低21.94%,对降低面源污染效果负荷良好。水体中TP、TN和NH₃-N含量的平均削减效果分别为38.57%、42.2%和58.31%,可为景观水体富营养化生态修复提供理论指导。     

污染水体的强化净化试验研究

采用曝气和投加营养物 -葡萄糖相结合的水体强化净化技术 ,研究了其对某具体污染水体的净化效果 ,结果表明 ,在曝气和向水体投加葡萄糖时 ,水样的 COD、NH3- N和 TP浓度均明显下降 ,但其相应的去除率并不随葡萄糖投加量的加大而增大 ;在曝气条件下 ,当体系中葡萄糖投加量为 2 .0 mg/ L· d时 ,污染物的去除效果最佳 ,投加 7d后水样中 COD、NH3- N和 TP的去除率分别达到 2 2 .4%、5 6.0 %和 3 7.0 %。     

SRIS对垃圾渗滤液中氨氮去除效能及微生态分析

针对垃圾渗滤液中ρ（NH₃-N）较高、可生化性较差、处理困难的问题,以老龄垃圾渗滤液为研究对象,探讨了改良SRIS（土地快速渗滤系统）对NH₃-N的处理效果与最高处理负荷量,同时分析了系统不同深度的ρ（NH₃-N）的变化,并利用高通量测序技术分析了进水前、后系统中的微生物群落演替情况.结果表明:①在进水ρ（NH₃-N）为125 mg/L左右、水力负荷为0.11 m3/（m2·d）、进水频率为1次/d下,垃圾渗滤液经改良SRIS的一级、二级渗滤柱处理后出水ρ（NH₃-N）平均值为3 mg/L,NH₃-N去除率在97.5%以上;提高水力负荷为0.22 m3/（m2·d）后,NH₃-N去除率为87.27%;进水频率改为2次/d,NH₃-N去除率达到96.17%.②改良SRIS的一级、二级渗滤柱所能处理的最高NH₃-N去除量分别为200和110 mg/L,并且主要在下层和底层部分发生去除.③改良SRIS中下层微生物群落多样性最为丰富,微生物群落以变形菌门（Proteobacteria）为主,在属水平下微小杆菌属（Exiguobacterium）相对丰度最高,同时还存在多种有利于NH₃-N去除的硝化、反硝化细菌以及浮霉菌,为NH₃-N的去除提供了保障.研究显示,改良SRIS对垃圾渗滤液中NH₃-N具有良好的去除效果,可为老龄垃圾渗滤液的有效处理提供借鉴.      

间歇时间对SBBR/BAF除磷影响

研究间歇曝气/曝气生物滤池脱氮除磷效果,确定其最佳间歇时间,为该种形式的曝气生物滤池高效运行提供依据。试验采用序批式曝气生物滤池SBBR和传统曝气生物滤池BAF串联运行的方式,序批式曝气生物滤池(一级滤柱)曝气时间与停曝气时间比为2h/1h、3h/2h和4h/3h下运行。试验结果表明:曝气与停曝气间歇时间在3h/2h运行时,除磷效果好,TP去除率为86.9%,出水TP平均浓度为0.92mg/L,COD去除率为88.42%,出水平均浓度30mg/L,均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准。采用SBBR-BAF工艺能同时达到脱氮除磷的效果,且系统在间歇时间为3h/2h下运行时,处理污水效能最大。     

重污染感潮河道底泥释放特征及其控制技术研究

以珠江三角洲城市重污染感潮河道为对象,研究了底泥污染物(重金属、有机物和营养盐)在静态、潮汐作用影响及人工曝气扰动下的释放特征.在此基础上,采用曝气充氧、重金属化学固定、激活底泥土著微生物等联合技术对底泥释放进行控制,研究其控制效果.结果表明:①感潮作用加速了底泥污染物的释放,与静态释放相比,Cu、Zn、Pb、Cr、COD、NH 4-N和TP的平均释放速率提高了1～4倍,释放量增加了0.3～1.8倍;底泥平均耗氧速率提高了1.28倍.②人工曝气扰动使底泥污染物局部急剧释放,并使泥水界面由弱碱性变成弱酸性;在有氧环境,NH 4-N、TP的释放得到有效抑制.③投加石灰调节pH至8～9,上覆水体Cu、Zn、Pb、Cr的去除率达到85%～98%,同时还可去除92%的TP和86%的浊度;在微碱性好氧条件下,Cu、Zn、Pb和Cr的释放量稳定在300μg·L-1以下.④底泥土著微生物层对水体及底泥污染物有良好的降解作用,通过间歇曝气COD、NH 4-N、TP去除率分别可达到85%、92%和71%;但微生物层具有较高的耗氧速率,达到45g·m-2·d-1.     

固定生物膜技术处理黑臭河水的研究

以生物陶粒作为载体,利用枯草芽孢杆菌固定生物膜技术开展黑臭河水净化研究。在预处理实验中首先论证了曝气条件对该技术的影响。实验结果显示:在曝气条件下固定生物膜参与处理10 d后,对黑臭河水中COD、浊度、NH3-N和TP的去除率分别达75.79%、93.97%、99.02%和79.20%;未曝气条件下,固定生物膜处理20 d对COD、浊度、NH3-N和TP去除率分别为42.36%、79.29%、96.44%和85.04%。仿照工程实际连续补充黑臭河水,进行曝气条件、无曝气条件、及无任何处理的对照条件下,连续处理30 d。实验结果表明:在曝气条件下,COD和浊度去除率远大于对照组,水质达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水要求。由此说明:枯草芽孢杆菌固定生物膜技术处理黑臭河水效果显著。