四平市二龙湖底泥磷释放研究

采用室内实验模拟法对四平市二龙湖富营养化限制因子磷的底泥释放速率及释放量进行了研究,并研究在种环境因子(温度、pH、DO和扰动因素)影响下底泥磷的释放规律。结果表明,(1)二龙湖年平均底泥释磷量为208·78g,最大释磷率为0·889μg/g(T=20℃,pH=8,DO为4·68mg/L);(2)自然和人为的扰动因素会促进底泥的磷释放;(3)H在弱酸至中性范围内底泥释磷量最小,酸性和碱性条件都有利于磷的释放;(4)随着温度的升高底泥释磷量增大;(5)厌条件比好氧条件更有利于磷的释放。     

四平市二龙湖底泥磷释放研究

采用室内实验模拟法对四平市二龙湖富营养化限制因子磷的底泥释放速率及释放量进行了研究,并研究在各种环境因子（温度、pH、DO和扰动因素）影响下底泥磷的释放规律.结果表明,（1）二龙湖年平均底泥释磷量为208.78kg,最大释磷率为0.889 μg/g（T=20℃,pH=8,DO为4.68 mg/L）;（2）自然和人为的扰动因素会促进底泥的磷释放;（3）pH在弱酸至中性范围内底泥释磷量最小,酸性和碱性条件都有利于磷的释放;（4）随着温度的升高底泥释磷量增大;（5）厌氧条件比好氧条件更有利于磷的释放.     

环境因素对长寿湖底泥释磷影响的模拟实验研究

肥水养殖显著增加了长寿湖底泥中的磷含量。为了解肥水养殖积累在湖泊底泥中磷的释放情况,以长寿湖大坝口枯水期底泥为实验材料,模拟研究了不同环境条件(上覆水pH、温度、DO含量和扰动)下湖泊底泥的释磷特征。结果表明,在弱碱性条件下,底泥释磷量随上覆水pH的升高而升高;温度升高有利于底泥磷的释放,温度每升高5℃,第21天时底泥释磷量增大0.0045～0.0074 mg/L;DO含量降低有利于底泥中铁/铝结合态磷的释放;扰动对底泥磷的释放没有明显影响。研究表明,网箱养殖增加了底泥中的有机磷含量,促进有机磷向无机磷转化,增大了底泥中磷的释放风险。     

湖泊底泥磷释放及磷形态变化

为研究底泥中内源性磷释放对城市景观水体富营养化的影响,以西安市曲江南湖为对象,采用底泥磷形态标准测试方法(SMT)分析了磷的赋存形态,通过模拟实验探究了在不同环境条件(温度、pH和溶解氧)下磷形态变化的特征。结果表明:温度升高促进内源磷的释放,在夏季加剧水体富营养化程度;碱性条件有利于磷的释放,增大补给水源可减少底泥释磷量;厌氧环境下底泥释磷量是好氧时的3.96倍;Al-P和Ca-P较稳定,在酸性条件下会加速其溶解;NH+4-P、Fe-P和OrgP受溶解氧、pH和温度影响较大,其吸附与释放能力有明显的差异。     

温度及外加碳源对生物脱氮除磷过程的影响

针对污水处理厂普遍面临的进水碳源不足及冬季低温时出水氮磷不能稳定达标的问题,研究了温度(21、15和10℃)和外加碳源(乙酸)对活性污泥缺氧条件下反硝化及释磷过程的影响。结果表明,在缺氧条件下投加乙酸,释磷与反硝化反应可同时进行,且乙酸投量的增加仅延长快速碳源反硝化阶段及缺氧释磷阶段的反应时间;温度降低为15℃和10℃时,快速碳源反硝化阶段反硝化速率及缺氧释磷速率较21℃分别降低了约29.2%、42.2%和26.1%、32.3%。当硝态氮目标去除量与磷酸盐目标释放量之比超过5时,乙酸的最优投量以满足反硝化要求为准,计算得出21、15和10℃时常州某城镇污水处理厂乙酸最优投加量计算值约为30、39和46 mg/L。     

投加硝酸钙对城市黑臭河道底泥氮迁移转化的影响

投加硝酸钙是目前河道黑臭底泥原位治理常用的方法,然而,投加硝酸钙会造成底泥硝态氮和氨氮的过量释放,而其影响机制尚未明确。因此有必要对投加硝酸钙后硝态氮在底泥中的迁移转化规律及其促进氨氮释放的机理进行研究。结果发现,硝酸盐在间隙水的迁移距离取决于硝态氮反硝化速率,而在黑臭底泥中硫化物氧化是影响反硝化速率的关键因素。当硝酸钙投加量为20 g/kg时,硝态氮的迁移距离小于6 cm,且在14 d后消耗光;可见,通过控制硝酸钙在底泥中的投加位置可避免硝态氮的二次释放。另一方面,投加硝酸钙会促进底泥氨态氮向间隙水释放,投加当天释放率可高达101%,且会在间隙水中发生累积迁移。其中,氨氮的增加量和底泥氨态氮解吸量呈一级线性关系(r=0.986)、和硝酸钙投加量关系符合cubic曲线;据此可推测,氨氮的急剧释放与钙离子对底泥铵态氮的化学浸提有关。     

利用有机基质厌氧生物产氢的试验研究

对利用有机基质厌氧生物产氢过程进行了试验研究 ,结果表明 ,污泥种类、基质种类、基质浓度和起始 p H对厌氧产氢反应有显著影响。当校河底泥在以 2 0 g COD/L的果糖为基质 ,起始 p H为 6.5时 ,产氢效果最佳 ,停滞期仅为 5 h,产气速率高达5 0 .1m L/g VSS·h,且可持续 12 h,累积产气量高达 60 4.9m L/g VSS,其中氢气含量约为 5 0 %。半连续试验的结果表明 ,若及时更换和补充基质 ,适当调节 p H,就可实现持续产氢 ,在 16h内平均产气速率可达 60 .0 m L /g VSS· h,氢气含量约为 45 %。     

疏浚底泥隧道式微波干燥特性及能效分析

采用隧道式微波干燥设备对疏浚底泥进行了连续化微波干燥实验,系统研究了微波功率与进料量对疏浚底泥微波干燥特性的影响,建立了干燥所需时间与微波功率、进料量之间的数学模型。结果表明,疏浚底泥在连续化微波干燥过程中经历了加速干燥、恒速干燥和降速干燥3个阶段;微波功率越大,进料量越小,干燥所需时间明显缩短,水分比下降的速率加快;微波功率对低含水率底泥干燥过程中水分比影响较大,对干燥速率影响不明显。在同一进料量时,随着功率的增大,干燥所需时间呈指数衰减形式增加,能耗逐渐降低;在同一功率下,干燥所需时间与进料量呈正比,能耗逐渐增大。底泥进料量在1.28~5.12 kg/min之间,以微波功率3 k W进行干燥为宜,既达到干燥的目的,又能节省能耗。     

不同固化剂对底泥重金属稳定化效果的研究

通过浸出毒性方法,考察了CaO、磷酸二氢铵(MAP)、磷酸二氢钙(MCP)、磷酸氢二铵(DAP)、磷酸二氢钠(MSP)和一种镁系胶凝剂M1对底泥重金属的稳定化效果。结果发现,当CaO的添加量为75 g/kg,底泥中Zn、Pb、Ba和Mn的浸出浓度分别降低了72.8%、67.6%、34.9%和94%;当M1的添加量为200 g/kg,Zn、Ba和Mn浸出浓度分别降低了85.1%、76.1%和99%,Pb的浸出浓度降低95%以上;当MAP、MCP、DAP、MSP的添加量为100 g/kg,Zn的浸出浓度下降了70%~85%,Mn的浸出浓度下降了40%~90%,Ba的浸出浓度下降95%以上。此外,MAP、MCP、DAP和MSP的添加使底泥中总磷的浸出浓度显著增大。     

底泥污染物释放动力学研究

采用模拟试验方式和新型微生物数量测定方法 ,研究了沼泽化湖泊底泥和受污染河流底泥在不同扰动状态下 ,底泥耗氧速率、氮和磷污染物释放动力学过程。结果表明 :( 1)底泥耗氧速率是同样条件下上覆水耗氧速率的 48倍 ,而在扰动状态下 ,底泥耗氧速率达到上覆水耗氧速率的 5 96— 93 6倍 ,扰动底泥显著增大其耗氧速率 ,底泥污染越严重 ,其耗氧速率越大 ,对水体产生的影响也越大。 ( 2 )扰动底泥可以显著增大底泥的氮磷释放速率 ,氮的释放受有机氮的氨化、氨氮的硝化、硝酸盐氮的反硝化以及氨氮被微生物吸收转化为有机氮等的影响 ;磷的释放过程受厌氧过程和底泥颗粒吸附的影响 ,耗氧速率高的底泥具有更大的氮磷释放潜力。 ( 3 )微生物数量在底泥污染物释放动力学中起着关键性作用 ,新型方法可以快速检测微生物总量。试验结果对于水环境的管理、受污染水体的修复 ,以及底泥的处理处置等都具有重要的指导意义     

非稳定状态下除磷过程的特点研究

为了研究非稳定状态下生物除磷的特点,采用序批式间歇反应器(SBR),通过不同的进水方式(连续进水和瞬时进水),系统地考察了进水体积、NOX-N、限制曝气等因素对除磷过程的影响。结果表明,在温度为(23±0.5)℃、pH为7.0～8.0时,厌氧搅拌期连续进水的比释磷量(单位质量污泥(以MLSS计)的释磷量(以PO43-P计))比瞬时进水时高出42.11%。在运行条件相似的情况下,厌氧搅拌期的比释磷量与每周期进水体积无关。相对于连续进水,瞬时进水更有助于促进微生物利用有机底物进行自身的生长。限制曝气对连续进水和瞬时进水的释磷过程都存在明显的影响,在DO小于0.1mg/L的情况下,2者的比释磷量相对非限制曝气时分别降低了57.14%和55.56%。在连续进水时,NOX-N的反硝化结束伴随着释磷速率的突然升高。利用贮存作用并不能每次都成功地抑制丝状菌污泥膨胀。     

杭州西湖总磷模型及其治理应用(Ⅱ)

在杭州西湖总磷模型及其治理应用(Ⅰ)的研究基础上,再用平面二维水动力方程、对流扩散方程(其中考虑了底泥沉降及底泥释放同时发生的水与底泥双层介质的交换)数值解,对一个进出水口,引水量2000万t／a8个点浓度的平面分布进行了验证,并研究了多个进水、出水口的布局和引水增加后对西湖各水域水质改善程度。又用最新水质资料作了预测验证。     

底泥扰动状态下内源磷释放过程模拟研究

为了揭示底泥扰动对内源磷释放的影响,通过室内实验模拟了底泥多次扰动状态的整个过程。结果表明,底泥扰动刚结束(0 h),溶解态磷(DIP、DTP)显著降低;底泥扰动结束后(1、6和24 h),溶解态磷发生"滞后释放"。第1 d,在1、6和24 h采样时段,DIP、DTP的"滞后释放量"最大,分别达到20.0 1mg/kg,22.12 mg/kg,16.85 mg/kg和17.21 mg/kg,22.12 mg/kg,9.69 mg/kg。第2 d,该释放量分别降低了44.80%~57.87%和42.52%~61.24%。随着底泥扰动次数的增加,溶解态磷的"滞后释放"逐渐转变为"负释放",同时,DIP/TP和DTP/TP逐渐降低。这说明,底泥扰动应该是促进了上覆水中溶解态磷向底泥的迁移和强化了底泥对磷的固定作用,同时降低了水体中磷的可生物利用性。因此推测,底泥扰动延缓了水体富营养化的发展进程。     

城市富营养化水体底泥净化磷效果

以城市富营养化水体底泥和上覆水为材料,研究了扰动状态下底泥对外源磷的净化效果。结果表明,扰动状态下,200 g湿底泥从上覆水中共吸收外源磷19.92 mg,而静止状态下,200 g湿底泥仅吸收了13.61 mg。然而,厌氧状态下,前者内源磷释放量仅占吸收磷量的43%,而后者则高达63.4%。说明底泥扰动不仅强化了底泥对外源磷的吸收,而且也强化了内源磷的固定能力。这与扰动状态下外源磷在不同形态磷间的数量分布有关。底泥扰动和静止状态下,难释放态磷(HCl-P、闭蓄态Fe/Al-P)的增加量分别占底泥吸收外源磷量的36%和21%。     

曝气对黑臭河道污染物释放的影响

利用黑臭河道模拟装置,对比研究了在静置和人工曝气2种方式下底泥污染释放特征及对上覆水水质的影响。结果表明,与静置释放相比,人工曝气促使实验前期底泥污染物快速释放,使得上覆水体中的各项污染物指标上升;随着水体中DO浓度的增加,硝化细菌、嗜磷菌等好氧细菌的活性增强,水体中的COD、氨氮、TN和TP得到降解或转化,浓度快速下降。实验期内,人工曝气底泥中TN、TP的平均释放速率分别为:-0.11 g/(m2·d)和-0.02 g/(m2·d),并且TP由最初的0.96 mg/L降到最终的0.48 mg/L,去除率达到50.00%。人工曝气在前期对水体中各污染指标有升高的影响,但增加了水体中的DO浓度,可以有效地抑制底泥中氮和磷的释放,对水体有机污染物、TN及TP有一定的削减作用,因此,该技术适合黑臭河道的水体修复。     

温度对SBR单级好氧生物除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,以丙酸钠作为单一碳源,分别设置温度为5、15、25、35℃的4组序批式反应器(R1、R2、R3、R4),考察了温度对单级好氧工艺除磷的影响。结果表明,稳定运行阶段,R1、R2、R3、R4出水磷浓度分别为4.05、2.17、1.34和0.11 mg/L,去除效率分别为61.5%、79.3%、87.2%和99.0%,吸磷速率分别为0.501、1.432、2.538和3.700mg P/(g VSS·h),即提高温度有利于磷的去除。此外,各反应器中多聚磷酸盐激酶(PPK)和外切磷酸盐酶(PPX)活性分别为0.093、0.213、0.376、0.549 U和0.010、0.019、0.029、0.025 U,导致吸磷速率和释磷速率随之增大,可知温度影响聚磷菌PPK和PPX的活性,从而影响除磷效果。静置阶段,聚磷菌体内储能物质糖原质和聚羟基脂肪酸酯基本保持不变,但各反应器均出现了释磷现象,聚磷作为主要供能物质,单位释磷量分别为1.95、6.42、9.90和9.56 mg P/(g TSS),提高温度可促进静置段聚磷分解提供能量,从而驱动好氧吸磷达到更好的除磷效果。     

实际污水与模拟污水活性污泥系统的特性差异

实验中经常采用人工配置的模拟生活污水,为了研究其与实际生活污水活性污泥系统的特性差异,采用2个序批式间歇反应器(SBR)进行平行实验(厌氧、好氧方式运行),系统地考察了在进水主要组分和运行参数相同的情况下,不同原水对活性污泥系统脱氮、除磷、比好氧速率、污泥絮体形态和出水水质等方面的影响。结果表明,模拟污水系统的硝化活性强于实际污水系统,两者的平均硝化速率分别为7.43 mg NH4+-N/(L.h)和5.55 mg NH4+-N/(L.h)。在前置厌氧段,模拟污水系统的释磷量比实际污水系统高出36.45%。两者在后续好氧阶段都能够充分吸磷。模拟污水系统的平均比好氧速率(SOUR)高达64.54 mg O2/(g MLSS.h),而实际污水系统的则只有32.81 mg O2/(g MLSS.h)。模拟污水系统的污泥絮体疏松,粒径小,形状不规则,沉降性差,沉后出水平均悬浮物浓度(SS)为20 mg/L;而实际污水系统的污泥絮体则密实、粒径大,沉降性好,沉后水十分清澈,SS几乎检测不出。     

底泥污染物释放动力学研究

采用模拟试验方式和新型微生物数量测定方法，研究了沼泽化湖泊底泥和受污染河流底泥在不同扰动状态下，底泥耗氧速率、氮和磷污染物释放动力学过程。结果表明：（1）底泥耗氧速率是同样条件下上覆水耗氧速率的48倍，而在扰动状态下，底泥氧速率达到上覆水耗氧速率的596－936倍，扰动底泥显著增大其耗氧速率，底泥污染越严重，其耗氧速率越大，对水体产生的影响也越大。（2）扰动底泥可以显著增大底泥的氮磷释放速率，氮的释放受到机氮的氨化、氨氮的硝化、硝酸盐氮的反硝化以及氨氮被微生物吸收转化为有机氮等的影响；磷的释放过程受厌氧过程和底泥颗粒吸附的影响，耗氧速率高的底泥具有更大的氨磷释放潜力。（3）微生物数量在底泥污染物释放动力学中起着关键性作用，亲型方法可以快速检测微生物总量。试验结果对于水环境的管理、受污染水体的修复，以及底泥的处理处置等都具有重要的指导意义。     

ES稳定重金属污染底泥效果

就新型有机重金属稳定剂ES和常用稳定剂氧化钙、硫化钠、硫酸亚铁、磷酸氢二钠、壳聚糖对Cu、As、Cd、Hg单一重金属模拟底泥的稳定化效果进行了对比实验研究。结果表明,氧化钙对几种重金属均有一定稳定效果,但用量大,成本高;硫化钠也对4种重金属有一定效果,对Hg、Cu效果较佳,As、Cd效果一般;磷酸氢二钠则对Hg、As基本无稳定效果;硫酸亚铁虽对As有较高的稳定化率,对于其余3种重金属则基本无效;壳聚糖则对As有明显反作用。根据稳定模拟底泥实验结果对新型有机重金属稳定剂-ES的稳定现场原状污染底泥的工程应用和机理进行了研究。结果表明,投加量为5%,pH为8,液固比为1.2∶1时,ES对复合重金属底泥中的重金属稳定化率最高。经ES稳定后各重金属形态残渣态占较大比例,稳定性佳。     

A/O-MBR中硝化活性污泥的富集及其对氧氟沙星的降解作用

采用A/O-MBR系统,逐步提高进水氨氮浓度富集了硝化活性污泥(NAS),在此基础上,考察了COD、烯丙基硫脲(ATU)、氨氮初始浓度及氨氧化速率对NAS降解氧氟沙星(OFL)的影响。结果表明:富集的NAS的氨氧化速率达到了20 mg/(g SS·h)以上,对OFL具有明显降解作用;ATU存在条件下,COD对OFL的去除作用没有影响;提高初始氨氮浓度和NAS氨氧化速率均可以提高OFL降解量;初始氨氮浓度由50 mg/提升至150 mg/L时,OFL降解量由67.26μg/g提高到82.11μg/g;氨氧化速率由小于2.5 mg/(g SS·h)提升至大于20 mg/(g SS·h)时,OFL降解量由30.71μg/g提高到75.16μg/g。