Eco-restoration: Simultaneous nutrient removal from soil and water in a complex residential-cropland area

An eco-restoration system to remove excess nutrients and restore the agricultural ecosystem balance was proposed and applied from August 2006 to August 2008 in a residential-cropland complex area (1.4 × 10⁵ m²) in Kunming, western China, where the self-purifying capacity of the agricultural ecosystem had been lost. The proposed eco-restoration system examined includes three main foci: farming management, bioremediation, and wastewater treatment. The results showed that the removal efficiencies of total phosphorus (TP) and total nitrogen (TN) from the complex wastewater were 83% and 88%, respectively. The Simpson’s diversity indices of macrophytes and zoobenthos indicated that the system had increased macrophyte and zoobenthic diversity as well as improved growth conditions of the plankton habitats. The results demonstrated that the proposed eco-restoration system is a promising approach for decreasing the output of nutrients from soil, improving agricultural ecosystem health, and minimizing the downstream eutrophication risk for surface waters.     

交替缺氧/好氧CAST工艺污染物去除特性

以模拟城市污水为处理对象,采用循环式活性污泥法(CAST)反应器,对交替缺氧/好氧模式下系统去除污染物的性能进行了研究。结果表明,运行期间系统内有机物的去除率稳定,出水COD小于40 mg/L,COD平均去除率为91.7%;NH4+-N、TN的平均去除率分别为83.9%、72.4%,出水TN以NO3--N为主;系统的除磷性能良好,磷酸盐的平均去除率为90.6%。此外,出水COD、TN和TP均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB-18918-2002)的一级A要求。     

Water quality performance of a batch-type stormwater detention basin.

The objective of this research was to modify an extended detention basin to provide batch treatment of stormwater runoff. An automated valve/controller was developed and placed on the outlet of a detention basin in Austin, Texas, which allowed the water quality volume to be retained in the basin for a preset length of time. The influent and effluent of the modified basin were monitored for total suspended solids (TSS), nutrients, chemical oxygen demand (COD), and total and dissolved metals. Statistically significant removal of total metals, COD, total nitrogen, total phosphorus, and TSS was observed, with a discharge event mean TSS concentration of 7 mg/L and a TSS removal efficiency of 91%. The modified basin has substantially better pollutant removal than conventional extended detention basins and is comparable with that of Austin sand filters, which are a common structural stormwater treatment system in the Austin area. The valve also can be used to isolate hazardous material spills.     

固定化微生物法去除模拟渗滤液中氨氮的研究

采用固定化微生物曝气生物滤池（I-BAF）技术成功处理了模拟垃圾渗滤液,探讨了pH和溶解氧（DO）对系统脱氮性能的影响。结果表明,固定化微生物曝气生物滤池反应系统启动迅速,运行稳定,可以有效去除模拟垃圾渗滤液中的有机物和氨氮,其去除率分别达到97.1%和99.9%。在pH为7.5～8.5之间,DO 4.0 mg/L左右的条件下对模拟垃圾渗滤液中氮的去除最为有利,同步硝化反硝化效率以及总氮去除率均达到最高,分别为96.2%和94.3%。这主要是由于I-BAF系统中大孔载体提供了厌氧-兼氧-好氧的微环境,使硝化和反硝化反应在同一个反应器内发生,共同作用实现模拟垃圾渗滤液中总氮的去除。     

Do early colonization patterns of periphytic ciliate fauna reveal environmental quality status in coastal waters?

The feasibility for developing a protocol to assess marine water quality based on early colonization features of periphytic ciliate fauna was studied in coastal waters of the Yellow Sea, northern China. The ciliate communities with 3–28-day ages were collected monthly at four stations with a spatial gradient of environmental stress from August 2011 to July 2012. The spatial patterns of both early (3–7 days) and mature (>10 days) communities of the ciliates represented significant differences among the four stations, and were significantly correlated with environmental variables, especially nutrients and chemical oxygen demand (COD). Seven and eight dominant species were significantly correlated with nutrients or COD within the early and mature communities, respectively. The species richness indices were strongly correlated with nutrients, especially in mature communities. These findings suggest that it is possible to assess the status of water quality using early colonization features of periphytic ciliate fauna in coastal waters.     

渗滤液污染地下氧化还原环境与污染物衰减研究

通过土柱实验研究垃圾渗滤液污染地下氧化还原环境的分带现象与污染物的衰减规律.实验结果表明:垃圾渗滤液污染晕中出现了3个顺序氧化还原带,依次为铁还原带、硝酸盐还原带和氧还原带,各带标志性物质Fe3 、NO-2和O2的最高质量浓度分别为14.81、1.41、5.8 mg/L;COD与NH 4-N在监测区间内呈现出相似的衰减规律,随距离的增加浓度降低,随时间的推移浓度升高,COD初期最高去除率达76.8%,后期降到50.0%;NH 4-N初期最高去除率达98.1%,后期降到90.2%.     

垃圾渗滤液同时硝化反硝化处理中有机污染物去除效果

采用同时硝化反硝化对某垃圾填埋场渗滤液进行处理,并对有机物去除效果进行分析。实验结果表明,反应器对渗滤液中COD、氨氮、总氮和部分有机物具有较好的处理效果,COD、氨氮和总氮的平均去除率为82.34%、99.82%和65.31%。GC-MS分析总共检测出53种主要有机污染物,其中邻苯二甲酸二丁酯等29种有机物的去除率达100%,乙基苯等5种有机物的去除率高于90%,邻苯二甲酸二异辛酯等8种有机物的去除率介于60%和90%之间,此外还有4-苯基戊醇等5种有机物去除率低于60%。反应器内存在亚硝氮途径的脱氮反应形式。     

低温环境下内置腐殖土填料SBR系统处理糠醛废水

在水温为5～10℃左右的条件下,通过实验对比了传统SBR系统与内置腐殖土填料式SBR系统处理糠醛废水的效能,结果表明：由于内置腐殖土填料的作用,填料式SBR系统的去除效能要高于未装填料的SBR系统;传统SBR系统的COD、氨氮和总氮的去除率分别为89%、85%和59%,出水浊度为8.6 NTU;填料式SBR系统的COD、氨氮和总氮的去除率分别为95%、90%和71%,出水浊度为1.7 NTU。     

水深对表面流人工湿地污染河水处理系统运行效果的影响

基于中试系统一年的连续运行监测,研究了水深对芦苇表面流人工湿地污染河水处理系统的影响。结果表明,水深对表面流人工湿地污染河水处理系统运行效果有很大影响,在进水COD、氨氮、总氮和总磷等分别为36±4.46、0.92±0.47、6.27±2.01和0.13±0.05 mg/L条件下,水深50 cm时处理效果最好,COD、氨氮、总氮和总磷去除率分别达到42.75%、58.42%、56.94%和43.24%。综合污染物去除效果和人工湿地建设工程量,芦苇表面流人工湿地的水深宜采用50 cm。人工湿地系统中植物光合生理和溶解氧等研究表明,水深主要通过影响植物生长和溶解氧等而影响人工湿地的水质净化效果。     

高强度好氧生物反应器处理制药废水的启动和稳定性试验研究

高强度好氧反应器(jet-loop compact reactor,JLCR)采用射流曝气强制溶氧.对JLCR处理制药废水进行了试验研究,考察了JLCR的运行效果、反应器的启动与污泥驯化、抗冲击负荷性能以及污泥沉降性能等.初步结果表明,该系统启动时间较短,运行稳定,COD去除效果较好.进水COD为8000 mg/L左右时,去除率达到80%.     

植物收割频率对水生植物滤床深度处理养猪废水的影响

采用水生植物滤床系统深度处理养猪废水,开展了不同收割频率条件下系统对污水净化效果的对比研究。实验结果表明,当水力负荷为5 cm/d时,植物收割频率的增加会降低系统对TN和TP的去除效果,而对COD的去除效果则无明显影响。当不进行植物收割时,系统对养猪废水的净化效果最好,对COD、TN和TP的平均去除率分别为71.26%、34.32%和29.52%。因此,合适的植物收割频率是强化APFB系统处理效果的关键因素。     

pH、盐度对微生物还原硫酸盐的影响研究

采用厌氧生物处理工艺,研究了在不同盐度下pH连续降低对硫酸盐还原和有机物去除率的影响。实验结果表明,硫酸盐还原菌有很强的适应pH变化的能力,在pH值达到4以下仍有60％的硫酸盐去除率。NaCl浓度由4g／L增加到50g／L抑制了各厌氧菌的活性,导致硫酸盐和有机物去除率的下降,但硫酸盐还原菌耐受性高于产甲烷菌等其他厌氧菌,在NaCl浓度为50g／L下,硫酸盐去除率能达到50％,而有机物去除率则低于30％。qRT—PCR表明了系统菌落中SRB随着环境的变化情况与化学指标结果相一致,该反应器体系中SRB在整个厌氧菌群落中只占了很小部分。     

改进型波形潜流人工湿地处理猪场废水

提出了一种改进型波形潜流人工湿地(improved wavy subsurface flow constructed wetland,IW-SFCW)并研究了该湿地系统在5个水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(2、3、4、6和8 d)下对猪场废水的处理效果。结果表明,该湿地系统对猪场废水中各污染物有较好的去除效果。在水力停留时间为4 d,进水COD、TN、NH4+-N和TP浓度分别为511、120、110和10 mg/L左右时,该湿地系统对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别为86.0%、54.4%、70.1%和91.6%。此外,该湿地系统对废水中COD、TP的去除效率随水力停留时间的延长逐渐提高,在HRT=8 d时去除效果最好,去除率分别达到92.7%和96.8%;但对TN、NH4+-N的去除率却随水力停留时间的延长出现先上升后下降的趋势,在HRT=4 d时去除率最高,分别为54.4%和70.1%。     

农户庭院型人工湿地对农村生活污水的净化效果

为了探讨人工湿地在农村生活污水处理应用中的可行性,通过在广东省珠海市上洲村建立农户型水平潜流和垂直流人工湿地系统各一套,比较2种人工湿地对农村生活污水净化效果的差异。在运行稳定阶段,2套系统处理出水中COD、BOD5、TP、NH4+-N和TN的平均浓度均达到了城镇污水处理厂排放标准(GB18918-2002)一级A标准。2套系统对农村生活污水的各污染物都具有很好的去除效果。其中,垂直流湿地对COD、BOD5、TP、TN和NH4+-N平均去除率分别为96.10%、96.01%、85.32%、91.18%和82.44%;水平潜流湿地则分别为93.29%、94.41%、86.52%、85.95%和77.46%。统计分析结果表明,垂直流湿地对NH4+-N的去除率高于水平潜流湿地,且其差异达到显著水平;水平潜流湿地对TP的去除率高于垂直流湿地,但其差异未达到显著水平。     

厌氧流化床微生物燃料电池同步除碳脱氮产电性能影响因素

研究了厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)除碳脱氮产电性能的影响因素。结果表明:(1)AFB-MFC对NH4+-N的去除不起作用。电压下降主要是由于进水有机基质浓度下降造成。(2)不添加NO3--N时,在满足AFB-MFC脱氮所需的电子供体条件下增加进水COD/TN有利于AFB-MFC产电。(3)3种无机氮共存下,AFB-MFC在进水有机碳与无机氮质量比(C/N)不低于1.37时,对COD、NO2--N和NO3--N具有理想的去除效果。AFB-MFB在一定进水C/N范围内(1.37～2.50),能得到稳定的输出电压及功率密度。(4)固定进水C/N时,AFB-MFC在高碳氮负荷下仍能得到较理想的NO2--N、NO3--N、COD去除效果,AFB-MFC对NH4+-N去除效果不明显;增加碳氮负荷,AFB-MFC输出电压及功率密度没有明显的改变。(5)有机基质浓度不变下,AFB-MFC中充足的电子供体可保证较高的NO3--N、COD去除率。AFB-MFC输出电压及功率密度随着时间延长而先增加至稳定值后下降。     

蚯蚓生态滤池对农村生活污水的深度净化效果

本实验利用多级蚯蚓生态滤池对农村生活污水进行处理研究,分别考察了不同季节蚯蚓生态滤池对COD、TN、NH4+-N和TP的去除效果,同时利用PCR-DGGE技术对不同季节的微生物群落进行初步分析。结果表明,夏季COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率分别达到86.05%、89.02%、98.48%和99.1%;出水浓度17.86、4.96、0.605和0.047 mg/L。冬季COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率分别达到83.29%、93.26%、96.96%和92.7%;出水浓度22.68、2.63、1.02和0.37 mg/L。不同季节出水水质均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A类标准。蚯蚓生态滤池内的微生物多样性冬季的要比夏季的丰富,且冬季滤池内微生物种类从上至下逐渐增加,符合污染物去除效率的变化。     

直接驯化嗜盐菌处理高盐废水的研究

从大连旅顺盐场底泥中筛选出适合高盐度的嗜盐菌,在序批式间歇反应器(SBR)中对其进行3.5%(质量分数)盐度的驯化,污泥混合液悬浮固体(MLSS)平均质量浓度达600mg/L。污泥比耗氧速率(SOUR)测量结果显示,内源呼吸阶段污泥SOUR为10.36mg/(g.h),外源呼吸阶段污泥SOUR达到29.09mg/(g.h),表明所筛选的嗜盐菌培养的污泥具有较高活性。利用培养的污泥进行高盐模拟废水处理试验,结果表明,对盐度为3.5%、COD为240～340mg/L的高盐废水,在每周期12h、曝气量0.6L/min、污泥MLSS为600mg/L、污泥龄为18d条件下,COD去除率达95%以上,NH4+-N去除率达61%,TP去除率达55%。改变进水有机负荷对出水COD去除影响不大,该系统耐有机负荷冲击能力较强;盐度负荷的改变对COD的去除影响不大,而NH4+-N去除率有明显变化,在3.5%和5.0%的盐度下,NH4+-N去除率分别为61%和31%。     

超声波-TiO_2光催化联合处理垃圾渗滤液

采用超声波强化TiO2光催化技术处理垃圾渗滤液。研究了TiO2催化剂用量、光照作用、超声波作用、pH值、曝气作用等因素对垃圾渗滤液中COD和氨氮去除率的影响。结果表明,在TiO2粉末的投加量为2 g/L、pH值为11时,先采用功率为292.5 W的超声波辐射3 min,再以高压汞灯(250 W)照射3 min,垃圾渗滤液中的COD和NH3-N去除率分别达到50.1%和75%。若在同一条件下进行饱和曝气可以使NH3-N去除率进一步达到85.3%,但会降低COD的去除率。     

曝气生物滤池处理农村污水的中试研究

采用研制的曝气生物滤池对农村污水进行处理,研究其性能特点和影响因素。结果表明：在气水比为5∶1,水力停留时间（HRT）为15 h,进水COD浓度在250 mg/L以下时,COD和氨氮的去除率分别在80％和90％以上,出水COD和氨氮值达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准;反应器在冬季水温12℃以上运行时出水COD和氨氮值比在夏季运行时有所上升,但去除率仍在80%和90%以上,可以达到排放标准。     

微波促进含Cr(VI)-H2O2体系降解甲基橙溶液的研究

研究了微波辐射下Cr(VI)－H₂O₂催化降解甲基橙溶液的行为，探索了微波功率、微波辐射时间、pH值、H₂O₂浓度、Cr(VI)等对甲基橙溶液脱色率和COD去除率的影响。研究结果表明，Cr(VI)-H₂O₂能形成类Fenton体系；微波辐射可提高H₂O₂产生羟基自由基(·OH)的效率。1000 mg/L的甲基橙溶液，在Cr(VI)浓度为10.0 mmol/L、pH值为2.5、H₂O₂浓度为20.0 mmol/L、微波功率为700W下加热2 min，甲基橙溶液的脱色率为99.2%，COD去除率为82.8%。