曝气生物滤池应用于封闭循环海水养殖系统的试验研究

曝气生物滤池是封闭循环海水养殖系统的核心设备。现以封闭循环海水养殖系统中的曝气生物滤池为试验研究对象,考察了曝气生物滤池的挂膜过程及NH3-N初始质量浓度、循环流速、溶解氧（D0）、循环时间及温度对NH3-N去除效果的影响。试验表明,该曝气生物滤池的生物膜成熟快,当曝气生物滤池在正常养殖状态时．水的循环流速为130L／h可达到NH3-N最大去除率;水的循环流速为80IA可应对高浓度NH3-N负荷。在污水DO质量浓度为7．0mg／L,温度为34℃时,滤池有最大的NH3-N去除率。     

改良交替式生物池出水NH3-N随时间变化研究

针对改良型交替式生物池出水阶段NH₃-N逐步上升的现象,通过设置不同采样位置、采样深度研究其水质随时间的变化规律。研究表明,改良型交替式生物池在边池出水阶段,发生了明显的反硝化现象,前2 h内反硝化基本完成,且随着水深的增加反硝化现象越明显;发生反硝化的同时,活性污泥会释放NH₃-N,这是造成随着出水时间的延长NH₃-N浓度逐步上升的主要原因。     

人工湿地净化海水养殖外排水影响因素与效果实验研究

以海水养殖外排水为处理对象,构建芦苇复合垂直流人工湿地模拟系统进行处理效果的影响因素(盐度,水力负荷,污染负荷)实验。植物选择芦苇,种植密度为48株/m2,基质填料选择细纱、蛭石、高炉矿渣、沸石和砾石。实验结果显示,随着盐度的升高,人工湿地对CODMn和NH4-N的去除率差异不显著(P>0.05),对PO4-P的去除率在逐渐降低,变化显著(P<0.05),但芦苇表现出较强的耐盐性,在盐度20时生长良好。随着水力负荷的增加,人工湿地对CODMn、NH4-N和PO4-P的去除率呈现出降低的趋势,变化显著(P<0.05);而当污染负荷增加时,去除率呈现出先增加后降低的趋势。综合考虑运行合理性及运行效果,得出合理工况为盐度20,水力负荷0.4 m3/(m2.d),污染负荷CODMn 10 mg/L,NH4-N 2 mg/L,PO4-P 0.5 mg/L。在此工况下,系统稳定运行2个月,显示人工湿地对海水养殖外排水中的污染物具有较好的去除效果。     

天然水体环境温度对生物修复工艺除NH+4-N效果影响分析

采用弹性填料微孔曝气生物修复方法净化受污染的某饮用水源，探讨了天然水体环境温度变化对生物除NH4^ -N作用效果的影响。结果表明，水体环境温度对生物修复工艺除NH4^ －N作用影响很大，水温越高，生物修复工艺除NH4^ -N效果越好，在较低的水体环境温度下，水温变化对生物修复工艺除NH4^ －N作用效果影响最大；在日常水体环境温度下，水温变化对生物修复工艺除NH4^ -N作用效果影响最小；在水体环境温度较高条件下，水温变化对生物修复工艺除NH4^ －N作用效果影响较小。     

复合生物滤池处理NH3和H2S混合恶臭气体的实验研究

采用复合生物滤池处理NH₃和H₂S酸碱混合气体,其中复合生物滤池由生物滴滤池和生物过滤池组成.研究表明:在气体流量为0.9～1.4 m3/h,气体质量浓度为15 mg/m3,营养液喷淋量为4.56 L/h时,出气NH₃和H₂S的质量浓度分别达到<恶臭污染物排放标准>(GB14554-93)中的一级和二级排放标准,除臭效果好.研究还表明:复合生物滤池中微生物的生长条件差别较大,在生物滴滤池内生长的微生物为枯草芽孢杆菌、钟虫等细菌,而在生物过滤池内生长的微生物则为白曲霉菌、葡萄球菌等真菌.      

负载NH4+-N生物炭对土壤N2O-N排放和NH3-N挥发的影响

利用生物炭吸附面源污染水体NH₄⁺-N并将其进行还田可实现此氮资源由水体到农田的安全有效迁移,而探索负载NH₄⁺-N生物炭对N₂O-N排放和NH₃-N挥发的影响则对于减施化肥和降低土壤氮素损失意义重大.本研究采用土柱试验,设置4个处理：对照（不施氮肥,CK）、单施化肥（NPK）、负载氮+化学磷钾肥（N-BC+PK）和生物炭+化肥（BC+NPK）.结果表明,相较NPK和BC+NPK处理,N-BC+PK处理N₂O-N累积排放量、NH₃-N累积挥发量、气态氮素累积损失量（以N计）分别显著降低了33.62%和24.64%、70.64%和79.29%、64.97%和73.75%（P<0.05）.特别需要说明的是,BC+NPK处理相比NPK处理显著增加了NH₃-N累积挥发量（P<0.05）.综上所述,负载NH₄⁺-N生物炭可显著减少N₂O-N排放和NH₃-N挥发,且其减排效果显著优于传统的生物炭化肥配施.本研究结果将为富营养化水体NH₄⁺-N农田回用和土壤气态氮素减排提供理论依据和数据支持.     

生物强化生物滤池去除海水养殖废水中氨氮

针对海水养殖水生物脱氮效果差的问题,将海洋菌株SF16接种到曝气生物滤池中,构建生物强化海水养殖废水处理系统,以未投加菌株SF16的曝气生物滤池作为对照,研究了水力停留时间(HRT)、盐度、碳氮比、溶解氧(DO)等因素对氨氮去除效果的影响。结果表明,菌株SF16能显著提高曝气生物滤池耐盐性和异养硝化-好氧反硝化脱氮效果。菌株SF16强化曝气生物滤池在HRT为4 h,盐度为3%～5%,高锰酸盐指数/NH_4~+–N为14,DO为4～5 mg/L的适宜工艺条件下,处理初始NH_4~+-N浓度为10 mg/L的模拟海水养殖废水,NH_4~+-N、TN和高锰酸盐指数的去除率分别达到95%、93%和80%以上,NO_3~-–N和NO_2~-–N积累量分别低于0.1 mg/L和0.02mg/L,出水无机氮和高锰酸盐指数达到《海水养殖水排放要求》(SC/T 9103-2007)的一级排放标准。该研究结果能够为菌株SF16在海水(浓海水)养殖系统废水处理工程中应用提供技术支持。     

电化学氧化法去除兰炭废水中COD和NH3-N

采用电氯化氧化法处理高浓度含有机污染物和氨氮的兰炭废水,考查了NaCl添加量、外加电压、初始pH值等对废水中化学需氧量（COD）和氨氮（NH₃-N）去除效果的影响,并对电化学氧化过程及污染物氧化机理进行深入分析.研究表明,随着NaCl添加量、外加电压及电解时间的增加,废水中COD与NH₃-N去除率逐渐增大.在NaCl添加量为60g/L、电压6V、极板间距10mm、废水初始pH值不变、电解时间3h的条件下,兰炭废水中COD和NH₃-N去除率分别为84.31%和95.77%,远高于不添加NaCl时的41.18%和34.10%.废水中COD和氨氮的降解主要归因于间接氧化,阳极反应产生的Cl₂水解生成具有强氧化性的ClO^-.电解过程中大部分NH₃-N在ClO^-的作用下转化为N₂,而小部分以含氮化合物的形式存在.兰炭废水中有机污染物主要以酚类物质为主,电化学处理后其含量大幅降低,部分会转化为醚类或者烷烃类物质.     

曝气生物滤池处理效果影响因素试验研究

曝气生物滤池具有占地面积小、处理效率高等特点而成为分散型污水处理技术的优先选择,为了进一步优化该工艺的运行控制,通过试验研究了有机负荷、水力停留时间、气水比等因素对曝气生物滤池处理效能的影响,结果表明曝气生物滤池对有机负荷、水力停留时间、气水比变化具有良好的适应能力。在温度为20℃～25℃时,COD负荷在1-4．5kg／m^3·d之间、气水比在3：1～10：1之间、水力停留时间在30min-60min之间时,COD去除效果良好,平均去除率可达85％。COD负荷、停留时间和气水比对硝化反应影响显著,增加COD负荷对反应器的硝化能力有明显的抑制作用,反应器需要充分硝化时的进水有机负荷应控制在1．5kgCOD／m^3·d以内较为合适。停留时间在30min-60min、气水比在3：1～10：1范围内变化时,NH4^＋-N去除率增加显著。     

曝气生物滤池进水COD浓度对NH_3-H去除率影响

为探讨曝气生物滤池进水COD浓度对NH3-H去除效果的影响,选取污水厂现场进行实地研究。将反应器进水COD浓度划分为5个水平:70~90 mg/L、90~110 mg/L、110~130 mg/L、130~150 mg/L、>150 mg/L,测定上述各个水平下的NH3-N去除率并进行反正弦转换后,做单因素方差分析。结果表明,在一定的水力负荷条件下,进水COD浓度与NH3-H的去除率密切相关,当进水ρ(COD)<90 mg/L和>150 mg/L时,NH3-H去除率较低;而当进水ρ(COD)为90~110 mg/L时,NH3-H去除率较高。     

不同氨氮填加量下沉水植物对沉积物DOM荧光特性的影响

采用三维荧光光谱技术,模拟研究了不同氨氮添加量(0,100,200和400 mg/kg)下沉水植物对湖泊沉积物DOM(溶解性有机质)荧光特性的影响.结果表明:不同氨氮添加量下,沉水植物的存在明显增强沉积物DOM荧光强度,其中对类蛋白质和类氨基酸组分荧光强度影响较大(荧光强度分别增大了20%～77%和27%～56%);而对类腐殖酸和类富里酸组分影响相对较小(荧光强度分别增大了5%～25%和21%～29%). 添加氨氮可增强沉水植物对沉积物DOM荧光强度影响的程度,当添加量为100 mg/kg时,沉水植物生长最旺盛,沉积物DOM中类蛋白质和类氨基酸组分荧光强度增幅最大(分别约77%和56%);即外源氨氮通过增加沉积物蛋白质和氨基酸含量增强了沉积物有机氮的生物有效性;而在其他添加量下,DOM各荧光组分强度增幅不大,即适当添加外源氨氮,可通过促进沉水植物生长增加沉积物中蛋白质和氨基酸等含量,从而提高沉积物有机氮的生物有效性.      

桃浦河底泥CODcr和NH3—N的分布特征浅析

根据上海市桃浦河的河道形态和地貌特征，共设计和采集了15个柱样，在对其进行CODcr、NH3-N系统测定分析的基础上，得出以下结论：（1）桃浦河底泥已受到严重污染，CODcr、NH3-N平均含量分别超过参照标准值（CODcr9699.6mg/kg,NH3-N78.79mg/kg)1.1～10倍和1～5.8倍，污染最严重的是真大路桥到沪嘉高速公路段；其次是环镇北路桥到陈太路存瑞桥段，云岭东路桥到中科化工厂桥段，杨柳青路桥到北石路桥段。（2）垂直分布呈现由下而上污染加重的趋势，表明现代污染日趋势严重。（3）不同河段污染程度出现差异主要与其所处周围环境的排污有关。（4）基于桃浦河底泥污染程度的不同，在底泥疏浚时应予以区别对待。     

曝气生物滤池中碳和氮代谢特性

用充填陶瓷滤料的曝气生物滤池研究碳和氮代谢特性。曝气生物滤池进水氨氮为52mg／L左右、COD为100mg／L左右和回流比为200％时,经过20多d的运行,出水氨氮小于0．05mg／L、COD小于25mg／L、亚硝态氮为4．7mg／L和硝态氮为7．1mg／L,COD去除率达75％,氨氮去除率达99．9％,总氮去除率达78％;过大和过小的回流比对曝气生物滤池的运行性能都是不利的。研究成果可以应用于一般城市污水以及含低COD、高氨氮工业废水的处理。     

老龄渗滤液氨氮在地下咸水条件下变迁过程研究

垃圾进入填埋场后将持续近百年的降解,其产生的渗滤液对周边环境造成了长时间污染。海滨填埋场作为沿海地区生活垃圾的一种重要处理方式,在垃圾长时间稳定化过程中,老龄渗滤液泄漏引发的地下环境问题具有一定的独特性。文章以老龄渗滤液氨氮为指标,通过构建砂箱实验来研究老龄渗滤液在咸水条件下的迁移转化过程。结果表明:在地下咸水环境中,渗滤液氨氮较易沿水流水平方向扩散,扩散速度随空间推移不断降低,而垂直方向运移速度相对较慢;同时老龄渗滤液的碳物质的迁移速度低于氨氮的迁移速率,因此在离污染源较近的位置,碳物质浓度随运移时间浓度增加较大;而对于老龄渗滤液中的其他氮则比氨氮运移速度要慢。对于浓度较低的老龄渗滤液,其在地下环境中污染范围相对较小,如果污染源得到控制,其地下环境中具有良好的自我净化能力。     

磁场强化曝气生物滤池处理高浓度氨氮废水的研究

本研究采用普通陶粒、普通陶粒外加静态磁场（50 mT）和磁性陶粒（2.5 mT和5 mT）曝气生物滤池处理高浓度氨氮废水,对比研究了不同类型和强度的磁场强化下曝气生物滤池的硝化反硝化效果,并通过分子生物学手段系统分析了磁场强化硝化反硝化的微生物学机理.结果表明,随着氨氮浓度增加,磁场强化下曝气生物滤池硝化反硝化效果显著高于普通陶粒曝气生物滤池.当氨氮浓度提高到400 mg·L^-1时,磁场强化曝气生物滤池（磁性陶粒和外加静态磁场）的氨氮去除率大于97%,高于普通陶粒曝气生物滤池的氨氮去除率（88%）;磁场强度为2.5 mT的磁性陶粒曝气生物滤池的总氮去除率达到67%,显著高于其他3个曝气生物滤池（p<0.05）（分别为55%、54%和55%）.分子生物学检测结果表明,2.5 mT磁场强度的磁性陶粒上生物膜的硝化反硝化酶活性和功能基因丰度大幅提高,硝化反硝化细菌的丰度及多样性显著增加.     

浏阳河长沙段CODMn、NH3-N和TP综合降解系数研究

采用现场水团追踪法,研究了浏阳河长沙段COD_Mn、NH₃-N和TP的综合降解系数与河段水流流速之间的相关关系,并通过河段历史水文和水质监测数据对所建立的相关方程进行了验证.结果表明,浏阳河长沙段COD_Mn、NH₃-N和TP的综合降解系数与流速之间呈明显的线性相关关系,相关方程形式分别为K（COD_Mn）=0.037+0.635v、K（NH₃-N）=0.059+0.315v和K（TP）=0.004+0.140v.所建立的线性相关方程对研究河段COD_Mn、NH₃-N和TP浓度预测结果的决定系数均大于0.90、相对均方根误差均小于0.10.受风浪作用、紊动水流和弯道环流的影响,当流速小于0.35m/s时,顺直河段的污染物综合降解系数均大于弯曲河段的污染物综合降解系数;当流速大于0.46m/s时,弯曲河段污染物综合降解系数均大于顺直河段的污染物综合降解系数.研究成果对浏阳河长沙段水质管理与水环境保护具有重要的参考价值.     

腐殖酸对NH+4-N在饱和含水层中迁移的影响

通过等温吸附实验,研究了有和无腐殖酸2种情况下,NH 4＋-N在石英砂上的等温吸附过程,并运用Langmuir方程和Freundlich方程进行了拟合,计算了不同条件下NH 4＋-N在石英砂上的最大吸附量;通过室内土柱模拟实验,测定了不同时间内土柱出水中的NH 4＋-N、NO 3--N和NO 2--N的含量,分析了腐殖酸在饱和含水层中对水中NH 4＋-N迁移转化的影响,并运用伪二级动力学方程和二阶段吸附速率方程对动力学过程进行了拟合.结果表明,Langmuir方程和Freundlich方程均能很好地描述NH 4＋-N的等温吸附过程;腐殖酸的存在增加了石英砂对NH 4＋-N的吸附量,无腐殖酸时NH 4＋-N最大吸附量为0.205mg.g-1,有腐殖酸时NH 4＋-N最大吸附量为0.354 mg.g-1.室内土柱实验结果表明,在实验前期,腐殖酸通过增加吸附空间而增大了NH 4＋-N吸附量;当吸附饱和后,腐殖酸可能为硝化细菌等微生物提供碳源和能量,参与NH 4＋-N转化为NO 3--N和NO 2--N的化学反应,使有腐殖酸条件下的NH 4＋-N出水浓度始终低于无腐殖酸条件.伪二级动力学方程和二阶段吸附速率方程均能很好地描述NH 4＋-N的吸附过程（无腐殖酸条件下R2=0.992 3,R2=0.994 4;有腐殖酸条件下R2=0.997 7,R2=0.998 1）,推测石英砂对NH 4＋-N的吸附属于化学吸附过程;通过比较二阶段吸附速率常数k3（有、无腐殖酸时分别为0.247和0.143）和k4（有、无腐殖酸时分别为0.006 27和0.001 7）,发现NH 4＋-N的吸附主要表现为第一阶段吸附,不定向地吸附在石英砂表面的活性点位上,且腐殖酸的存在使NH 4＋-N的平衡吸附量qe增大.     

Effects of urea and (NH4)2SO4 on nitrification and acidification of Ultisols from Southern China

The mechanisms for the effects of ammonium-based fertilizers on soil acidification in subtropical regions are not well understood. Two Ultisols collected from cropland and a tea garden in Anhui and Jiangxi Provinces in subtropical southern China, respectively, were used to study the effects of urea and (NH₄)₂SO₄ on the nitrification and acidification of soils with incubation experiments. Nitrification occurred at very low pH with no N fertilizer added and led to lowering of the soil pH by 0.53 and 0.30 units for the soils from Jiangxi and Anhui, respectively. Addition of urea accelerated nitrification and soil acidification in both Ultisols; while nitrification was inhibited by the addition of (NH₄)₂SO₄, and greater input of (NH₄)₂SO₄ led to greater inhibition of nitrification. Ammonia-oxidizing bacteria (AOB) played an important role in nitrification in cropland soil under acidic conditions. Addition of urea increased the soil pH at the early stages of incubation due to hydrolysis and stimulated the increase in the AOB population, and thus accelerated nitrification and soil acidification. At the end of incubation, the pH of Ultisol from Jiangxi had decreased by 1.25, 1.54 and 1.84 units compared to maximum values for the treatments with 150, 300 and 400 mg/kg of urea-N added, respectively; the corresponding figures were 0.95, 1.25 and 1.69 for the Ultisol from Anhui. However, addition of (NH₄)₂SO₄ inhibited the increase in the AOB population and thus inhibited nitrification and soil acidification. Soil pH for the treatments with 300 and 400 mg/kg of (NH₄)₂SO₄-N remained almost constant during the incubation. AOB played an important role in nitrification of the cropland soil under acidic conditions. Addition of urea stimulated the increase in the AOB population and thus accelerated nitrification and soil acidification; while addition of (NH₄)₂SO₄ inhibited the increase in the AOB population and thus inhibited nitrification.     

NO2--N/NH4+-N及COD/NH4+-N对厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮除碳的影响

采用序批式反应器-厌氧序批式反应器（SBR-ASBR）组合工艺处理常温低C/N比实际生活污水,通过调控SBR缺氧：好氧时间分别为80min：60min、120min：60min和150min：60min时,实现半亚硝化,将其出水直接泵入ASBR反应器中,考察不同进水NO₂^--N/NH₄⁺-N和COD/NH₄⁺-N对厌氧氨氧化耦合反硝化同步脱氮除碳的影响,并采用响应面法设计正交批次试验.结果表明：在NO₂^--N/NH₄⁺-N为1.55,COD/NH₄⁺-N为4.22时,出水NH₄⁺-N、NO₂^--N和COD的浓度分别为2.79,0.47,38.37mg/L,其去除率分别高达87.56%,98.45%和62.69%.ΔNO₂^--N/ΔNH₄⁺-N为2.23,生成的NO₃^--N的量比理论值小2.47mg/L,厌氧氨氧化和异养反硝化共同完成氮素去除,系统脱氮除碳性能最佳.当NO₂^--N/NH₄⁺-N和COD/NH₄⁺-N分别由0.84增加到1.55和3.24增加到4.22时,厌氧氨氧化和异养反硝化对脱氮贡献率分别由80.40%降至53.33%和19.60%增加到46.67%.NO₂^--N/NH₄⁺-N和COD/NH₄⁺-N对TN和COD去除的正交影响显著,均呈现正相关,R²分别为0.9243和0.9700.