人工湿地处理低碳氮比污染河水时的脱氮机理

针对人工湿地处理城市污染河水时出现的脱氮效果不佳的问题,以受到严重面源污染的镇江古运河水为例,采用芦苇碎石床复合垂直流人工湿地小试装置研究了人工湿地处理此类低碳氮比污水时的脱氮机理.试验结果表明,人工湿地对于污水中氮的去除主要发生在表层30cm处,其去除机理主要包括填料、植物根系等对悬浮态氮的过滤、截留作用,微生物对溶解态氮的硝化反硝化作用以及植物的吸收作用;湿地下部由于碳源缺乏抑制了反硝化过程,基本不能发挥除氮的作用;对于硝氮浓度高的污水,通过补充有机碳可以有效提高除氮效果,但对于氨氮浓度高的污水,补充有机碳没有明显的效果.     

污水土地处理模拟试验比较分析

通过温室条件下，冬小麦３种不同种植密度下（Ａ、Ｂ、Ｃ３组分别为０．０２０８、０．１０４２、０．１４１５株／ｃｍ＾２），氮污染物运移转化吸收模拟试验，分析不同污水土地处理强度下植物生长、根系生长与分布、根系对氮污染物吸收规律以及根系部分吸收与土壤中氮去除过程，探讨最佳的污水土地处理条件和强度。试验结果是，Ａ组单株吸氮量最大达４９．９０ｍｇ／株；Ｂ组种植密度下，土壤中氮累计减少量与随灌水累计加入量相等     

陆生经济植物浮床去除富营养化水中氮素研究

通过玻璃缸静态培养试验,探讨陆生经济植物芹菜(Apium graveolens L).、茼蒿(Chrysanthemum coronarium L).和大蒜(Alliumsativum L).作为人工生物浮岛栽培植物,去除富营养化水体中氮的可行性和净化效果。采用常规耗竭法进行吸收动力学试验,研究植物根系对不同形态氮的吸收特性,为浮床植物遴选提供理论依据。结果表明:芹菜、茼蒿和大蒜在水中生长状况良好,试验前后生物量相对增长了121.24%~330.12%;三种经济植物浮床系统净化效果显著,对水中TN的去除率为44.94%~82.84%,高于空白对照系统(25.15%)。三种植物浮床系统对TN去除效果差异极显著(P0.05),根据这三种植物根系对不同形态氮在不同浓度水平下的吸收特性研究发现,其吸收规律均符合Michaelis-Menten动力学方程,但不同种类植物根系吸收特性存在差异,从而影响不同形态氮的去除效果。其中芹菜对NH4+-N的吸收潜力最大,对NO3--N的亲和力最大,大蒜对NO3--N的吸收潜力最大,对NH4+-N亲和力最大,茼蒿对两种形态氮的吸收能力较差。     

Experimental analysis of a nitrogen removal process simulation of wastewater land treatment under three different wheat planting densities

Nitrogen contaminant transport,transformation and uptake simulation experiments were conducted in green house under three different planting density of winter wheat.They were Group A,planting density of 0.0208 plants/cm^2,Group B,0.1042 plants/cm^2,and Group C,0.1415 plants/cm^2.The capacity and ratio of nitrogen removal were different on three kinds of conditions of wastewater land treatment.From analysis of wastewater treatment capacity,wastewater concentration and irrigation intensity for Group C were suitable and nitrogen quantity added was 2 times of that for Group B,2.6 times for Group A while nitrogen residue was only 7.06%.Hence,wastewater irrigation and treatment design with purpose of waste water treatment should select the design with maximum capacity,optimal removal ratio and least residue in soil,which was closely related to crop planting density,crop growth status and also background nitrogen quantity in soil.     

复合垂直流人工湿地对不同氮污水的净化

通过向天然湖水中分别添加硝酸钾、碳酸铵和尿素配制成含不同态氮的人工污水,研究了复合垂直流人工湿地对不同含氮污水的处理效率。结果表明,增加硝酸钾量,随着进水硝态氮浓度的增大,TN、硝态氮的去除率先增大后减小,亚硝态氮去除率减小;增加碳酸铵量,TN、氨氮去除率先增大后减小,硝态氮、亚硝态氮去除率减小;增加尿素量,TN的去除率先增大后减小,无机氮的去除率呈下降趋势。本文同时分析了不同形态氮在湿地系统中的转化机制以及系统进出水理化参数的变化。     

水生植物对农田排水沟渠中氮、磷的截留效应

为有效阻控农田土壤流失氮、磷通过沟渠进入水体,通过动态模拟实验研究对比不同排水沟渠对农田流失氮、磷的截留作用,同时通过静态模拟实验重点探讨了水生植物对氮、磷在水－沉积物－水生植物这一微观系统中的截留机理.结果表明:沟渠中的水生植物茭白和菖蒲对氮、磷的截留和转化有明显的促进作用;水生植物的存在可以加速氮、磷界面交换和传递,从而使上覆水中氮、磷含量快速减少;沉积物间隙水中氮、磷含量的变化受界面交换、沉积物吸附、微生物转化及植物吸收等各方面因素影响,水生植物调整并加强氮、磷的各种转化,植物的存在使得间隙水中氨氮及磷酸盐含量降低并呈现规律变化.      

改进测定水中氨氮分子吸收光谱法的试验研究

水中氨氮含量是反应水质状况的重要指标。文章对测定水中氨氮气相分子吸收光谱法(标准号HJ/T195-2005)进行了改进试验研究。第一,对氧化剂的配比进行了改进,使氨氮的测定范围扩展至100μg。第二,对标准HJ/T195-2005中直接使用亚硝酸钠标准溶液做标准曲线的处理方式也做了探讨。通过一系列对比实验认为,应用硫酸铵标准溶液做工作曲线更加准确合理。最后应用改进后的气相分子吸收光谱法和纳氏比色法或滴定法对多种实际废水样品进行同时测定。结果表明,改进后的气相分子吸收光谱法测定氨氮的范围更宽,灵敏度更高和准确度更好。     

某有色金属企业污水处理厂污水处理工艺

对有色金属冶炼过程中产生的废水按特征因子的不同进行分质处理。其中,高浓度氨氮废水采用三级氨氮吹脱、吸收工艺进行脱氨预处理;含砷酸性废水采用三段中和-铁盐混凝法预处理;经预处理废水混合后,采用石灰法分级沉淀处理废水中重金属离子;然后根据各单位对回用水水质的不同要求,对废水进行深度处理,实现了污水处理后全部回用,污水零排放的目的。并且对污水中的氨、石膏、镍等资源进行回收利用,为企业降低了运行成本,并且防止了二次污染。     

构造湿地在污水处理厂二级出水后的深度处理应用研究

中国大部分污水处理厂目前均采用二级处理工艺,主要去除碳源污染物,而消解氮、磷类污染物的效果较差.在传统二级处理工艺基础上,对中水进行三级深度处理,BOD5、SS以及COD类污染物去除效果明显,但运行成本较高,处理量受限.人工构造湿地利用基质-植物-微生物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附与沉淀等作用,以及微生物同化分解和植物吸收转化等途径,可有效去除污水中的氮、磷、SS、有机物及重金属等污染物,且具有低投资、低运转费、低维持成本等特点.     

水体颗粒物对有机氮转化的影响

以多泥沙河流黄河为例,采用微宇宙实验模拟研究自然水体中有机氮的转化过程和添加人工富集的黄河优势菌种条件下的有机氮转化过程.结果表明,自然水体条件下颗粒物对有机氮的转化有明显的促进作用,转化速率常数随颗粒物含量的增加而增加,用一级动力学拟合有机氮的转化过程发现,当有机氮的初始浓度为5 mg/L,颗粒物含量分别为0、5、10 　g/L时,转化速率常数分别为0.286、0.333、0.538 d^-1,用Logistic模型对硝化过程进行模拟,硝化速率常数K₄分别为0.001 8、0.003 8,0.005 0 L·(d·μmol)^-1.在添加人工富集微生物条件下,微生物初始数量一致,体系有机氮的转化速率常数和硝化速率常数K₄均随颗粒物含量的增加而增加.水体颗粒物对有机氮转化的影响机理是：①颗粒物含量不同的水体其初始微生物数量不同,颗粒物含量越高,微生物数量也越大;②颗粒物对微生物生长有促进作用,微生物亦主要存在于颗粒物表面,且颗粒物的存在使水体有机氮主要存在于颗粒相,有机氮的转化主要发生在水-颗粒物界面;③颗粒物的存在增加了微生物与有机氮的接触几率,促进了有机氮的转化.     

养猪废水中磺胺嘧啶对湿地底泥中氮转化微生物及过程影响

为探讨养殖废水中兽用抗生素对湿地系统中氮素转化及相关微生物过程的影响,以养殖废水中常见的抗生素SD（磺胺嘧啶）为例,设置0、10、100和1 000 μg/L 4个添加浓度开展模拟试验.通过qPCR（实时荧光定量PCR）技术,测定了湿地底泥中氨氧化和反硝化功能基因丰度,结合Pearson相关分析,分析了养殖废水中不同氮素形态与底泥中氮转化功能基因丰度的关联性.结果表明:①与CK组比较,添加SD对湿地TN的最终去除效果无显著性差异,4个处理组的TN去除率为75.4%~80.5%,但在培养前期（0~14 d）,SD对水体NH₄+-N和NO₃--N转化的抑制率最高分别达53.0%和99.5%,随着SD浓度的增加,抑制作用越强,到培养后期（14~28 d）,各处理水体中不同形态的氮浓度无显著差异.②由qPCR测试结果得出,湿地底泥中AOA（氨氧化古菌）的丰度比AOB（氨氧化细菌）高出1~2个数量级,表明AOA在氨氧化过程中起主导作用,另外在培养第7天,AOB发生显著抑制现象,对SD更敏感;与CK相比,在第7天和第14天,反硝化基因narG、nirS、nirK和nosZ丰度随SD浓度的增加而逐渐降低.③相关性分析结果表明,AOA与ρ（NH₄+-N）呈极显著正相关（P < 0.01）,AOB与ρ（NO₃--N）呈极显著正相关（P < 0.01）,nirK与ρ（NO₂--N）呈极显著正相关（P < 0.01）.研究显示,SD能抑制湿地底泥中氮转化微生物及相关氮转化过程,且SD浓度越大,抑制作用也越大,但随着培养时间的增加抑制作用会减弱.      

潜流式人工湿地微生物群落结构及脱氮效果的研究

人工湿地是一种经济有效的处理污水方法,对氮有一定的去除效果。实验主要测定了泗洪潜流式人工湿地芦苇根面及填料表面上氨化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌的数量分布情况,并初步探讨了人工湿地脱氮效果。结果显示湿地中细菌数量丰富,氮去除效果较好,其中氨氮、凯氏氮、总氮的去除率分别为55.5%,60.1%,53.6%。     

湿地植物对污水中氮、磷去除效果的试验研究

采用室内试验和现场试验考察了黄花鸢尾、水葱和梭鱼草3种挺水植物对类污水处理厂二级出水中氮、磷的吸收速率、吸收容量和吸收贡献。结果表明:短期内,各种湿地植物污水中氮、磷的吸收速率比较稳定,但在整个生长周期内,各种植物对氮、磷的吸收速率却有较大变化,4月份,水葱对氮、磷的吸收速率最大,8月份,梭鱼草对氮、磷的吸收速率最大。在整个生长期内,黄花鸢尾对氮、磷的吸收容量一直保持最大,在10月下旬分别达到21.5和4.16 g/m2,因此其对二级出水中氮、磷去除的吸收贡献也最大,分别为30%和73%。这表明湿地植物的选择不仅要考查其对污染物的吸收速率,更要关注其对污染物的吸收容量,并且湿地植物的吸收作用对类二级出水中氮、磷的去除具有更加重要的意义。     

模拟排水沟渠非点源溶质氮迁移实验研究

农田排水沟渠是由水-底泥-植物组成的复合生态结构,其间非点源溶质的迁移转化对研究沟渠拦截、控制和管理农业非点源污染具有重要意义.本研究以模拟排水沟渠静态实验为基础,以典型非点源溶质氮素为例,分析了实验期内水体、底泥及芦苇不同介质内氮含量变化过程,分析了底泥吸附与解析、芦苇生长与衰败等年内不同时期对水体中氮素浓度的影响,探讨了水-底泥-芦苇复合生态体内氮迁移及对水体中氮浓度的影响机制.结果表明,底泥的吸附与解吸、芦苇生长的吸收和同化对水体中氮素浓度均有影响,10月之前这种影响表现为促使水体中氮素浓度降低,是水体的氮净化过程;10月之后这种净化作用开始降低,11月之后表现为促使水体中氮素浓度升高.同时,模拟沟渠水-底泥-芦苇生态体内氮迁移联系密切,任一介质内或介质间氮素迁移转化都会引起水体中氮素浓度相应调整.     

反硝化微生物在污水脱氮中的研究及应用进展

农药和化肥流失、养殖废水、生活污水等均会引起水体的氮污染。反硝化微生物在污染水体脱氮修复中起重要作用,它可将水体中的亚硝酸盐氮或硝酸盐氮还原为N2,排入大气,从而降低污染水体中含氮污染物的浓度,改善水质。因此,对反硝化微生物进行研究有重要的意义。文章从功能特性、典型菌株、反硝化酶系等方面对反硝化微生物及其作用机制进行了论述,对其在污水脱氮方面的研究及应用进展做了较为详细的介绍,最后阐明了目前存在的问题和发展趋势。     

多级A/O工艺强化城市生活污水再生过程的污染物去除效果研究

北京市某城市污水厂在传统的A ²/O工艺基础上特别增设多级A/O(MAO)工艺强化脱氮除磷效果。以该污水厂各工艺单元出水为研究对象,通过对水质常规理化指标、紫外吸收光谱及其相关参数分析,并结合多元数据统计学手段,分析该工艺对城市污水中污染物的去除效果,特别是溶解性有机物(DOM)的去除。经MAO工艺强化后COD_Cr、DOC、TN、TP和N$H^{+}_{4}$-N的去除率分别为95.14%、89.70%、94.53%、97.26%和99.74%,达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准;增设MAO工艺后,提高了对DOM的去除率,DOM分子量和团聚化程度显著提高,化合物的稳定性增强。对污水再生过程处理单元水质化学指标与紫外光谱参数的相关性分析表明,芳香环上取代基类型以脂肪链为主时对脱氮除磷促进作用更加明显。     

氮对酵母菌-SBR系统效能及酵母形态的影响研究

在酵母菌-SBR系统处理高含油废水中研究了氮添加对酵母细胞形态、沉降性、废水处理效果的影响及恢复能力.结果表明,氮添加量直接影响到系统中酵母菌的生物量,沉降性、pH和处理效果;氮缺乏诱发某些酵母菌菌株细胞由酵母形态向真菌丝形态转化,进而影响到酵母菌的沉降性;从系统运行效果和稳定性方面综合考虑,运行时最佳的进水BOD/N为20/1;恢复最佳氮添加能提高不同程度缺氮系统的处理效果,并可使轻度菌丝化系统快速恢复酵母形态为主,但在短期内对高度菌丝化系统的恢复效果不明显.     

废水生物脱氮技术探讨

随着人们生活水平的日益提高,所排放的氮化合物对水质的影响越来越大。中国“十二五”期间也将增加氮化合物的削减任务,所以废水生物脱氮技术也就成了日后水污染治理的焦点问题,目前国内外研究的热点主要集中在如何改进传统的硝化－反硝化工艺,提出了适合低碳高氨氮废水生物脱氮的新工艺。通过综述传统生物脱氮原理及工艺,短程硝化－反硝化脱氮技术和同步硝化－反硝化技术,对各种废水生物脱氮工艺进行了探讨。     

土地处理池塘污水影响因素的实验研究

通过户外动态土柱模拟实验,研究了淹水时间、土壤厚度、土壤粒径和淹水深度对池塘污水处理效果的影响。实验结果表明:连续淹水超过4～5d,COD去除率明显下降;相同进水条件下,土层厚度在120cm处,COD去除率达到80%以上;土壤粒径<0.1mm时,COD去除率达到90%;在土层厚度120cm处,淹水深度为60cm时,COD去除率仅40%。     

不同施氮水平对再生水灌溉土壤释氮节律的影响

土壤供氮能力是影响土壤氮素利用效率的一个重要指标,再生水灌溉和施氮水平均影响着土壤供氮能力,研究不同施氮水平对长期再生水灌溉土壤氮素的转化特征可为合理施肥及农产品增产增效提供理论依据.本研究选择河南新乡洪门试验站温室大棚内长期再生水灌溉和清水灌溉土壤,试验共设8个处理:A(N200)(施氮量200 mg·kg-1)、A(N160)(施氮量160 mg·kg-1)、A(N140)(施氮量140 mg·kg-1)、A(N100)(施氮量100 mg·kg-1)、A(N0)(施氮量0 mg·kg-1)、E(清水灌溉常规施氮)、CK(清水灌溉不施氮)、Re CK(再生水灌溉不施氮),采用实验室内常温培养法,分别在培养的7、14、21、28、35、42 d测定土壤铵态氮、硝态氮及全氮含量,并分析了土壤氮素矿化量和氮素矿化速率的变化,通过Freundlich线性等温吸附模型及一级动力学方程拟合了土壤吸附参数Kd和氮素矿化势N0.结果发现,培养前期土壤氮素矿化较快,释放的氮量较高,中后期变化较慢,土壤供氮平稳,同一时段不同处理间土壤累积矿化氮量存在显著差异(p0.05),表明不同外源氮肥输入对土壤氮素的矿化能力影响显著,A(N160)处理的供氮能力最强;同时,在培养前期Re CK处理的土壤氮素矿化累积量显著高于CK处理,表明再生水灌溉较清水灌溉促进了土壤氮素的矿化,显著提高了土壤氮素活性;土壤氮素的矿化速率随着培养时间的增加而逐渐降低,但降幅依次减小并趋于平稳,且不同施氮处理再生水灌溉土壤氮素矿化速率显著高于清水灌溉;不同土壤肥力水平(B0)、外源施氮A(N160)调控,土壤氮素矿化潜势可表达为N0=B0+117.5072t-0.1062.因此,外源氮肥输入显著影响了土壤氮素释放节律,再生水灌溉辅以适宜的施氮量可促进土壤氮素矿化,提高土壤氮素活性.