改性黏土絮凝海洋原甲藻对水体中氮、磷的影响研究

通过对比研究典型有害微藻海洋原甲藻(Prorocentrum micans Ehrenberg)自然消亡(A1组)及改性黏土絮凝(A2组)两种体系,考察两体系中氮、磷等主要水质因子的变化情况.结果表明,改性黏土能有效去除P. micans并影响其后期生长状态,0.4g/L改性黏土添加3.5h后去除率可达60%以上,且藻密度无二次增长.改性黏土絮凝藻华过程中能有效去除水体营养元素, A2组DIP和DIN较A1组分别降低85%和35%.另外,添加改性黏土对水体有机氮、磷影响值得关注,第33d A2组TON和TOP较A1组分别减少约120, 6μmol/L. 改性黏土对有机氮、磷存在一定的埋存保护作用,通过吸附絮凝、螯合等作用使有机氮、磷脱离水体系统,而自然消亡体系中的微藻消亡后将通过分解、矿化等过程快速进入水体参与再循环.该研究系统阐述了改性黏土絮凝P. micans对水体营养环境的影响,以期为现场治理提供理论支持.     

改性粘土治理有害藻华方法对虾夷扇贝(Patinopectenyessoensis)稚贝的影响

研究了改性粘土对虾夷扇贝稚贝的急性和慢性影响,探索了改性粘土除藻过程中对虾夷扇贝稚贝的影响。96 h急性毒性实验发现,改性粘土对虾夷扇贝稚贝的半致死浓度为2.3 g/L,安全浓度为0.23 g/L,高于现场使用的浓度0.1 g/L。慢性毒性实验显示,0.1~1.0 g/L的改性粘土对虾夷扇贝稚贝的存活率、壳长和壳高略有影响,但是影响不显著。对稚贝滤食率的研究发现,加入改性粘土会影响其摄食,并且随着改性粘土浓度的增高影响越明显。模拟养殖水体爆发藻华后喷洒改性粘土的实验表明,改性粘土在有效去除藻细胞,改善水体环境的同时,还能使虾夷扇贝稚贝的存活率从22%提高到38%。另外,如采用先改性粘土治理后投放稚贝的策略,稚贝的存活率大大提高,约是对照组的3倍。本文的实验结果说明采取适当的策略和适当用量的改性粘土即可有效去除有害藻华,也对虾夷扇贝稚贝之类的养殖生物无害甚至有益,是一种极具应用前景的藻华治理技术方法。     

菌藻共生系统净化污水处理厂尾水的条件探究与优化

城镇污水处理厂尾水排入水体后,尾水中的氮、磷仍易引起受纳水体富营养化问题,开展尾水深度处理以进一步去除氮、磷营养物质具有现实意义。通过试验研究了不同菌藻共培养对氮、磷的去除效果,筛选出优势菌藻组合,采用响应面法研究了通气量、光波长、细菌接种量对氮、磷去除效果的交互影响,提出最优参数组合,并建立菌藻共生系统,进行验证试验。结果表明：不同菌藻组合中,蛋白核小球藻-地衣芽胞杆菌-恶臭假单胞菌共培养组对TN、TP的去除效果较好;此菌藻共生系统在蓝光、通气量为1.8 L/min及细菌接种量为20%（体积比）条件下,TN去除率最大可达93.7%,1 d后TP基本上完全被去除;在蓝光、通气量为2.0 L/min及细菌接种量为5%条件下,2 d后氮去除率可达98.4%;在红光、通气量为2.0～3.0 L/min及细菌接种量为10%～20%条件下,2 d后氨氮可完全被去除。菌藻共生系统对氮、磷去除效果的最优参数组合为蓝光、通气量为1.8L/min及细菌接种量为20%,最优参数组合验证的结果与预测值相符,系统出水符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准,可为菌藻共生系统的实际应用提供...     

壳聚糖改性铝污泥对铜绿微囊藻的絮凝去除

采用给水厂副产物铝污泥代替黏土作为下沉载体,利用壳聚糖改性,将其用于铜绿微囊藻的絮凝去除.结果表明,壳聚糖与铝污泥以1：50的质量比复合改性后除藻效果明显提高：对于藻密度约为4.88×10⁶cells/mL的含藻水,当改性铝污泥最佳投加量为0.25g/L,30min后藻密度和浊度去除率分别达到100%和98.92%,形成的絮体完整紧实,分形维数值为1.719.通过Zeta电位、SEM等表征分析,此过程主要依靠壳聚糖、铝污泥及藻类之间的"电性中和"与"吸附架桥"等的作用,混凝絮凝过程快速高效且投加量小,最佳环境pH值介于7~9.5,外加NaCl、CaCl₂在离子强度较低情况下基本不影响絮凝沉淀过程.加之铝污泥对水体中的磷具有良好的吸附作用,因此壳聚糖改性铝污泥对淡水水体中铜绿微囊藻的去除及生长抑制具有良好的效果,实现了"以废治污".     

固定化菌藻填料强化人工湿地脱氮除磷效果研究

针对人工湿地氮、磷去除效果较差的现状,以固定化菌和固定化菌藻作为基质填充,探讨对照(砾石)组、固定化菌组和固定化菌藻组在人工湿地中对氮、磷的去除效果.结果表明:固定化菌组和固定化菌藻组增强了湿地体系耐负荷冲击能力及稳定性,在湿地运行初期便可快速去除水体中的污染物,固定化菌藻组、固定化菌组和对照组分别在湿地运行的第40天...     

改性小麦秸秆去除赤潮异弯藻的实验研究

研究了改性小麦秸秆对赤潮异弯藻的去除作用和机制.结果表明,在与未改性秸秆相同用量(0.10 g/L)的情况下,在120 m in时,改性秸秆对赤潮异弯藻的去除率可以从10%左右提高到80%以上.为了探讨改性秸秆对赤潮异弯藻的去除机制,测定了核苷酸在260 nm时的吸光度,结果发现水体内核苷酸物质浓度增大,说明在此作用过程中,藻细胞膜结构遭到破坏,核苷酸物质由胞内释放.当改性秸秆用量为0.15 g/L时,释放核苷酸在260nm时吸光度与正常细胞的吸光度比值为1.17,此时改性秸秆对赤潮异弯藻造成的损害是不可逆的.实验发现,改性秸秆对赤潮异弯藻同时具有吸附作用和灭杀作用.当浓度较低时,改性秸秆通过吸附细胞体,或者与细胞膜结合,从而导致部分藻细胞的絮凝;而当浓度进一步增加时,改性秸秆可以破坏细胞膜的结构,导致大量膜内物质的释放,进而导致藻细胞的死亡.     

海藻酸钠对改性黏土絮凝特征的影响

以海藻酸钠为藻源有机质的模式化合物,考察了赤潮水体中藻源有机化合物对改性黏土絮凝速率及絮凝体特征的影响;并利用图像分析法,测定了絮凝体的分形维数Df,借助分形维数对改性黏土的絮凝形态学特征进行了半定量化分析.结果表明:当海藻酸钠浓度在10~100mg/L范围内时,可以提高改性黏土絮凝的速率,絮凝体的分形维数Df、絮凝体强度呈现出先增大后减小的规律;其中,最佳浓度为50mg/L,其最大絮凝速率达到44.13、Df 为1.6823.低浓度(100mg/L)海藻酸钠能促进改性黏土的絮凝效率,但促进作用呈现减小的趋势,表现为最大絮凝效率减小,Df降低、絮凝体的空隙率增大.     

离子强度对粘土和改性粘土絮凝去除水华铜绿微囊藻的影响

研究了水体的离子强度对粘土和壳聚糖改性粘土絮凝去除铜绿微囊藻的影响 .离子强度的增加有利于粘土对藻类的絮凝去除 .与一般粘土除藻相反 ,壳聚糖改性粘土却在离子强度低的条件下具有更好的除藻效果 ,是适合在湖泊 ,水库和江河等淡水 (低含盐量 )水体中应用的应急除藻技术 .当离子强度从 0.17mol/L降到 0mol/L时 ,海泡石除藻率从 90 %以上降为 70 %以下(投加量700mg/L) ,而壳聚糖改性海泡石的除藻率却从 70%左右升至 95% (投加量仅为 11mg/L) .用粘度法研究了壳聚糖改性海泡石的絮凝机理 ,发现相对低的离子强度更有利于壳聚糖分子链上阳电荷的相互排斥作用 ,有利于壳聚糖分子链的舒展 ,从而可以充分发挥架桥网捕作用 ,利于絮凝除藻 .     

氮源对双胞旋沟藻生长和链状形态的影响

通过研究不同氮源对双胞旋沟藻(Cochlodinium geminatum)生长和链状结构的影响,探索双胞旋沟藻生长、形态建成和藻华发生的影响因素。研究发现,高浓度NH4-N对双胞旋沟藻具有毒害作用,而NO3-N和尿素支持双胞旋沟藻的生长及双细胞链状结构的形成。双胞旋沟藻偏好吸收尿素,其最大生物量(1.2×107/L),最高生长率(0.19 d-1)均高于NO3-N组,并且尿素组指数生长期约40%的细胞以双胞链状结构存在,其数量达到2 146/mL,亦明显高于NO3-N组。近海水体中日益增加的尿素含量有助于提高旋沟藻藻华的发生规模和频率。     

壳聚糖改性粘土对水华优势藻铜绿微囊藻的絮凝去除

研究了壳聚糖改性对粘土絮凝去除铜绿微囊藻的影响.经壳聚糖包覆改性后的海泡石在投加总量仅为11 mg/L时,0.5h即可去除80%的藻细胞,2h去除率达到90%.不同粘土改性后絮凝除藻能力均有大幅度提高,原来除藻能力相去甚远的不同粘土,包括一般的黄土,改性后除藻能力被提升到相近的水平,投加量11 mg/L,可去除铜绿微囊藻90%以上.改性粘土和一般絮凝剂一样有一最佳投加量(本研究为11 mg/L),低于或超过此最佳值,絮凝除藻效果均下降.     

低强度超声波强化改性海泡石去除微囊藻的试验研究

采用天然无毒的壳聚糖改性海泡石作为絮凝剂去除微囊藻,考察不同投加量的壳聚糖改性海泡石的絮凝除藻效果,并通过低强度超声波(功率为40W、作用时间为10s)强化絮凝除藻试验,研究低强度超声波对微囊藻沉降性能以及微囊藻生长和藻细胞形态结构的影响。结果表明:采用壳聚糖改性海泡石去除微囊藻的最佳投加量为20mg/L;低强度超声波处理10s时对改性海泡石去除微囊藻的强化效果最佳,微囊藻液浊度和藻细胞的去除率分别提高了34.95%和32.58%;低强度超声波对微囊藻的生长和细胞形态结构无显著影响,但可显著提高微囊藻细胞的沉降性能,从而有利于藻细胞进行絮凝沉淀去除。本研究可降低除藻药剂投加量,有助于开发一套更环保、经济和高效的除藻方法。     

固定化微藻流化床反应器去除低碳污水中氨氮的潜力

以固定化微藻颗粒为原料,通过搭建流化床反应器强化微藻对氨氮（NH₄⁺-N）的去除,设计了藻种、污水上升流速、光周期和光照强度四组单一变量实验,系统地研究了不同条件下微藻去除NH₄⁺-N的能力.结果表明,当以固定化斜生栅藻为原料、污水上升流速为6.8m/h、光周期为8：16h和光照强度为4800Lux时,NH₄⁺-N去除效果最优（96.7%）.在最优操作条件下,探究了COD为200mg/L时微藻去除NH₄⁺-N的潜力,结果表明,当NH₄⁺-N初始浓度不高于50mg/L时,NH₄⁺-N去除率高于95%.本实验建立了一套半连续微藻流化床实验方法,该方法显著减弱了微藻在生物同化过程中对有机碳源的依赖性,为低COD条件下微藻生物脱氮工艺的设计提供了技术参考和理论基础.     

有机改性膨润土治理压载水有害生物的初步研究

船舶压载水造成的有害生物外来入侵问题已经引起世界性关注,本研究以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)为改性材料,通过膨润土颗粒的表面吸附及离子交换作用对膨润土进行了改性,并以常见于我国沿海的海洋生物种小球藻(Chlorella sp.)、新月菱形藻(Nitzchia closterium)为目标生物,研究了有机膨润土对压载水中有害生物的去除作用.实验结果表明膨润土与HDTMAB发生了有效结合,微观结构和形貌发生改变.当有机膨润土的用量为0.02 g/L时,在24 h内小球藻的去除率大于85%,新月菱形藻的去除率大于90%,而未经改性处理的原土在相同用量下没有表现出明显的去除作用,这表明膨润土通过有机改性除藻能力显著增强.同时对有机膨润土除藻机理进行分析,有机膨润土表面静电作用和季铵盐离子亲脂性长脂肪链的网捕作用及灭杀作用是有机改性膨润土去除微藻细胞的主要原因.     

改性壳聚糖混凝去除太湖藻研究

对太湖不同区域的水使用改性壳聚糖做混凝除藻实验。对于泵取水,投加量0.7 mg/L时,藻去除率可达89.6%,对于岸边高浓藻水,投加量4 mg/L,0.5 h内藻去除率即可达为85.77%。改性壳聚糖复配黏土可解决岸边高浓藻絮体的上浮问题,黏土投加0.8 g/L絮体可完全下沉,除藻率fe从85.77%提升到94.35%。但复配黏土造成UV254去除率下降。改性壳聚糖复配0.3 g/L PDMDAAC改性粉煤灰投加或复配0.4 g/L改性沸石时,絮体也可完全下沉,除藻率都可提升到98%以上。同时,两种药剂都加强了系统对有机物的去除,UV254去除率从56.94%提升到72%以上。     

海水养殖区溶解有机氮对有害藻水华的作用

近年来我国海水养殖业发展迅速,网箱养鱼的规模和密度越来越大,由于饵料的利用率比较低,再加上鱼类自身的代谢产物等种种原因,导致养殖水域的水环境受到了严重的影响,养殖水体中溶解性有机氮(DON)含量相当高.我们就近海鱼类网箱养殖,综述国内外关于养殖型赤潮的研究,论述其对水环境的影响以及不同氮营养盐与赤潮发生的关系,尤其是养殖区中溶解性有机氮对赤潮的发生具有重要作用,国际上关于DON在有害藻水华(HABs)中所起作用方面已做了大量的研究,但目前我国对溶解有机氮研究较少,对于赤潮形成机理方面在今后的研究中应注重DON的作用,从而完善赤潮形成机制,进一步作好赤潮的预防与防治.     

改性粘土去除赤潮生物及其对养殖生物的影响

研究了阳离子表面活性剂(HDTMA)对东海原甲藻的去除效果及其对日本对虾幼体的急性毒性作用,并利用该表面活性剂对天然粘土进行了有机改性.实验发现,HDTMA对东海原甲藻有较强的灭杀效果,添加粘土能显著降低HDTMA对对虾幼体的毒性效应.室内模拟实验表明,有机改性土用量为0.03g/L时对东海原甲藻的去除率为100%;对赤潮异弯藻有效抑制时的有机改性土用量为0.09g/L.同时结果显示,在有效去除东海原甲藻和赤潮异弯藻的剂量下,有机改性土对水体中的对虾幼体的存活没有明显影响,存活率为100%.在室内实验的基础上,于2003年4～5月在我国东海海域赤潮多发区进行了船基围隔试验,比较了各种粘土的除藻效果.初步结果表明,与未经处理的原土相比较,无机改性土复合体系和有机改性土都能有效地去除东海原甲藻赤潮.     

溶解氧和光照对狐尾藻衰亡释放氮磷碳的影响

将杀青后的狐尾藻(Myriophyllum spicatum)切成0.5～1cm段浸泡于添加氯仿(抑制微生物活性)的装水烧杯中,置于人工气候箱(温度为5℃),考察光照和溶解氧对因植物组织溶解而导致的氮磷碳释放的影响。研究结果表明曝气组总氮释放量平均3.33mg/L,比不曝气组高6.39%。总磷释放量平均15.07mg/L,比不曝气组低50%以上。COD平均释放量66.83mg/L,为不曝气组2倍以上。(1)曝气抑制了硝氮释放。在搅拌作用下,植物残体和水溶液充分碰撞与接触,加速植物残体中氮和碳向水中转化,导致曝气组总氮、氨氮、有机氮和COD升高。曝气组植物残体破碎导致表面积增加对磷吸收的促进程度强于对附着作用的降低以及植物残体磷释放作用的增加,综合作用下导致水中磷浓度降低。曝气抑制了硝氮、总磷、溶解性总磷和溶解性无机磷释放。(2)有光照组总氮、总磷和COD平均浓度分别为3.13,30.53和32.51mg/L,分别为无光照组的1.24,3.28和2.46倍。光照促进狐尾藻总氮、氨氮、硝氮、总磷、溶解性总磷、溶解性无机磷及碳的释放,但抑制有机氮释放。     

一株海洋假单胞菌产生物絮凝剂去除赤潮生物的实验研究

利用一株假单胞菌(Pseudomonas sp.)的发酵液研究了该细菌产絮凝剂对东海原甲藻和裸甲藻的絮凝去除作用.结果表明,该生物絮凝剂可有效絮凝去除实验所选用两种赤潮生物,并且随絮凝剂用量的增加以及作用时间的延长,去除效果逐渐增加至最大然后基本保持恒定.有效絮凝去除赤潮生物的体积浓度为4.0%～10.0%.有效絮凝作用时间为1.5 h左右,絮凝效率与体系的pH值密切相关,pH在8.0左右絮凝效率较高.不同浓度的Ca2+、Mg2+对该絮凝剂絮凝除藻作用有一定的增效作用, Ca2+、Mg2+的最佳助凝离子浓度分别为2.0 mmol/L及4.0 mmol/L.     

粘土原位除藻技术研究

对利用当地粘土治理水华蓝藻的原位除藻技术进行了研究.实验表明,经壳聚糖改性的当地不同类型粘土都能有效地絮凝除藻,改性粘土的矿物组成和有机质成分对絮凝除藻没有明显的影响.溶液中有机质(TOC≤40 mg/L) 的存在对壳聚糖改性粘土絮凝除藻有一定的负面影响.在太湖梅梁湾水域围隔中进行的原位除藻试验表明,采用经壳聚糖改性的当地粘土除藻效果明显,在用量仅为0.025 g/L (53 g/m²)时,除藻后SD透明度由15　cm提高至90　cm,叶绿素a的去除率达到98.6%.     

微藻对水网藻在水体修复中的胁迫作用研究

通过单独与混合培养实验,结果显示在适宜营养水平下,水网藻对氮、磷有较强的富集吸收能力;而来自微藻生长竞争的压力会促使水网藻对营养物的生态幅变窄,满足其最佳生长所需要的PO43-P从0.085mg/L降低为0.024mg/L;并且其富集磷的能力也大为降低。在利用水网藻进行富营养化水体修复或净化水质时,这种生物之间的抑制现象必须引起重视。