背角无齿蚌净化养殖水体中的重金属

通过建立微型生态系统,研究不同养殖密度和处理时间的背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对大宗淡水鱼养殖池塘水体中重金属的净化效果.结果显示,背角无齿蚌对重金属的净化效果受到处理时间和养殖密度的显著影响(PPP3和22.77 d、40 ind./m3和19.78 d时,对Cr和Zn的去除率可提升至80.3%和81.8%.本研究表明背角无齿蚌有潜力用于养鱼水体重金属的净化.     

螺、蚌对污水处理厂再生水环境的改善稳定作用

通过选用昆明市第五污水处理厂的一级A标出水和水处理厂外排污泥作为静态实验环境,研究不同混养密度下铜锈环棱螺、椭圆背角无齿蚌对污水处理厂再生水环境的净化性能,筛选出净化效果较好的放养密度。结果表明:放养30 d,铜锈环棱螺、椭圆背角无齿蚌对污水处理厂再生水环境的水质、底质均有一定的净化作用,扣减空白对照影响,水中COD、TP、NH3-N及底泥有机质平均去除率分别为22.26%、26.10%、25.60%和25.69%,底泥厚度平均减少3.8 cm;与对照相比,放养螺蚌45 d内水均能清澈见底,透明度均>70 cm,能明显稳定水体透明度,改善水环境。综合螺蚌生长适应性和净化效果考虑:污水处理厂再生水静态环境中,螺蚌混养密度应≤3 000 g/m3,在2 000～2 500 g/m3为宜,其中铜锈环棱螺的最适放养密度在400 g/m3,椭圆背角无齿蚌为1 600～2 100 g/m3。     

生物沸石滤池处理富营养化水体的挂膜实验

采用上向流生物沸石滤池处理富营养化水体,考察了挂膜阶段(前30 d)滤池对浊度、COD和TP等的去除效果,重点研究了系统中各形态氮素(NH4+-N、NO2--N、NO3--N和TN)的变化情况。结果表明,对于富营养化水体,生物沸石滤池对浊度、COD和TP的去除率分别约为80%、30%和24%;出水NH4+-N始终保持在0.5 mg/L以下,去除率在90%以上;NO2--N出现峰值(4.98 mg/L,第9 d),第13 d后即一直低于进水值;实验后期出水NO3--N与进水NH4+-N变化趋势基本一致,表明硝化生物膜已成熟,原位再生可行;生物沸石床内可能存在同步硝化反硝化现象。出水NO2-N浓度低于进水可作为生物沸石挂膜成功的一个标志。     

螺蚌和沉水植物搭配对微污染水体的净化作用

通过开展单植不同种类沉水植物及"不同种类的沉水植物+螺蚌"组合搭配对微污染水体的净化能力对比研究,寻求系统稳定性最好、水质净化最佳的组合。2013年8月至2014年3月间的水箱小试研究结果表明,"铜锈环棱螺+椭圆背角无齿蚌+轮叶黑藻+篦齿眼子菜"组合的水质净化作用最佳,对CO D、TN、TP去除率分别为58.79%、64.30%和88.57%,对浮游生物的抑制效果最明显,水箱里基本无水绵及浮萍生长,轮叶黑藻长势较篦齿眼子菜好、生长逐渐占优势。2014年5月-8月的中试研究进一步验证水箱小试的结论,COD、TN和TP的平均去除率分别为57.93%、60.12%和49.28%,轮叶黑藻长势更好。     

人工湿地对水产养殖废水典型污染物的去除

考察了5种常见湿地植物黄菖蒲、芦苇、千屈菜、再力花和香蒲对水产养殖废水的净化能力以及生理生长指标,结果表明,黄菖蒲的氮磷吸收能力最强而芦苇较差。构建黄菖蒲、芦苇水平潜流人工湿地研究植物对水产养殖废水典型污染物的净化效果的影响,发现两者对COD、TP、TN和抗生素均有较好去除效果。其中,黄菖蒲湿地对TN的去除效果(HRT=4 d,去除率71%)显著优于芦苇湿地(HRT=4 d,去除率29%),分析其原因在于黄菖蒲湿地因其较强的吸收能力和反硝化作用使其对高NO3--N废水有较好的去除效果。研究中还发现,水力停留时间对TN、NO3--N、NH4+-N和NO2--N的去除效果有较大的影响。两种湿地对恩诺沙星的去除效果优于磺胺甲恶唑和氟甲砜霉素,不同人工湿地植物对3种抗生素的去除效果差异不大,水力停留时间对磺胺甲恶唑的去除有显著的影响。     

巢湖最大入湖河流背角无齿蚌中多环芳烃的含量、来源及风险评价

测定了巢湖最大入湖河流杭埠河及其支流丰乐河中背角无齿蚌(Anodonta woodiana)体内16种美国环境保护署(USEPA)优先控制的多环芳烃(PAHs)含量,分析了其来源,并对其生态风险和致癌风险进行评估。结果表明,16种PAHs在背角无齿蚌中均有检出,总质量浓度为707.8~1 614.6ng/g(以干重计)。从PAHs组成来看,低环(2~3环)、中环(4环)和高环(5~6环)的PAHs分别占29.8%、19.5%、50.7%,其中茚并[1,2,3-cd]芘浓度最高。来源分析表明,杭埠河及其支流丰乐河中背角无齿蚌体内的PAHs主要来源于草、木、煤等燃料的燃烧。PAHs的生态风险和致癌风险评价结果显示,杭埠河及其支流丰乐河中背角无齿蚌体内的PAHs具有一定的风险,应当引起重视。     

红萍净化水产养殖水体的研究

利用红萍(Azolla)对富营养化水产养殖水体进行净化研究。结果表明,红萍能显著增加水体中的DO,增氧幅度随流量在16.88%～70.46%之间变化,随着养殖水体流经的层数增多或者处理的时间延长,红萍对水体的增氧量加大,水中DO最终趋向一个常数值K;同时,红萍对水体中的NH₃-N和TP都有明显的去除效果,NH₃-N去除率随流量在9.86%～38.90%间波动,TP的去除率则随流量的变化在5.80%～38.43%之间波动。可见,红萍是净化水质的良好材料,能有效改善水产养殖水环境。利用红萍净化水体将为解决高密度集约化水产养殖的瓶颈提供新途径,实现水产养殖用水的封闭循环利用。     

基于好氧反硝化反应器的海水脱氮性能及动力学特征

以去除海水循环水养殖系统中硝酸盐(NO3--N)为目的,通过接种好氧反硝化细菌的方式构建海水好氧反硝化反应器,对其反硝化脱氮性能和动力学特征展开研究。研究结果显示,好氧反硝化反应器完成挂膜需要15 d。在有氧条件下,反应器对NO3--N浓度为30~150 mg·L-1海水具有良好的反硝化性能,NO3--N的去除率达到90%以上。批次实验结果显示：好氧反硝化过程呈现阶段性,NO3--N在整个过程中可被高效去除;NO2--N积累最大值随初始NO3--N浓度的增大而增大,且初始NO3--N浓度越高,NO2--N完全去除所需时间越长。采用Monod方程的微分方程模型,能够很好地拟合反硝化过程中NO3--N、NO2--N的变化趋势。该好氧反硝化反应器具有良好的脱氮性能,为解决循环水养殖系统NO3--N积累问题提供了新的思路。     

组合骨料型百喜草植生混凝土去除氮磷

以6组90 d龄期的组合骨料型百喜草植生混凝土盆栽为研究对象,用配制溶液静态培养的方法,选择氨氮(NH3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)为主要指标,考查沸石与钢渣、沸石与浮石两种组合骨料型的植生混凝土对污染物的去除效果。结果表明,各组NH3-N 1 d、7 d的去除率分别为13.0%~16.9%和45.7%~56.7%,1 d去除率约占7 d的30%。各组TN 1 d、7 d的去除率分别为9.0%~14.1%和25.6%~39.2%,1 d去除率约占7 d的30%。各组TP 1 d、7 d的去除率分别为22.0%~33.3%和57.3%~89.3%,1 d去除率约占7 d的40%。NO3--N、NO2--N含量很低,NO3--N浓度基本在0.50 mg/L以下,NO2--N浓度变化范围在0.10 mg/L以下。综合NH3-N、TN和TP去除效果,沸石与浮石按1:1~1:3混合的百喜草植生混凝土具有良好的脱氮除磷效果。     

基于玄武岩纤维载体的生物膜法净化污染河道水体

为考察不同水体环境状况下,所构建的基于玄武岩纤维的污染河道水体净化技术的净化效能,通过模拟不同pH、温度及DO的污染河道水体环境,研究了水体中的COD、氨氮及TP指标变化规律,得到所构建的净化技术对COD、氨氮及TP的削减速率。研究结果表明,不同温度环境下COD、氨氮及TP的净化效率会随着时间增加而增强;不同DO环境下COD、氨氮及TP的净化效率随时间增加而增强;不同pH条件下COD净化效率随着时间增加而持续增强,氨氮净化效率随时间增加至某一极值后趋于平稳,而TP的净化效率会随着时间增加表现先升高后降低的趋势。此外,实验期间不同水体环境下COD、氨氮与TP皆在温度20~25℃,pH为7,DO为2~4 mg/L时分别获得93%、90%和36%的最大净化效率;根据实验结果得出的最适宜水体环境为温度20~25℃,pH为7,DO为2~4 mg/L;COD、氨氮及TP削减速率分别为0.63~0.84、3.6×10-3~4.0×10-2和7.1×10-4~2.9×10-3 kg/(m3·d)。     

5种湿地沉水植物对模拟污水厂尾水的深度处理

选取四季常青苦草、普通苦草、黑藻、狐尾藻和马来眼子菜等5种沉水植物构建表面流人工湿地系统,观察不同沉水植物品种对模拟污水厂尾水中主要污染物的去除效果,筛选出具有最佳去污效果的沉水植物,为优化沉水植物表面流人工湿地系统的处理效果提供理论依据。结果表明：沉水植物表面流湿地系统和无植物表面流湿地系统对各污染物的去除效果均呈现出随着实验时间的延长先波动变化后逐渐趋于稳定的规律。四季常青苦草、黑藻和狐尾藻湿地系统出水COD、TP浓度均低于10 mg·L-1、0.1 mg·L-1,分别达到了《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅰ和Ⅱ类水标准。除马来眼子菜外,其余4种沉水植物对主要污染物的净化效果存在较大差异,以四季常青苦草的综合净化效果最好,出水COD、TP、NH4+-N、NO3--N和TN的平均浓度分别为36.83、0.269、1.17、0.563和3.31 mg·L-1,平均去除率分别达到41.32%、72.77%、84.29%、79.28%和76.72%。黑藻次之,接着是狐尾藻,而普通苦草的去污效果较差。综合考虑其对模拟城市污水处理厂尾水的深度处理效率,宜选择四季常青苦草作为表面流人工湿地的优选沉水植物。     

可渗透反应墙技术的水质净化特性

通过中试研究考察了可渗透反应墙(PRB)技术的动态水质净化特性。结果表明:(1)在动态条件下,PRB中试系统中COD、NH4+-N、NO3--N、TN、TP去除率随水力停留时间(HRT)的延长而增加。当HRT为7.00h时,COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为59.4%、26.9%、76.6%、62.2%、82.0%。HRT的延长使难生物降解的有机物也得到部分降解,PRB中试系统中铁屑及新生态的[H]、铁离子的氧化还原作用可以大幅度提高水的可生化性。(2)PRB技术对COD、NH4+-N、TN、TP的去除主要发生在反应区前半段,而且PRB中试系统中COD、NH4+-N、TN、TP沿程的变化情况可用指数方程来描述,动态模型预测曲线拟合较好。同时,对于实际PRB技术工程,PRB技术选择适当的反应介质及介质配比是关键环节。     

滇池凤眼莲种养水域水体理化指标24小时变化规律

在滇池水域选择3个实验点,分别是外草海、老干鱼塘和龙门村,构建围栏控制性种养凤眼莲,用于吸收富集水体氮磷。于凤眼莲旺盛生长期内(2010年8月),每隔3小时监测种养区与对照区水体理化指标,包括气温、水温、pH、溶解氧(DO)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)、总磷(TP)和磷酸根(PO43--P),分析24 h内水体理化指标的变化规律。结果显示,(1)昼夜变化使得3个实验点水体pH和DO白天高于夜晚。由于气泡浮力机制影响,龙门村水体Chl-a浓度在中午12:00达到最高,在日落后21:00又出现一个高值;(2)外草海种养区NO3--N浓度与TN浓度呈显著的正相关关系,与NH4+-N浓度呈显著的负相关关系,推测是因为凤眼莲可以促进富营养化水体的硝化、反硝化、硝化-反硝化反应的耦合过程。老干鱼塘水体由于pH过高,使得水体NH4+-N浓度明显高于NO3--N浓度;(3)昼夜变化对水体氮、磷浓度并未表现出显著的影响。在野外大水面种养相对小面积的凤眼莲,种养水域内部的氮磷浓度均高于相对较远的对照水域;规模化种养凤眼莲方可有效降低整个水体的氮磷浓度。     

多孔Fe-Si电极电催化还原硝酸根离子

水体硝酸盐污染已成为一个日益严重的问题。以多孔Fe和Fe-Si合金为阴极,Ti/IrO2为阳极构建电解系统,对模拟废水(100 mg·L-1NO3--N + 500 mg·L-1 NaCl + 500 mg·L-1 Na2SO4)进行电解以去除其中的硝酸根离子,并研究了多孔Fe-Si合金在电解过程中的稳定性。实验结果表明,增大电流密度有利于提高NO3--N和总氮的去除效率。当电流密度为40 mA·cm-2时,以多孔Fe为阴极,几乎无副产物产生,NO3--N和总氮去除率均为94.3%,但电解完成之后Fe电极腐蚀严重,溶液中铁离子浓度达1 418 mg·L-1。而以多孔Fe-Si为阴极时,随合金中硅含量增加,NO3--N和总氮去除率均呈下降趋势,但电极稳定性显著提高,电解完成之后溶液中Fe离子浓度显著下降。当Fe-Si合金中硅原子百分比为50%时,NO3--N和总氮去除率均为78.8%,此时溶液中Fe离子浓度仅为41 mg·L-1。多孔Fe-Si合金作为阴极还原硝酸根离子时,具有较高的硝酸根去除率和良好的稳定性,应用前景较好。     

高速泳动床对村镇微污染水体的预处理效果

利用高速泳动床反应器作为预处理装置处理村镇微污染水体,出水进入组合人工湿地。结果表明,实验阶段高速泳动床在HRT为1.2 h时,尽管泳动床进水各污染物浓度较低,但反应器对COD、TN和TP仍具有较明显（P〈0.05）的去除效果,平均去除率分别为11.3%、14.6%和25.8%。高速泳动床反应器对氨氮去除效果尤为明显,去除率达到46.9%。此外,高速泳动床反应器内硝化作用较强,出水中硝态氮含量平均增加率为45.5%,弥补了后续人工湿地硝化作用不强、除氨氮效果不佳的缺点。     

鱼类、底栖动物和水生植物的不同组合对水质净化效果的原位围隔实验

在野外原位围隔模拟条件下,研究了鱼类、底栖动物和水生植物的不同组合对富营养化水体的净化效果。研究结果表明：鲢鳙鱼比例对水质有较大影响,当鲢鱼（Hypophthalmichthys molitix）与鳙鱼（Aristichthys nobilis）的比例为3：1时,TN和NH3-N的去除率分别为69.26%和66.39%,4：1时,NO3-N的去除率可达73.65%;当鲢鱼与鳙鱼的比例为5：1时,TP和PO43-的去除率可达66.73%;鲴鱼（Plagiognathops Microlepis Bleeker）对水体中磷元素的去除效果显著,TP和PO43-的去除率可分别提高13.89%和7.91%,但不利于氮的去除;150 g·m-2密度螺（Bellamya aeruginosa）和蚌（Hyriopsis cumingii）的投加对TN的去除率可达72.60%,但对其他营养盐的削减效果不佳;水生植物蕹菜实验组与无植物组相比TN去除率提升6.83%,NH3-N提升6.44%,NO3-N提升12.14%,效果优于菱,但却不利于磷的去除。实验结果可为水生生态系统调控和修复提供科学依据。     

2种改良土壤渗滤系统对降雨径流中氮的去除

为研究改良土壤渗滤系统对降雨径流中不同形态氮(NH4+-N,NO3--N,NO2--N,TN)的去除效果及径流中氮负荷对氮去除率的影响,实验分别以聚氨酯泡沫和人工草皮为改良材料,以降雨径流中的氮为处理对象进行室内模拟研究。结果表明,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统及草皮土壤渗滤系统对TN,NH4+-N均具有较好的净化效果,并表现出良好的耐冲击负荷能力。TN平均去除率分别为72.65%和71.07%,NH4+-N平均去除率分别为98.10%和99.09%。2种渗滤系统对NO3--N去除效果均较差,表现为-420.07%和-171.66%的负去除率。聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对NO2--N的平均去除率为87.29%,高于草皮土壤渗滤系统53.77%的平均去除率。总体上,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对径流中氮的去除效果优于草皮土壤渗滤系统,具有较好的应用前景。