Effect of substrate COD/N ratio on performance and microbial community structure of a membrane aerated biofilm reactor

Two parallel carbon-membrane aerated biofilm reactors were operated at well-defined conditions to investigate the e ect of substrate COD/N ratios on the performance and microbial community structure of the bioreactor. Results showed that at substrate COD/N of 5, organic and nitrogen could be eliminated simultaneously, and COD removal degree, nitrification and denitrification e ciency reached 85%, 93% and 92%, respectively. With increasing substrate COD/N ratios, the specific oxygen utilization rates of nitrifying bacteria in biofilm were found to decrease, indicating that nitrifying population became less dominant. At substrate COD/N ratio of 6, excessive heterotrophs inhibited the activity of nitrifying bacteria greatly and thus led to poor nitrification process. With the help of fluorescence in situ hybridization (FISH), Nitrosomonas and Nitrosospira were identified as dominant ammonia-oxidizing bacteria in the biofilm at substrate COD/N of 0, whereas only Nitrosospira were detected in the biofilm at COD/N ratio of 5. Nitrospira were present as dominant nitrite-oxidizing bacteria in our study. Confocal laser scanning microscopy images revealed that at substrate COD/N ratio of 0 nitrifying bacteria existed throughout the biofilm and that at COD/N ratio of 5 they were mainly distributed in the inner layer of biofilm.     

水资源水质水量联合评价综述

根据国内外近30a来对水资源的评价研究,综述讨论了水资源评价的4种理论和方法,认为水质与水量联合评价并考虑生态环境需水的水资源评价才能客观地表现水资源现状,而且对湖泊水体的相应研究也应受到广泛关注。     

水量衡算条件下人工湿地对有机物的去除

构建了芦苇和无植物人工湿地,在系统水量衡算的基础上比较了两种湿地对生活污水中有机物的去除效果。结果表明,在植物收割后的冬季,有植物湿地对有机物的去除率低于无植物湿地2.2%;在其他季节,芦苇湿地对污水CODCr的去除率比无植物的高出3.2%～4.2%,但对BOD5的去除率却比无植物的低了1.8%～3.4%。有植物湿地对有机物的去除效果比无植物湿地有所改善,但是提高不多。比较了两种系统的氧化还原电位,有植物湿地比无植物湿地高（P<0.05）,这种提高主要集中在湿地水面以下约15 cm的范围,从整体来看,两块湿地内部氧化还原状态大体相同,主要是强还原环境。比较了两块湿地基质中降解有机物的细菌、放线菌和真菌的数量,二者没有明显的差别,但是,有植物湿地的根际效应明显。考察了湿地进水有机负荷与去除量的关系,二者呈现显著的线性相关性(R2>0.96)。      

干旱半干旱地区重污染河流水质水量响应关系预测研究

通过建立渭河关中段水质水量响应关系程序,对渭河关中段规划水平年(2020年)不同来水频率(P)条件下丰水期、平水期、枯水期的水质水量响应关系进行定量化分析研究.结果表明,规划水平年丰水期、平水期、枯水期同一断面在不同来水频率下COD和NH+4-N从小到大的排序均为:P=25%、P=50%、P=75%、P=95%.规划水平年丰水期、平水期、枯水期的COD在林家村断面至兴平断面较小,低于地表水环境质量标准(GB3838—2002)Ⅴ类水标准,而后逐渐开始升高,南营断面COD涨幅较大,至咸阳断面升至最高,后又逐渐减低;规划水平年丰水期、平水期、枯水期的NH+4-N在林家村断面至兴平断面较小,低于地表水环境质量标准Ⅴ类水标准,而后逐渐开始升高,咸阳断面NH+4-N增幅较大,至树园断面升至最高.     

椒江流域地区水量水质水生态分析及调度研究

为了合理调度椒江流域地区水资源,提高水质质量和保护水生态环境,采用的技术方案是构建出新型水量水质水生态多目标耦合模型,在不同的水量和水质条件下,通过分析得到不同用途环境下的水质的需水量,并根据针对缺水问题计算椒江流域内多个水池中的需水量和污染负荷,在水资源分配和水生态保护等多个角度制定了合理的配水方案.还采用的技术方案...     

城镇污水处理厂进水水质特征分析

文章以南方某典型小城镇污水处理厂的进水为具体的研究对象,对该污水处理厂进水水质特征进行了分析,研究结果表明,COD_Cr、NH₃-N、TN、TP的平均质量浓度为76.88mg/L、16.03mg/L、21.00mg/L以及2.03mg/L。COD_Cr、NH₃-N、TN、TP的累计频率达到90%的质量浓度为97.9、24.03、28.07、3.15mg/L,和同区域内的城市污水处理厂相比,该污水处理厂的进水水质浓度较低。在此基础之上对该污水处理厂水质浓度偏低的原因进行了系统的分析,期望能够为城镇污水处理的设计提供一些借鉴与参考。     

基于SWMM的天津市某海绵型建筑小区径流水量水质效果模拟分析

以天津市某海绵型建筑小区为研究对象,采用在线监测与模型模拟相结合的方法,开展小区尺度海绵化改造对径流水量水质效果评估的量化研究。构建暴雨雨洪管理模型,利用实测降雨、水量、水质数据进行模型关键参数的率定与验证,在设计降雨和实际场次降雨、多年连续降雨情景下,模拟分析海绵化改造对径流总量、径流峰值、径流污染的控制效果及差异。结果表明,海绵型建筑小区在2～10年一遇设计降雨重现期下,径流总量控制率为64.43%～74.10%,径流体积削减率为31.27%～40.09%,监测排口处径流峰值削减率为40.57%～41.40%。在55场实际降雨情景下,径流总量控制率为58.29%～100.00%,径流污染削减率为40.93%～83.05%。同时,总降雨量、最大小时降雨量是影响径流总量、径流污染控制效果最主要的降雨特征,存在较强的负相关(P<0.01)。多年连续降雨情景下,年径流总量控制率为78.61%,年径流体积削减率为37.18%,年径流污染削减率为45.16%。该研究成果可为科学定量评估海绵型建筑小区径流控制效果提供参考。     

基于改进水生态足迹的水资源环境与经济发展协调性评价——以中原城市群为例

为探索水资源环境和经济发展的协调关系,基于改进的水生态足迹模型,计算中原城市群2001～2016年水量生态足迹和水质生态足迹,从宏观和微观层面构建脱钩评价模型和协调度模型,对区域经济发展和水资源环境协调关系进行研究。研究表明:(1)中原城市群总体水生态足迹表现出波动增加趋势,农业水足迹在水量生态足迹中比重最大,超过50%;(2)地下水质生态足迹和地表水质生态足迹的比例约为4∶3,2001～2010年导致地表水质生态足迹面积最大的污染物是硝态氮,2011～2016年磷是最主要的污染物,而导致地下水质生态足迹的规律较为复杂,由多种污染物交替决定;(3) 2001～2016年,水资源环境和经济发展的协调关系由弱脱钩的不协调和初级协调向强脱钩的中级协调转变,表明中原城市群经济发展和水资源环境的协调性在逐步增强;(4)中原城市群内部各城市水资源环境和经济发展的协调性在时间上表现出逐年增强的趋势,在空间上存在较高的相似性,中原城市群在协调度上的表现优于其在脱钩指数上的表现。     

宁夏土壤水文参数空间分布及干旱指标改进研究

土壤相对湿度是干旱监测和评估中最常用的指标之一,但这一指标的有效水下限较为模糊,实际应用中会将一部分土壤有效水排出在外,从而高估干旱的程度,因此有必要对其进行改进。利用2016-2019年宁夏回族自治区气象局122个土壤湿度观测站0-50 cm土壤田间持水量(%)和凋萎湿度(%)的测定数据,分析了宁夏境内土壤水文参数空间分布特征,并引入土壤相对凋萎湿度,以改善当前干旱监测评估中最旱等级土壤水下限模糊的问题。结果表明:宁夏0-20 cm和20-50 cm土壤水文参数的空间分布特征较为相似,田间持水量、凋萎湿度、有效水和相对凋萎湿度的波动范围均呈南低北高的特点;数值大小上,田间持水量、凋萎湿度、有效水整体呈南大北小,而相对凋萎湿度南小北大;分布区间上,田间持水量、凋萎湿度、有效水、相对凋萎湿度集中在15.0%-25.0%、3.0%-6.0%、10.0%-20.0%、10.0%-30.0%之间。基于相对凋萎湿度改进的干旱指标,在宁夏除特旱上限对应的土壤相对湿度波动范围较大外,轻旱、中旱和重旱对应的土壤相对湿度空间波动范围均较小;轻旱、中旱、重旱和特旱的上限对应的土壤相对湿度分别主要介于82.1%-90.0%、64.2%-80.0%、46.3%-60.0%、28.4%-50.0%之间。改进后的干旱指标其物理意义更加明确,能客观反映较低土壤水分对植物有效性真实情况,研究对提高干旱监测评估的准确性有一定现实意义。     

丹江口水库入库水量与气象因子的响应及其预测

利用丹江口水库1959~2016年逐月入库流量及水源区41个气象站同期气象观测资料,通过相关分析确定了影响入库水量的关键气象因子及其影响时效,利用回归分析建立了逐月入库流量预报模型并对误差来源进行了系统分析。结果表明：各月入库水量与前期不同月份降水量呈显著正相关,最大相关系数0.40～0.85,与平均气温呈显著负相关,最大相关系数-0.26～-0.54,其中汛期月份相关性高,影响时效在前1～3个月,冬春季相关性较弱,影响时效在2～6个月。以前期不同月份降水量、气温为预报因子,采用对数变换后的逐步回归模型预报效果最好,各月解释方差在45%～88%之间,汛期月份在75%以上,十折交叉验证月平均绝对误差率20.5%～40.7%,年平均预测误差9.6%。降水的时空分布特征对预测误差具有明显影响,上游汉中、石泉、安康及白河子流域降水偏多,流域边缘降水偏少,预报结果偏低,反之预报结果偏高,同时降水集中或强度大预报结果易偏低,而降水时间分布均匀预报结果易偏高。 关键词： 丹江口水库;入库水量;回归分析;预报误差