藻源型溶解性有机氮的产生及不同时期藻类有机物的特性

研究了铜绿微囊藻藻细胞全生命周期中氮的转化过程以及藻类有机物的性质,结果表明:溶解性有机氮(DON)在藻类生长周期中总体呈现上升趋势,藻细胞在其生长初期释放量小于0.05mgDON/107cells,衰亡期释放能力约为0.40mgDON/107cells;胞外有机物(EOM)中分子量分布在对数期和衰亡期以100kDa为主,稳定期以100kDa范围内.三维荧光光谱分析表明,EOM中荧光物质主要为类腐植酸和溶解性微生物代谢产物;而IOM主要由类芳香蛋白和溶解性微生物代谢产物组成.     

Photodegradation of chromophoric dissolved organic matters in the water of Lake Dianchi,China

Water samples were taken from Lake Dianchi, on the Yungui Plateau of southwest China, and experiments were conducted to simulate the photochemical degradation characteristic of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in the lake water. Three groups of experiments under different light conditions: ultraviolet (UV) light, visible light, and dark, were done and variations of fluorescence properties, UV absorbance, and dissolved organic carbon (DOC) concentrations during the experiments were analyzed to study the photodegradation process of CDOM with time. The result showed that light irradiation led to significant photochemical degradation of CDOM, resulting in changes in florescent properties, absorbance losses, decreases in aromaticity and average molecular weight, as well as decline in DOC concentration in the water. It was also observed that UV irradiation had greater effect than visible light did. However, various fluorophores had different sensitivities to the same irradiation condition, that is, protein-like fluorophore at the low excitation wavelengths is more sensitive to UV irradiation than the other fluorophores, and is more readily to undergo photo-degradation. In addition, visible light irradiation did not have significant impact on DOC in the water, with DOC concentration decrease by 5.57% –59.9% during the experiment time. These results may provide new knowledge on the environment behavior of CDOM in the water of Lake Dianchi.     

Occurance and control of manganese in a large scale water treatment plant

The continuous variations of dissolved oxygen (DO), manganese (Mn), pH, and their effect on manganese removal by different water treatment processes are investigated. The results show that the declined DO concentration and pH value in the bottom of reservoir results in the increasing release of Mn from sediment to source water. Manganese concentration increased from 0.1 to 0.4 mg·L^-1 under the condition that DO concentration decreased from 12.0 to 2.0 mg·L^-1 in raw water. The different water treatment processes exhibited different efficiency on manganese removal. The processes with recycling of the suspended sludge, low elevation velocity in settling tank and slow filter rate, will benefit the manganese removal. During a high release of manganese in raw water, traditional coagulation-sedimentation and filtration could not completely remove Mn, although granular activated carbon filtration (GAC) had been applied. At that case, preoxidation with chlorine or potassium permanganate (KMnO₄) was necessary to address the high manganese concentration.     

污水厂曝气节能智能优化控制系统

针对国内大部分污水厂现有曝气控制中存在着溶解氧浓度波动大、曝气量冗余大、曝气单元能耗高等问题,提出曝气节能智能优化系统,该系统通过获得A/O工艺实时的在线数据不断进行模拟计算,然后按照生化池进水的污染物负荷状况,以曝气能耗最小为目标函数来获取最优的DO设定值及其PI控制器的参数Kp、Ki。该智能优化系统在沥滘污水厂的实际应用情况表明:该系统在盫こ鏊实那榭鱿拢唤鎏岣吡讼低车目垢汉沙寤髂芰Γ苯档土?曝气能耗。     

天然水体溶解性有机物(DOM)分级组分对典型城市源污染的荧光响应

运用化学(树脂)分级方法和三维荧光光谱技术,从总体溶解性有机物(DOM)到DOM各分级组分,逐步深入考察其总体分级特征及各组分三维荧光特征对典型城市生活源污染的响应特征和机理. 总体DOM分级特征对污染的产生和变化响应较弱,而DOM的分级组分对生活源污染具有较好的响应特性. DOM的总体分级特征表明,无污染的源头水DOM中以憎水酸(HoA)为主(相对含量最高),其次为亲水性物质(HiM),而受污染水体DOM中的憎水性碱和中性物质(HoBN)及弱憎水酸(WHoA)的绝对含量和相对含量均明显增高,表明用HoBN和WHoA组分相对含量的增加指示污染的增加具有一定的可行性. 研究各分级组分的三维荧光光谱结构特征表明,HoA,HoBN及HiM均对城市源污染具有良好的响应特性,受污染水体的HoA和HoBN组分荧光特征信息更为突出和丰富,且主要为具有紫外吸收的生物代谢类蛋白物质;最为特异的是WHoA组分,其在源头水中主要为含共轭结构的富里酸类物质,而在受污染水体中该类物质几乎消失且荧光响应也急剧降低. 分析式分级法获得的水体DOM主要分级组分对城市源污染具有较好的响应特性.      

淡水水体溶解有机氮对有毒藻种的生物有效性

溶解有机氮（Dissolved organic nitrogen,DON）是多数天然水体中溶解氮的主要组成部分。天然水体DON是许多微生命体包括有毒藻种的氮营养源,在供水安全以及水体富营养化等方面的生态环境效应不容忽视。文章系统地介绍了淡水水体DON含量与来源、生物有效性与估算方法,以及对有毒藻种生长的影响。DON的来源是影响水体中DON含量动态特征的关键因素。DON来源包括陆地径流,植物碎屑,土壤淋溶液,沉积物释放,大气沉降,藻类、大型植物、细菌与细胞死亡或自我分解,微型及大型浮游动物捕食和排泄、分泌物释放等。研究表明约有12％～72％的DON可迅速被生物所利用,具显著差异,究其原因可能是其来源组成、化学本质（分子质量与极性）、测试生物组成、是否有细菌作用等因素造成的。不同藻种具有不同氮源利用能力,DON对藻类生长具有直接或间接的作用,并可能影响藻类群落结构（有毒藻类成为优势种）。考虑到水环境保护与饮用水安全供水的重要性,未来研究应重视淡水水体DON生物有效性与其化学本质的揭示,尤其是对有毒藻种。     

三唑酮在水中的光化学降解及其影响因素

以太阳光和高压汞灯为光源，研究了水溶液中三唑酮光化学降解的影响因子。结果表明：在不同光源和透光介质下，三唑酮的降解能力从大到小依次为：石英试管＋高压汞灯、玻璃试管＋高压汞灯、石英试管＋太阳光、玻璃试管＋太阳光、暗室；水溶液中三唑酮初始浓度越高，其光降解率越低，呈负相关关系；丙酮对三唑酮在水中的光解有极显著的光敏作用，光敏效率与丙酮添加量有显著相关性；三唑酮的光解实质为光氧化作用，溶解氧含量对三唑酮光解有重大影响。     

谷氨酸棒杆菌合成新型生物絮凝剂分批发酵过程的溶氧控制模式

在3L发酵罐上系统研究溶氧水平对谷氨酸棒杆菌菌体生长及新型生物絮凝剂REA 11合成的影响,提出生物絮凝剂REA 11合成的分阶段供氧控制策略:发酵过程0～16h维持体积传氧系数kLa为100h-1,16h后降低kLa为40h-1至发酵结束,整个发酵过程通气量保持在1L·L-1·min-1.采用该分阶段供氧控制策略,生物絮凝剂最终产量达到900mg·L-1,发酵周期缩短到30h,比恒定kLa为40h-1条件下的REA 11产量(549mg·L-1)提高了64%,产率提高了45%,生产强度也比kLa恒定为40h-1,100h-1和200h-1的分批发酵过程分别提高了81 2%,120%和420%,实现了高细胞生长速率和高产物产率的统一.     

天目湖流域DOM和CDOM光学特性的对比

对2011年1—12月天目湖流域河流及湖体中DOM(可溶性有机物)、CDOM(有色可溶性有机物)的光学特性进行了研究,对比分析了河流和湖体DOM、CDOM的a₃₅₀(350 nm处的吸收系数)、S280~500(280~500 nm波段指数函数拟合曲线斜率)、S_R(光谱斜率比)以及M(a₂₅₀/a₃₆₅)值. 结果表明,天目湖流域a₃₅₀(CDOM)/a₃₅₀(DOM)的年均值为0.856 4,说明CDOM对光的吸收占主导. 河流DOM、CDOM的a₃₅₀年均值分别为(4.24±1.89)、(3.40±1.48)m-1,明显大于湖体的(2.42±0.84)、(2.22±0.83)m-1,表明外源河流输入是天目湖中DOM的主要来源. 河流DOM、CDOM的S280~500年均值分别为(15.98±0.83)、(17.96±0.81)μm-1,湖体的分别为(19.20±1.65)、(20.34±1.73)μm-1;河流的S280~500及S_R均显著低于湖体,表明天目湖流域河流和湖体中CDOM的组成存在明显差异. 天目湖流域DOM与CDOM的M值与S280~500呈显著线性相关,河流DOM与CDOM的M值年均值分别为(5.54±0.81)、(6.54±0.95),显著小于湖体的(7.54±0.98)、(8.28±1.23),表明湖体中的DOM分子较小. 受人类活动、土地利用、降雨径流等因素影响,天目湖流域DOM、CDOM的丰度及光学特性均呈明显的季节性差异,a₃₅₀与S_R在DOM与CDOM中表现的季节性差异较为一致,可以相互参考.      

微涡旋絮凝-逆流气浮-纳滤集成工艺去除水中腐殖酸的动态运行特征

通过微涡旋絮凝逆流气浮-纳滤集成工艺的动态试验研究,确定其运行周期为72 h,能很好地去除水中腐殖酸有机物,但不同纳滤膜组成的集成工艺处理效果不同.采用PACl絮凝剂处理水样2时,以流程1运行的含TQ56-36FC型纳滤膜的集成工艺出水的高锰酸盐指数为0.45 mg/L,UV254nm在0.003 3左右波动,且有95%以上的脱盐率.以流程2运行的含M-N1812A型纳滤膜的集成工艺处理3种水样时的膜清水的高锰酸盐指数在0.75 mg/L左右波动,UV254nm大都远小于0.007 5,有时甚至为0.水样1和水样3的UV254nm平均值为0.005 4,水样2的最低,平均值为0.003 3,脱盐率只有6%～10%.以PACl为絮凝剂时,集成系统有较强的适应原水水质变化的能力.预处理中活性炭柱的存在提高了M-N1812A型纳滤膜清水样的水质,但并没有延长膜的使用周期.这也表明膜的污染更重要的是来自无机物的污染.