复合垂直流构建湿地基质微生物类群及酶活性的空间分布

对构建湿地基质微生物类群数目及酶活性的空间分布特点进行了研究，为进一步深入研究构建湿地净化污水的机制提供了可能，研究表明：（1）不同月份构建湿地基质的微生物类群目是不相同的。（2）基层不同层次之间其微生物类群数目不相同，上层数目较中下层多，最多几乎达三个数量级，（3）下行流池中的微生物类群数目较上行流池多。（4）下行流池中的脲酶活性较上行流池高，且上层高于中下层。（5）上行流池中的磷酸酶活性较下行流池为高。     

人工湿地基质渗滤特性及净化污水效果

以细沙、细沙和碎石质量比为1∶1、1∶2、2∶1的三种组合,以及煤渣和壤土质量比为1∶1的混合物共五种基质为供试对象,通过比较测定不同基质渗透性,选择渗透性较好的基质搭配填入人工湿地模型中,测定进出水水质,研究基质对系统净化污水的效果.结果表明,渗透性对人工湿地系统净化污水有一定影响,当基质渗透性较好、孔隙率较高时,污水总磷、氨氮、以及化学需氧量去除率较高;随时间延长,各指标去除率降低,其中总磷去除率与时间有较好的线性相关.     

不同基质的浮床对浮床植物及废水脱氮效果的影响

研究3种不同材料作为生态浮床(Floating beds,FBs)基质而组建的组合生态浮床(hybrid FB,HFBs)以及一种无基质的传统生态浮床(C-FB)脱氮效果和性能。3种组合生态浮床分别由竹丝、稻草和轻质陶粒为基质。实验结果表明:当原水中总氮(TN)和总磷(TP)质量浓度分别为8.21~9.38,5.49~5.84mg/L,3 d后经过C-FB、轻质陶粒组合生态浮床(HFB-C)、稻草组合生态浮床(HFB-RS)、竹丝组合生态浮床(HFB-FB)处理后,出水中TN和TP的质量浓度分别为6.54~7.35,5.54~6.65,0.52~0.92,1.19~1.55 mg/L和2.81~2.90,3.81~3.96,2.67~2.79,2.49~2.58 mg/L。大型水生植物代谢酶及其生长速度依次为:HFB-FBHFB-RSC-FBHFB-C,水体温度对大型水生植物生长特性和生化特性有着显著地影响,影响最大是过氧化物酶(CAT),其次是叶绿素,过氧化物酶(POD)和丙二醛(MAD)变化不明显。实验结果说明基质差异对组合式生态浮床的脱氮效果具有显著影响。     

温度和基质浓度对厌氧氨氧化工艺中N2O释放的影响

污水生物脱氮工艺中通常会释放温室气体N₂O,厌氧氨氧化工艺作为新型生物脱氮工艺,其N₂O的释放规律及机制值得深入研究.本文利用厌氧氨氧化序批试验,研究了不同温度和基质浓度对厌氧氨氧化工艺中N₂O释放的影响,并探讨了N₂O释放的微生物机制.结果表明,厌氧氨氧化工艺中进水基质浓度的增加会促进N₂O释放,在35℃条件下,当进水亚硝氮从40 mg ·L^-1增加至60 mg ·L^-1和120 mg ·L^-1时,N₂O最高积累浓度从0.5 mg ·L^-1增加至1.5 mg ·L^-1和2.4 mg ·L^-1,分别占总氮去除量的0.85%、1.43%和1.11%.温度降低对厌氧氨氧化活性抑制作用明显,15℃下的比厌氧氨氧化活性仅为30℃时的6%.温度降低导致厌氧氨氧化工艺中N₂O的释放减少,温度降低时反硝化速率的降低是导致N₂O产生速率降低、N₂O积累减少的主要原因.厌氧氨氧化工艺微生物群落中存在丰富的异养反硝化菌,工艺中N₂O积累主要是反硝化菌产生和消耗N₂O的结果.     

人工浮岛基质对富营养水的修复作用研究

实验选取页岩陶粒、活性炭、膨胀蛭石为生态浮岛的填充基质,以空心菜为植物组建了三组浮岛进行平行实验,比较了三种不同基质在同一条件下对水中总氮、总磷、COD的吸附净化效果。结果表明植物在以页岩陶粒为基质的人工浮岛中生长最好,对于TN的去除效果,活性炭和膨胀蛭石均可达60%以上,页岩陶粒的去除率最高为53%;对TP和COD的去除能力大小顺序为:活性炭(均达75%左右)>页岩陶粒>膨胀蛭石。可见活性炭的截污能力更强,而页岩陶粒的性价比较高。     

HRT对CO2-MBfR去除高SO42-废水中NO3--N的影响

针对含NO₃^--N与较高浓度SO₄^2-实际工业废水处理较难的问题,考察了不同水力停留时间（HRT）下连续运行的CO₂-氢基质膜生物膜反应器（CO₂-MBfR）处理模拟废水和实际工业废水的性能,结果表明,2种废水的出水NO₃^--N浓度均随着HRT的减小而增大,模拟废水中NO₃^--N的处理效果和电子通量分配比例均优于实际废水,但其电子通量分配的格局基本不变：NO₃^--N和SO₄^2-的电子通量分别在90.09%~97.49%和2.51%~9.91%左右.要实现实际废水总氮达到15mg/L的排放标准,需维持HRT不少于10.4h.     

不同流态和基质对人工湿地污染物去除及温室气体排放的影响研究

为研究流态和基质对人工湿地生态系统功能的影响,分别利用水平推流砾石潜流湿地、水平推流陶粒潜流湿地、水平折流砾石潜流湿地、上下折流砾石潜流湿地4种人工湿地装置处理低污染水,考察不同流态和基质对人工湿地污染物去除及温室气体排放的影响。结果表明:上下折流砾石潜流湿地对污染物的处理效果最好,对CODMn、TP、TN、NO_3-N、NH_4-N的去除率分别达到20.78%、42.47%、28.9%、32.72%和52.92%,并且该湿地的CO_2和N_2O排放通量最大,分别为409.3mg/(m2·h)和20.3mg/(m~2·h),水平折流砾石潜流湿地的CH4排放通量最大,为0.80mg/(m~2·h),说明流态对人工湿地污染物的处理效率及温室气体排放具有重要影响,采用上下折流流态的人工湿地具有更高的污染物处理效率及温室气体排放通量;水平推流陶粒人工湿地对CODMn、TP和NH_4~+-N的去除率分别为24.39%、29.44%和22.39%,高于水平推流砾石人工湿地的去除率(14.71%、37.19%和12.23%),说明相比砾石,以陶粒作为基质的人工期湿地具有更高的污染物处理能力。     

小降雨入渗的非饱和土边坡稳定性计算方法研究

降雨易导致非饱和土边坡稳定性降低甚至失稳破坏,研究降雨作用下非饱和土边坡稳定性具有一定意义。在考虑降雨强度较小且持续时间较长的情况下,将Richards非饱和土渗流方程应用到斜坡降雨入渗分析中,通过坐标变换、吸力水头分布假设,并结合土-水特征曲线,推导出降雨入渗条件下斜坡基质吸力分布解析解;在此基础上,将斜坡降雨解析函数引入到传统Sarma法中,进而对滑坡土条进行受力分析,得出当地下水位高于潜在滑面、地下水位与潜在滑面重合和地下水位在潜在滑面之下时,斜坡稳定性系数的求解公式;最后利用推导出的公式对实际问题进行求解与验证。结果表明:当降雨强度为0时,基质吸力最大,斜坡稳定性最大;随着降雨强度的增大,斜坡稳定性逐渐降低;当降雨强度等于饱和渗透系数时,斜坡稳定性最小,且稳定性比不考虑降雨时减小了12.8%;工程实例应用显示该方法对于计算持续小降雨状况下的斜坡稳定性是可行的。     

氢气压力和进水流速对氢基质生物膜反应器同步去除溴酸盐和高氯酸盐的影响

为了考察氢基质生物膜反应器(MBfR)中氢气压力和进水流速对溴酸盐(BrO_3~-)和高氯酸盐(ClO_4~-)同步去除的影响,基于短期系列实验,研究了不同氢气压力和进水流速下BrO_3~-和ClO_4~-的去除效率、去除通量、当量电子转移通量及还原反应动力学。结果表明:氢气压力从0.02 MPa提高至0.08 MPa时,BrO_3~-和ClO_4~-的去除率分别升高了12.5%和17.2%,去除通量分别升高了0.001 2 g·(m~2·d)~(-1)和0.002 g·(m~2·d)~(-1),但BrO_3~-和ClO_4~-去除率并未随氢气压力持续升高而呈线性升高趋势;当进水流速从1.0 mL·min~(-1)提高至4.0 mL·min~(-1)时,BrO_3~-和ClO_4~-的去除通量由0.005 g·(m~2·d)~(-1)和0.006 g·(m~2·d)~(-1)分别升高至0.014 g·(m~2·d)~(-1)和0.017 g·(m~2·d)~(-1),但BrO_3~-和ClO_4~-的去除率BrO_3~-和ClO_4~-的去除率明显降低;结合还原反应动力学研究,MBfR运行效能最佳的氢气压力和进水流速分别为0.04～0.06 MPa和2.0 mL·min~(-1)。生物膜当量电子转移通量分析表明,反硝化对电子供体(氢气)的竞争性抢夺比BrO_3~-和ClO_4~-还原更加激烈;还原反应动力学级数揭示了BrO_3~-和ClO_4~-还原对进水流速加快的敏感性比氢气压力变化更加强烈。为了获得更高的污染物去除效能,可以适当控制进水流速和水中共存NO_3~--N的竞争性抑制。     

潜流人工湿地基质堵塞的研究进展

潜流人工湿地是城市污水深度处理和农村污水分散处理的有效技术,但存在的基质堵塞问题因可缩短其使用寿命而极大降低了该技术的经济优势,成为制约其发展的瓶颈和研究的重点.在分析潜流人工湿地基质堵塞影响因素的基础上,探讨了其堵塞的机理和模型,提出了预防措施和恢复对策.前期进水预处理、进行湿地数值模拟和强化运行管理等能有效解决人工湿地堵塞问题.