城市湖泊水环境整治对改善水质的影响:以蠡湖近30年水质变化为例

自"十五"以来,为改善水质,我国许多城市湖泊均先后采取了水环境治理措施.为了解这些措施对富营养化城市湖泊水质改善成效,根据中国科学院太湖湖泊生态系统研究站对蠡湖的长期监测数据和本课题组2017年对蠡湖的两次调查结果进行汇总分析,探讨了无锡蠡湖综合整治前后近30年来水环境质量变化情况.结果表明:①TN、TP、高锰酸盐指数和Chl-a等水质指标的浓度从20世纪90年代初开始呈现快速上升的趋势,1997～2003年间处于最差状态,2003年经过综合整治后呈现逐年递减趋势,但近两年略有反弹;水体透明度整治前后无明显改善.②从季节上看,综合整治之前,水质波动较大;综合整治之后,蠡湖各项指标出现显著差异,冬季水质明显好于夏季.③从区域上来看,蠡湖西部水质明显优于东部湖区.综合其他城市湖泊治理情况,研究表明水环境治理可以改善湖泊水质,但在水质改善后需要恢复草型生态系统,推进以生物调控为主的生态修复,逐步提升物种多样性,真正恢复湖泊生态系统服务功能.     

有机物降解和硝化过程中污泥摄氧速率的变化

通过考察有机物生物降解和氨氮生物硝化过程中活性污泥摄氧速率(OUR)的变化规律,研究了OUR表征污泥生物活性的可行性.结果表明,随有机物和氨氮氧化反应的进行,OUR逐渐降低,当有机物、氨氮和亚硝酸氧化完毕时,OUR均出现下降幅度突然增大的现象,然后趋于稳定;OUR对系统受到的有机物和氨氮冲击负荷及硝化过程中碱度的变化有着灵敏的反映,可以揭示出有机物生物降解和氨氮生物硝化反应的进程,用OUR表征污泥的生物活性是可行的.污泥生物活性的动力学分析结果验证,有机物氧化的异养菌生长速率高于自养型硝化菌,活性动力学常数(U_om)分别为128.21,7.22mg/(g·h).     

黄淮海湿地系统典型挺水植物对水华藻类的化感效应

利用植物的化感作用可抑制有害藻类生长,控制水华发生,改善水质.文章在考察黄淮海湿地系统的基础上,选取典型挺水植物菖蒲(Acorus calamus)和香蒲(Typha latifolia),用0.1×Hoagland完全培养液进行种植,利用其种植水培养湿地典型水华藻类--铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa Kütz)和鱼腥藻(Anabeana Bory),研究菖蒲和香蒲的种植水对铜绿微囊藻和鱼腥藻生长的影响,评价挺水植物对水华藻类的化感效应.结果显示:菖蒲种植水对铜绿微囊藻的抑制作用较强;而香蒲种植水对鱼腥藻的抑制作用较强,但是对铜绿微囊藻的生长却有促进作用.结果表明两种挺水植物的种植水都含有影响水华藻类生长的化感物质.进一步的研究表明,两种植物种植水对以上两种藻类生长的影响具有显著的体积比浓度效应.因此,保护和恢复湿地挺水植物群落对改善水环境具有重要作用,但利用挺水植物化感效应进行水体环境净化时,应按水体中有害藻类的类型合理选择植物种类.     

甘氨酸厂废液综合治理的工艺及实验研究

对氯乙酸氨解法生产甘氨酸所排放的工业废水首先运用多效真空蒸发兼热泵技术回收氯化铵,然后对蒸发过程中产生的二次蒸汽冷凝水采用一次吹脱-催化氧化-二次吹脱的工艺进行处理,可使废水中的各种污染物有效去除。通过实验确定了冷凝水处理过程中的吹脱及氧化的最佳工艺参数。     

缺氧环境下硫酸盐还原对反硝化过程影响的特性试验研究

对缺氧环境下硫酸盐还原对反硝化脱氮过程影响进行了试验研究。试验结果表明和单纯的热力学和动力学分析不同,在硫酸盐和硝酸盐同时存在的生物脱氮体系中,具备着反硝化和硫酸盐还原同时进行的环境条件。缺氧环境下硫酸盐还原过程影响了反硝化脱氮效果和反硝化历程,即硫酸盐初始浓度越高,硝氮的去除率越低,当硫酸盐浓度从0mg/L增加到2000mg/L时,脱氮效率从100%降低到81.4%,脱氮速率从6.428mg/L.min降低到4.04mg/L.min,并且发现在硫酸盐影响下的反硝化过程出现了氨氮积累的现象。本研究结果对富含硫酸盐的有机废水生物处理有指导意义。     

闭合循环系统中固定化活性污泥降解氨氮的研究

采用聚乙烯醇(PVA)—硼酸包埋固定化法,包埋固定驯化过的活性污泥,制成固定化活性污泥颗粒;以流化床作为生物反应器,对人工配制的含氮废水进行处理实验。结果表明,固定化活性污泥对氨氮的降解速率达 32.5mg/g(MLSS)·d,而悬浮活性污泥对氨氮的降解速率为18.3mg/g(MLSS)·d。同时研究了温度、氨氮负荷、盐度、COD/TN比及 pH等因素对固定化活性污泥硝化活性的影响。     

氨氮水质自动监测仪进样管路的改进

进口氨氮水质自动监测仪的进样管路清洗比较困难.自行设计了供水管路,使之国产化,便于清洗,拆装方便,可连续监测,并且价格低廉.     

新型异养氨氧化菌的分离鉴定及氨氧化特性

从青岛海岸采集淤泥．通过富集培养,以硅胶平板点种分离．经纯化得到一株氨氧化菌H9菌株。该菌可以在营养培养基中生长,是一株异养氨氧化菌,经形态、生理生化特性、16SrRNA序列分析等初步鉴定该菌属于假诺卡氏菌属（Pseudonocardia sp．H9）。该菌株具有将氨氧化为硝酸的能力,明显不同于自养型的硝化作用过程需要亚硝化细菌和硝化细菌的密切协作才能把氨氧化成硝酸的特点。此外,该菌可以在无有机碳的培养基或在有机碳C／N达7或更高的培养基中氧化氨至硝酸;在亚硝化培养基与LB的混合培养基中,在LB占15％以下时,LB越高越有利于氨的氧化和菌的生长。该菌株的生长和氧化氨的最适温度为30℃;pH5．0～10．0,最适为8．0;氨离子摩尔浓度1～40mmol／L,最适为8mmol／L;氯化钠质量分数为0％～8％,最适为3．5％。由于该菌株具有以上的特性和优点．在污水的脱氮处理以及养殖海水的氨氮处理中有较高的应用前景,同时也是研究氨的生物氧化机制的理想菌株。     

土壤溶液和水体中水溶性有机碳的比色测定

利用紫红色络合物Mn(Na₂HP₂O₇)3在浓H₂SO₄存在时可氧化有机质使络合物颜色变浅的基本原理,系统研究了不同种类、不同浓度的有机碳化合物(脂肪族与芳香族)、比色测定的条件(温度、显色时间和比色波长)与一些干扰离子对水溶性有机碳比色测定的影响.结果表明,所用的有机碳化合物的浓度与比色测定的吸光值之间有很好的相关性,比色波长为490～500nm.当溶液中Cl-浓度>80mg/L或Fe₂+>15mg/L,会使比色测定结果显著增大,测定前需要排除它们的干扰;在所建议的最佳比色条件下,天然水体中水溶性有机碳比色法测定结果相当于TOC仪测定结果的81%.当显色液中有机碳浓度为0～5mg/L时,土壤溶液水溶性有机碳比色法测定结果相当于TOC仪测定结果的76%.研究表明,采用该方法测定土壤溶液和水体环境中水溶性有机碳含量是可行的,最突出的优点是无需价格昂贵的TOC仪,而且测定速度要比仪器快得多.     

基于异同移动平均线指标的氨氮厌氧工艺诊断研究

合理的诊断方法和控制策略是实现厌氧处理工艺安全性和稳定性的必要手段。为了对氨氮厌氧工艺的处理过程进行准确的诊断与控制,基于在线监测系统对氨氮扰动冲击情境下上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket, UASB)反应器的气液相参数进行实时监测,并根据指数平滑异同移动平均算法,建立各参数相对应的异同移动平均线指标。根据各参数的指标响应特征与反应器之间的状态关系,通过建立诊断规则,构建氨氮厌氧工艺诊断推理数据库。诊断推理数据库结果显示,气相参数指标整体上比液相参数指标响应快,适合作为识别氨氮扰动抑制发生的敏感性指标;综合气相和液相多参数异同移动平均线指标的响应特征,不仅能够对扰动抑制程度和厌氧生化系统的恢复情况做出准确、全面的诊断,还能够提供快速的预警和有效的控制策略。