NUTRIENT CONCENTRATIONS IN WASTEWATER TREATMENT PLANT EFFLUENTS,SOUTH PLATTE RWER BASIN1

ABSTRACT: Accurate data about nutrient concentrations in wastewater treatment plant effluents are needed for river basin water-quality studies. As part of the U.S. Geological Survey's National Water-Quality Assessment Program in the South Platte River Basin, nutrient data were requested from 31 wastewater-treatment plants located in the basin. This article describes the types of nutrient data available from the plants, examines the variability of effluent nutrient concentrations, and discusses methods for estimation of nutrient concentrations where data are lacking. Ammonia was monitored at 88 percent of the plants, nitrite plus nitrate was monitored at 40 percent of the plants, and organic nitrogen and phosphorus were monitored at less than 25 percent of the plants. Median total nitrogen concentrations and median total phosphorus concentrations were small compared to typical literature estimates for wastewater-treatment plants with secondary treatment. Nutrient concentrations in effluent from wastewater-treatment plants varied widely between and within plants. For example, ammonia concentrations varied as much as 5 mg/L during a day, as much as 10 mg/L from day to day, and as much as 30 mg/L from summer to winter within a plant. In the South Platte River Basin, estimates of median annual ammonia and nitrite plus nitrate concentrations can be improved based on plant processes; and nitrite plus nitrate and organic nitrogen concentrations can be estimated based on ammonia concentrations. However, to avoid large estimation errors, more complete nutrient data from wastewater-treatment plants are needed for integration into river basin water quality studies. The paucity of data hinders attempts to evaluate the relative importance of point source and nonpoint source nutrient loadings to rivers.     

以造粒粉煤灰为过滤介质去除景观水中磷的研究

研究了造粒粉煤灰的最大磷吸附量、磷吸附速率等吸附特征，以及颗粒粒径、磷浓度、水力负荷对景观水除磷效果的影响。还进行了为期21天的连续过滤试验，发现滤床在高水力负荷条件下能持续地去除景观水中的磷。     

城市污水除磷技术发展

磷是水体富营养化的一个主要限制因素，控制出水中磷的浓度尤其重要。污水除磷方法有生物除磷、化学除磷及生态除磷，也可将各种方法组合使用，如生物一化学除磷、生物一生态除磷等，实际应用中应根据具体情况选择适宜的除磷方法。     

人工湿地控制非点源污染的应用

随着点源污染的有效管理和控制，非点源污染已成为水环境污染的主要原因。人工湿地作为一种控制水环境非点源污染的有效工具，已被世界上很多国家所认可。本文首先简述了非点源污染的危害，其次对人工湿地的概念和类型进行了介绍，论述了人工湿地对非点源污染中氮、磷、重金属和农药等主要污染物的去除机理，最后对人工湿地处理系统的附属设施、水力因素、表土层以及植物收割等应用问题进行了探讨。     

基于速度的交通事故分析

速度对交通事故的发生以及严重程度有着直接影响,是道路交通事故的重要诱因之一。为了准确地反映速度与事故之间的关系,减轻由于速度因素所造成的交通事故的损失,笔者对国内外速度与交通安全的情况进行分析;研究了平均速度与事故危险性、速度离散度与事故率以及速度与事故严重性的关系;提出了加强速度管理,控制交通流平均速度和减小相邻路段的速度差值的对策。基于速度的交通事故分析,建议采用85%位车速作为控制速度的上限值;提出限速措施,以达到减少交通事故及其损失的目的。     

不同扰动下外源磷在形态磷间的分布规律

研究了3种扰动方式对外源磷在上覆水、间隙水、底泥中的数量分布的影响,并分析了内源磷形态间的转化过程.结果表明,与对照实验相比,物理扰动能促进上覆水中磷向底泥迁移,并高于生物扰动和组合扰动的促进作用,并且,三者均高于对照实验.这可归因于溶解氧的渗入.物理扰动能降低间隙水中DIP的平均含量,相比对照实验降低了12.13%(第6 d和第10 d平均值),但降低程度不如生物扰动(38.63%)和组合扰动(50.79%).3种扰动均能促进Fe/Al-P和Ca-P的形成,其中,物理扰动下Fe/Al-P和Ca-P平均形成量最大,物理扰动下AAP含量一直在减小,暗示物理扰动明显促进了AAP向闭蓄态的Fe/Al-P或者Ca-P转化.     

容积负荷对ABR-MBR工艺反硝化除磷性能的影响

采用连续流ABR-MBR组合工艺处理生活污水,研究不同容积负荷(volume loading rate,VLR)对该工艺反硝化除磷性能的影响,获得最佳工艺参数.试验考察ABR进水容积负荷(以COD计,下同)分别为0.76、1.01、1.51和2.27 kg·(m~3·d)~(-1)时系统去碳脱氮除磷的性能,并在各ABR容积负荷条件下考察MBR容积负荷对MBR反应器硝化性能的影响.结果表明,在ABR进水容积负荷为1.51 kg·(m~3·d)~(-1)的条件下,系统A2隔室COD去除量最大,并在MBR容积负荷为0.462 kg·(m~3·d)~(-1)时,MBR反应器中实现了短程硝化,系统NH_4~+-N和TN去除率分别达到90%和72%以上,厌氧释磷量为7.41 mg·L~(-1),缺氧吸磷量达到15.42 mg·L~(-1),出水PO_4~(3-)-P浓度低于0.5 mg·L~(-1),这表明短程硝化更有利于强化ABR-MBR系统的反硝化除磷性能.     

桑沟湾表层沉积物性质及对磷的吸附特征

通过研究桑沟湾表层沉积物对磷的吸附动力学曲线和吸附等温线,并结合沉积物的表面电荷性质及磷的形态分析,考察了沉积物对磷的吸附性能和吸附机制.结果表明,桑沟湾表层沉积物对磷的吸附过程包括快吸附过程和慢吸附过程,可用快慢二段一级动力学方程描述,等温线符合Langmuir交叉式模型.夏季沉积物样品的最大吸附量高于春季样品,粒级较小的沉积物吸附能力较强.沉积物样品对磷的最大吸附量Qm在0.047 1~0.123 0 mg·g-1之间,吸附/解吸平衡磷浓度(EPC0)范围在0.059 6~0.192 7 mg·L-1,沉积物充当"磷源"的作用.不同站位表层沉积物中无机磷(IP)是磷在沉积物中的主要赋存形态,吸附后的沉积物样品中弱吸附态磷(Ex-P)、铁结合态磷(Fe-P)明显增加.吸附过程包括物理吸附和化学吸附,以物理吸附为主.     

西大海湖沉积物营养盐垂直分布特征变化分析

通过对西大海湖心柱状沉积岩芯有机质(OM)、总氮(TN)、总磷(TP)、磷形态和粒度指标的测试和分析,探讨其垂向分布特征及影响因素.结果表明,营养盐中OM、TN和TP的含量分别为0.633%~2.756%、0.150%~0.429%和648.00~1 480.67 mg·kg-1.Ca-P是TP的主要部分,占TP含量66.04%.1843~1970年间,Ca-P、IP、OM含量变化较小,Fe/Al-P、OP、TP、TN含量波动较大;1970~1996年间,Ca-P、IP、TP含量变化均呈减小趋势,Fe/Al-P、OP、OM含量不同程度上先减少后增加,TN波动较大;1996~2009年营养元素含量相对波动较大,Fe/Al-P、OP和OM的平均含量是3个阶段中最高的.西大海湖沉积岩芯营养元素污染来源以工业废水、生活污水和化肥农药的流失为主.沉积物中C/N比值显示有机质主要来源于水生生物.沉积物粒度组成以黏土和细粉砂为主.相关性研究表明,Ca-P、IP与TP均呈显著的正相关关系,表明Ca-P对IP、TP的增长贡献大.     

模拟气候升温对湿地土壤微生物群落及磷素形态的影响

通过构建微宇宙湿地柱模拟气候升温的方法,采用高通量测序和核磁共振技术,分别研究了湿地土壤微生物群落和磷素形态对暖化作用的响应特征.结果表明,暖化作用导致了Firmicutes、Clostridia、Clostridiales、Clostridiaceae和Clostridium的相对丰度分别显著下降65%~98%、69%~87%、67%~87%、73%~97%和74%~93%,这表明暖化作用对不同分类水平上的物种Firmicutes到Clostridium具有显著的抑制效应.通过主坐标分析和聚类分析,不同湿地柱采样点的暖化组与对照组样本表现出显著的分离特征,揭示了暖化作用能够诱导微生物群落组成发生显著性变化.磷酸单酯和正磷酸盐是各湿地柱土壤主导的磷素形态,同时暖化作用导致了XX湿地柱采样点的磷酸单酯和正磷酸盐相对丰度分别显著升高275%和下降20%,JH湿地柱采样点的磷酸单酯和多聚磷酸盐相对丰度分别显著升高85%和下降49%,这表明不同磷素形态对暖化作用的响应具有土壤异质性特征.通过典型对应分析,揭示了暖化条件下微生物群落组成的显著变化对磷素形态具有显著的影响效应.