Modeled Summer Background Concentration of Nutrients and Suspended Sediment in the Mid‐Continent (USA) Great Rivers1

Angradi, Ted R., David W. Bolgrien, Matt A. Starry, and Brian H. Hill, 2012. Modeled Summer Background Concentration of Nutrients and Suspended Sediment in the Mid‐Continent (USA) Great Rivers. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 48(5): 1054‐1070. DOI: 10.1111/j.1752‐1688.2012.00669.x Abstract: We used regression models to predict summer background concentration of total nitrogen (N), total phosphorus (P), and total suspended solids (TSS), in the mid‐continent great rivers: the Upper Mississippi, the Lower Missouri, and the Ohio. From multiple linear regressions of water quality indicators with land use and other stressor variables, we determined the concentration of the indicators when the predictor variables were all set to zero — the y‐intercept. Except for total P on the Upper Mississippi River, we could predict background concentration using regression models. Predicted background concentration of total N was about the same on the Upper Mississippi and Lower Missouri Rivers (430 μg l^?1), which was lower than percentile‐based values, but was similar to concentrations derived from the response of sestonic chlorophyll a to great river total N concentration. Background concentration of total P on the Lower Missouri (65 μg l^?1) was also lower than published and percentile‐based concentrations. Background TSS concentration was higher on the Lower Missouri (40 mg l^?1) than the other rivers. Background TSS concentration on the Upper Mississippi (16 mg l^?1) was below a threshold (30 mg l^?1) designed to protect aquatic vegetation. Our model‐predicted concentrations for the great rivers are an attempt to estimate background concentrations for water quality indicators independent from thresholds based on percentiles or derived from stressor‐response relationships.     

不同基质在人工湿地脱氮中的应用及其研究进展

在比较了不同基质脱氮效率的基础上,认为基质作为人工湿地的重要组成部分,在为植物和微生物提供生长介质的同时,也能通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物质,其中基质的类型、级配等因素会影响基质作用的发挥;不同基质对脱氮性能存在较大差异,沸石和蛭石是目前研究中脱氮效率较高的两种基质。在归纳了脱氮机制和影响因素的基础上,认为不同基质由于脱氮机制不同,脱氮性能和脱氮效率也存在较大差异;人工湿地基质所有理化性状都可能影响到它对污水的脱氮效率。最后,对今后的相关研究方向进行了展望。     

水生植物修复氮、磷污染水体研究进展

氮、磷是引起水体富营养化、导致水质恶化的重要因素,因此去除氮、磷一直是污水处理的重要任务.鉴于传统物理、化学方法存在的操作难、成本高、易产生二次污染等问题,人们越来越多地将目光转向利用水生植物去除氮、磷营养物质、净化水质上.介绍了近年来国内外应用水生植物修复氮、磷污染水体的方法、效果及其影响因素,探讨了水生植物净化污染水体的机制.针对目前研究中的不足,提出今后应在不同植物种类开发、植物组合优化以及植物的净化机制等方面加强研究.     

污泥转移SBR工艺处理低浓度生活污水

污泥转移SBR工艺是一种通过内部污泥回流实现污泥在不同SBR隔室间转移,从而增加污泥利用效率,提高系统除污效能的新工艺。以设计规模为240 m3/d、处理低浓度生活污水的工艺系统为对象,研究了新工艺在不同泥转移量(污泥回流比)下的除污性能,并与系统以传统SBR方式运行的情况进行了对比。结果表明,新工艺可以有效提高SBR反应器的容积利用率;采用30%的污泥回流比进行污泥转移,新工艺的处理能力比传统SBR工艺提高近1/2,除磷效率从46%提升至85%。出水各项水质指标均能达到国家排放标准的要求。     

苦土和氧化镁处理氮磷废水的对比研究

分别采用苦土、纯氧化镁为沉淀剂对模拟高浓度氮磷废水(N/P=0.8)进行了脱氮除磷研究,比较了沉淀剂投加量、pH对2种沉淀剂处理氮磷废水的影响,对沉淀产物进行XRD分析,并进行了经济效益比较。结果表明,pH是影响2种沉淀剂处理氮磷废水的主要因素,随着pH的增加,脱氮除磷效果提高,在平衡pH为9～10之间时氮磷处理效果最佳,pH继续增加,由于磷酸镁沉淀的形成使得氨氮去除率降低。此外,处理相同的废水,苦土的最佳投加量要大于纯氧化镁,但是经济效益比较结果表明,以苦土为沉淀剂处理氮磷废水可大大降低处理成本。     

无砾石微孔管地下渗滤系统处理生活污水的中试研究

进行了无砾石微孔管地下渗滤系统处理生活污水的中试研究。基于不同土壤、不同管径、不同植物的协同效应,对比研究了不同系统处理污水中有机物、氮、磷和SS的去除效果及其影响因素。结果表明,不同土壤、不同管径及不同植物组成的系统,对生活污水中有机物、氮、磷和SS的去除效果差别较大。中试系统对COD、总磷、氨氮、总氮和SS的最佳去除率分别达到86.13%、90.20%、61.24%、65.49%和97.43%,对应的出水COD、总磷、氨氮、总氮和SS的平均浓度分别为64.29、0.69、22.13、26.19和5.56 mg/L。分析表明,进水SS浓度过高、外界温度下降等共同作用是导致系统对生活污水中NH4+-N和TN的去除率相对较低的主要原因。     

微生物生理群在猪粪秸秆高温堆肥碳氮转化中的作用

在自制的强制通风静态堆肥反应箱中,猪粪与秸秆以鲜重7∶1的比例进行了堆肥化实验,在堆制的23 d里根据堆温变化分阶段采集堆肥样品,利用MPN法测定了堆料中纤维素分解菌和氮素微生物生理群的数量变化,同时测定了相应的碳、氮含量。结果表明,纤维素分解菌在稳定腐熟阶段较多,对于后期有机碳的降解和腐殖质含量的增大起了很大的作用,在堆制的23 d里,腐殖质增加了2.4%。整个堆制过程中,氨化细菌的数量最大且与氨气释放浓度和铵态氮含量呈显著正相关,都在高温期增加,降温期后减少,氨化细菌的数量在高温期的增加率远高于降温期后的减少率,而铵态氮在高温期的增加率远低于在降温后期的减少率,铵态氮总体上减少了74.1%;亚硝化细菌数量与硝态氮呈正相关;反硝化细菌数量在降温期上升幅度较大,堆制结束时为堆制初期的13倍,且与堆肥中硝态氮含量呈正相关;硝态氮含量增加了87.5%;堆肥后期硝态氮的增加可能与堆肥中存在能进行硝化作用的反硝化细菌有关。固氮菌数量在堆制结束时达堆制初期的2.61倍,主要在降温期增加较多,对堆肥中有机氮的形成起很大作用。     

复合生物膜-活性污泥反应器同步脱氮除磷

通过实验研究比较了复合生物膜-活性污泥反应器(HY)和传统活性污泥反应器(AS)的脱氮除磷效果。结果表明,在水力停留时间(HRT)16 h、污泥龄12～15 d、水温19～21℃、pH 6.3～7.8的条件下,复合生物反应器比活性污泥反应器运行更稳定,未发生污泥膨胀。在相同运行条件下,复合生物反应器对COD、TN和TP的去除率分别为95%、91%和98%,而活性污泥反应器对COD、TN和TP的去除率分别为85%、84%和90%。稳定工况下复合生物反应器的比硝化、比反硝化速率,比吸磷、比释磷速率均高于活性污泥反应器,且微生物相更加丰富。通过建立16S rDNA克隆文库发现生物膜和活性污泥的微生物群落结构均具有高度多样性,但生物膜微生物的微生物相比活性污泥更复杂。     

氮掺杂TiO2可见光光催化剂的制备及性能

以尿素和钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法低温下制备了高可见光催化活性的氮掺杂TiO2(NDT)光催化剂,采用XRD、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征,并在自制光催化反应器中降解甲基橙评价了样品的光催化活性。结果表明,当氮与钛的摩尔比为0.5∶1时,350℃焙烧的样品(NDT350)具有最佳的可见光光谱吸收和光催化活性,该催化剂为锐钛矿晶相,平均粒径为21 nm,比表面积为89.13 m2/g。可见光辐照下,NDT350降解甲基橙的表观反应速率常数为1.381×10-2min-1,是商业P25催化剂的16.85倍。NDT350优良的可见光催化活性与其大的比表面积和强烈的可见光光谱吸收有关。     

垃圾渗滤液处理工艺运行参数优化与技术比较

垃圾渗滤液是公认的一种成分复杂且难以处理的高浓度有机废水,笔者在北京市海淀区六里屯垃圾填埋场通过2007—2010年垃圾渗滤液处理的工程实践,以COD和氨氮的去除率为指标,研究了不同的垃圾渗滤液处理工艺组合,以及不同运行参数条件下对垃圾渗滤液的处理效果。结果表明,在中温UASB和A/O的平均水力停留时间(HRT)缩短1/3的情况下,通过改进A/O段曝气方式,优化系统的pH、DO等运行参数,用MBR替代絮凝工艺,使整个组合工艺对COD的年平均去除率达到了94.3%,氨氮的去除率维持在99.5%以上,出水氨氮稳定在10 mg/L以内,而改造前的COD与氨氮的年平均去除率仅为82.2%与55.3%。与改造前的UASB+A/O+絮凝工艺组合相比,改造后的UASB+A/O+MBR工艺组合具有更高的污染物去除能力、更好的抗缓冲性和稳定性。