人工湿地处理川西北散户农村生活污水的应用研究

景观型人工湿地用于处理川西北生态示范区散户农村生活污水,以补充河道生态需水和减少农村环境污染。选择在阿坝州茂县十里沟村开展现场示范应用研究,底部曝气、美人蕉与西伯利亚鸢尾等搭配种植、冬季搭建保温棚等应用于本湿地。连续7个月监测湿地进出水COD_(Cr)、NH^(+)_(4)-N、TN、TP等指标,分析其对当地生活污水的处理效果,考察低温运行时,西伯利亚鸢尾等4种植物在丙二醛(MDA)含量、氯化三苯基四氮唑(TTC)还原量、酶活力等方面的响应情况。结果表明,COD_(Cr)、NH^(+)_(4)-N、TN和TP夏季去除率为85.07%±2.59%、97.21%±1.33%、82.30%±3.37%和65.78%±1.55%,冬季较夏季分别下降18.57%、8.14%、11.35%和7.55%。出水COD_(Cr)、NH^(+)_(4)-N和TP基本能达到《地表水环境质量标准GB3838-2002》的Ⅴ类水质标准。低温下(4~9℃),美人蕉表现出较高的根系活力和污染物去除潜力,更低温度下(-3~5℃),西伯利亚鸢尾适应性、根际脲酶和磷酸酶活性较高。连续7个月的实际污水处理效果验证了景观型人工湿地处理该区域散户农村生活污水的适用性,对该类地区农村生活污水处理具指导意义和推广价值。

无机混凝剂影响因素及其混凝效果对比研究

以生活污水为研究对象,考察了3类无机混凝剂(铁盐、铝盐、钙盐)的影响因素,同时考察了投加量对出水pH值的影响,并进一步比较了在相同投加量及最佳pH值下,各混凝剂的混凝效果。结果表明:TP和CODCr的去除率随着混凝剂投加量的增加先快速升高而后趋于稳定;FeCl_3、Fe_2(SO_4)_3、FeSO_4、PFS以及AlCl_3、Al_2(SO_4)_3、PAC和CaO的最佳pH值分别为5、6、8、6、7、6、7、10;出水pH值随着混凝剂投加量的增加而降低,其中AlCl_3、CaO对pH值影响最为显著;在相同投加量及最佳pH值下,FeCl_3、PAC对TP和CODCr的去除效果最好,综合考虑2个指标,AlCl_3的去除效果最佳。

生物接触氧化-蔬菜型人工湿地处理农村生活污水

采用生物接触氧化+水生蔬菜型湿地一体化装置处理川渝地区某农村居民实际农村生活污水。结果表明,装置对COD、NH_4^+-N、TN的去除率分别达69.23～96.53%、95.9%～97.26%和73.6～93.07%。出水COD和NH_4^+-N、TN的质量浓度分别为5.02～49.98 mg/L和0.59～1.93、2.83～9.35 mg/L,均能稳定达到GB 18918-2002的一级A标准。装置对TP的去除率仅为10%～20%,可通过筛选吸附能力更强的基质或者组合基质等措施进一步提高污水中TP的去除效率。微生物生化系统和湿地系统的结合,大大减少了湿地堵塞的可能,同时水生蔬菜的种植,提高了农户使用的积极性。

养猪场圈舍除臭复合菌剂的研制

从畜禽养殖场、堆肥场、鱼塘等场所分离筛选除臭功能菌,获得6株具有显著除臭作用的微生物,分别为酵母菌Y-1、霉菌M-1、乳酸菌L-1、芽孢杆菌B-1和B-2、光合菌P-1。采用正交试验对功能菌进行优化组合,研制除臭复合菌剂。结果表明:Y-1、M-1、L-1、B-1、B-2、P-1的最优比例为1∶1∶1∶1∶3∶3,其对综合恶臭、TVOC、NH_3和H_2S的平均去除率分别为54.97%、18.66%、13.12%、41.18%,对综合恶臭、TVOC、NH_3和H_2S的最大去除率分别为72.95%、35.26%、20.20%、81.28%。复合菌剂能够明显减少猪粪中恶臭的产生量。

反硝化菌YYD4强化生物滤池处理低碳氮比污水效果研究

文章利用实验室筛选到的高效反硝化菌YYD4对反硝化生物滤池进行强化脱氮,探究了该菌在不同C/N比下脱氮性能,考察强化反硝化生物滤池处理低C/N比污水时的启动时间、脱氮能力与脱氮稳定性。结果表明,反硝化菌YYD4处理低C/N比水时其12 h硝氮去除率为99%,总氮去除率达81.38%,无亚硝氮积累。强化反硝化生物滤池对硝氮去除率为95.18%±4.10%,总氮去除率为94.11%±6.33%,较未强化滤池分别提升了9.76%与19.89%,停止投加菌液后强化滤池的硝氮去除率为96.81%±3.00%,总氮去除率为97.84%±1.40%,强化终止后反硝化生物滤池仍具备良好且稳定的脱氮能力。

钢渣沸石强化冬季人工湿地处理生活污水的应用研究

为构建一个冬季脱氮除磷效果好的人工湿地系统,选用钢渣、沸石及耐低温常绿鸢尾,构建两组潜流人工湿地(CW1,CW2)。冬季(8~12.3℃)条件下,考察两者对于城镇生活污水的净化效果。结果表明,钢渣—沸石—鸢尾人工湿地(CW2)对生活污水中的NH+4-N、TN平均去除率为95.46%、95.68%,达到GB18918-2002一级A标。人工湿地对TP及COD平均去除率为75.71%、55.22%,达到GB18918-2002一级B标。低温条件下,CW2仍保持良好的脱氮除磷效果且能耗低,可进行推广应用。

生物硫铁对镉污染水稻发芽的保护研究

水稻田中广泛存在的镉污染对全球水稻产量与人类健康造成了很大的威胁,现存除镉方法因其自身局限性而难以推广。该实验以水培试验模拟水稻生长,利用1株硫酸盐还原菌制备生物硫铁复合材料(生物硫铁)处理水培环境中Cd^(2+)污染,探究生物硫铁对Cd^(2+)的减毒作用,考察了Cd^(2+)浓度与生物硫铁添加量对水稻萌发的影响。结果表明,Cd^(2+)浓度越高,水稻发芽势、发芽率、根长、芽长、鲜重等参数总体表现越差,在Cd^(2+)浓度为20 mg/L时影响初步明显。生物硫铁添加量越高,水稻萌发状况越佳,水稻芽、根及底液中Cd^(2+)浓度越低,且摩尔比2为其最佳添加量。在Cd^(2+)浓度为40 mg/L、生物硫铁添加摩尔比为5.0时,表现出对水稻萌发的促进作用,表明生物硫铁在处理水稻田中镉污染有很好的应用前景。

十二烷基硫酸钠微生物降解研究进展

十二烷基硫酸钠(SDS)作为重要的阴离子表面活性剂,因其具有成本低、起泡性好等特点,被广泛应用于日常生活和工业生产中,从而导致环境中的SDS含量越来越高,对人类与环境造成严重危害。微生物降解法在众多SDS处理方法中,具有反应条件温和、操作简单、氧化彻底、无二次污染等优点,是最经济有效的途径。从SDS微生物降解菌株以及其降解的最佳参数、筛选方法、微生物来源和降解途径几个方面,对微生物降解SDS进行综述,对未来SDS微生物降解的研究发展进行了展望。

人工湿地处理低污染水中硝氮的影响因素研究

为探究低污染水中硝氮去除影响因素,以污水处理厂尾水为研究对象,构建水平潜流人工湿地,分析不同碳源添加量、水力负荷、温度及挂膜方式对硝氮去除效果的影响。研究表明,硝氮去除率与碳源添加量呈正相关,当投加30 mg/L COD_(cr)时硝氮去除率达到100%。另外,在投加30 mg/L COD_(cr)的常温条件下,水力负荷变化[0.51~1.28 m^(3)/(m^(2)·d)]对硝氮去除效果影响不大。而低温条件将会限制硝氮的去除,但通过人工挂膜的方式可提高湿地系统的抗寒能力,提升硝氮出水效果,最大水力负荷为0.77 m^(3)/(m^(2)·d)。由此获得的运行参数,可为处理低污染水中硝氮的工程应用提供理论依据和科学指导。

生态沟渠对丘陵地区农村面源污染净化效果研究

生态沟渠技术因其易建设、低成本与少维护的优势在农村面源污染治理中被广泛应用,但存在单位面积净化效率低的明显问题.因此针对位于丘陵地区的成都市某村面源污染问题,选用美人蕉、伞草、泽泻与狐尾藻为栽培植物,联合火山石-沸石-陶粒组合基质,构建组合基质+植物(沟渠1)与纯土壤+植物(沟渠2)两种生态沟渠系统控制面源污染.探究两组沟渠对污染物净化作用及水力停留时间对沟渠1污染物去除效率的影响.试验期间生态沟渠运行监测结果表明,两组沟渠对COD、氨氮、硝氮、总氮与总磷均有明显去除效果,沟渠1对COD、总氮、总磷平均去除率比沟渠2分别高出14.06%、15.82%和15.31%.研究结果可为丘陵地区流域农村面源污染治理提供良好的参考作用.

川渝地区农村面源污染治理及景观生态设计的探讨

在我国农业发展过程中,农村各行业为农村经济收入作出了巨大贡献,但随之产生的农村面源污染问题也越来越严重。经济的发展使农村生活水平不断提高,建设良好农村生态和人文环境的需求日益增加。基于此,引入景观生态学相关理论,以四川省简阳市石桥镇永久村为例,以平衡环境-景观-经济关系为原则,设计生态沟渠拦截系统,净化污水水质,兼具景观植物栽培基地功能,促进当地收入增长的同时满足植物群落景观要求,助力建设“美丽乡村”,为川渝地区农村面源污染治理提供参考。

高效反硝化菌的筛选及其在生活污水深度脱氮中的应用

高效的反硝化菌可实现对水体NO3^--N、NO2^--N的有效去除,将其应用在深度脱氮中可达到快速脱氮的目的。通过将环境筛选得到的DM13菌株固定在巴比伦、火山石、沸石、生物球4种生物填料上,形成反硝化菌固定化生物填料,考察它们对模拟生活污水的深度脱氮能力。结果表明,填料填充量为10%的条件下,空白组、巴比伦组、火山石组、沸石组、生物球组COD去除率最高分别达到64.8%、68.4%、55.3%、70.0%、82.3%,TN去除率最高分别为0.0%、62.8%、59.5%、72.3%、56.8%。生物球组COD去除率较高,巴比伦组、火山石组能迅速还原NO3^--N,沸石组有利于降低TN。DM13菌株进行16SrDNA测序,并构建系统发育树,确定其为芽孢杆菌。该研究为菌株深度脱氮提供了应用基础。

光伏产业清洗剂废水低温生物处理

光伏产业清洗剂废水冬季生物处理难稳定达标.操作参数调控与工艺的优化组合对微生物活性的提高及清洗剂废水稳定达标处理的实现具有重要意义.本研究通过实验室摇瓶试验以COD(Chemical Oxygen Demand)去除率、COD去除速率等为表征指标探究不同温度以及低温下p H、C/N(COD/NH_4^+-N)及处理工艺等对该废水生物处理效果的影响.结果显示,10℃下清洗剂废水生物处理效果受到明显抑制,21.5 h时COD去除率仅为49.7%,较30℃下降31.0%;偏碱性条件更利于该废水的处理.p H 8条件下COD去除率较p H为5.5时提高57.2%;初始C/N在8:1到32:1之间更利于该废水的处理.清洗剂废水在生物处理后期均出现降解停滞现象.进一步比较不同工艺下清洗剂废水的低温(15℃)处理效果,在15℃、p H 7-8和C/N 16:1条件下,相比活性污泥法,接触氧化法可将COD去除率提高7.5%左右;而两段式接触氧化法可将第二段处理中的COD去除率提高16.6%左右,最终出水达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)中的一级标准.本研究通过两段式接触氧化实现了清洗剂废水的有效处理,但是该废水的降解动力学及两段式接触氧化体系中的微生物低温降解机理还有待进一步的研究和验证.(图4表3参19)

基于环境微生物资源库快速构建易腐垃圾高效堆肥复合菌剂

【目的】针对易腐垃圾成分快速构建一种高效堆肥复合菌剂。【方法】研究以"中国科学院战略生物资源服务网络计划"支持建设的微生物资源库为基础,根据菌株产酶活功能信息,针对易腐垃圾有机成分定向挑选出高产酶(蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木质素酶、脂肪酶)菌株,通过测定菌株间拮抗作用,构建了一种高效堆肥复合菌剂CM菌剂。进行了菌剂发酵条件优化和易腐垃圾堆肥应用研究。【结果】CM菌剂最适发酵条件为接种7%的种子液于红糖培养基中,30℃下培养48h,此时菌剂产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木质素酶、脂肪酶酶活分别为181.76、52.92、1.57、12.81、9.94 U/mL。堆肥结果表明CM菌剂堆肥产品pH、含水率、有机质含量均满足生物有机肥标准(NY884-2012)。CM菌剂堆肥过程中最高温度为63.5℃,高温期9–12 d,30 d后含水率为28.7%,有机质降解率为30.4%,C/N为8.93,与商品菌剂BM相比堆肥效果更好,可使堆体高温期延长4–7d、含水率降低3.8%,可加快易腐垃圾中有机质降解,降解率提升6.2%,并具有更强的固氮能力,缩短腐熟时间,提升堆肥产品品质。【结论】基于环境微生物资源库功能信息构建堆肥复合菌剂是一种快速有效的菌剂构建方法。

聚己内酯复合固体碳源的制备及其深度脱氮性能研究

以聚己内酯(PCL)为骨架结合不同低成本碳源制备得到PCL复合碳源,静态释放试验筛选出适用于污水深度脱氮的复合碳源,批式试验研究其脱氮性能.并通过比较碳源表面特征、反硝化功能基因丰度与微生物群落结构特征分析其脱氮机理.结果表明,PCL/玉米淀粉连续30 d释碳性能稳定,氮、磷释放量均低于1.0 mg·L^(-1),对水质影响较小,可用于生活污水深度脱氮.批式脱氮试验结果显示,PCL/玉米淀粉反硝化系统脱氮效果好,反硝化功能基因nirS、nirK拷贝数高,能够有效富集反硝化菌.此外,PCL/玉米淀粉系统中群落丰富度与多样性更高,系统抗逆性更强.因此,PCL/玉米淀粉能够实现生活污水长效稳定深度脱氮.

生物硫铁复合材料对Cr(VI)污染水体中斑马鱼的保护作用

目前铬污染已经成为世界性的环境问题.为探究生物硫铁复合材料(生物硫铁,BISC)在Cr^(6+)污染水体中对鱼类的保护作用,以斑马鱼为实验载体,在测定Cr^(6+)对斑马鱼的半数致死浓度(LC50)的基础上,研究生物硫铁对Cr^(6+)污染水体的处理效果,以及生物硫铁投加比(生物硫铁与Cr^(6+)的摩尔浓度之比)、投加时间和水体p H对Cr^(6+)污染水体中斑马鱼保护作用的影响.结果显示,在79.30 mg/L(24 h-LC50)Cr^(6+)污染水体(p H=6.98)中,生物硫铁的投加能够快速降低水体Cr^(6+)的浓度.当生物硫铁投加比达到3时能将Cr^(6+)快速去除,15 min后Cr^(6+)去除率达到84.01%,96 h后达到99.99%.斑马鱼存活率随生物硫铁投加比的增加和投加时间的减少而增大,最佳投加比为0.5;最佳投加时间为0-4 h,此时能将斑马鱼存活率提高90%以上,24 h时投加,作用96 h后亦可使斑马鱼存活率提高约3倍.在p H 6-9内,生物硫铁的投加可显著提高斑马鱼的存活率,且对斑马鱼的保护作用随p H降低而逐渐增强.本研究表明生物硫铁对Cr^(6+)污染水体中的斑马鱼保护效果显著,在Cr^(6+)突发污染治理方面具有广阔的应用前景.

环境微生物资源信息库的构建及应用

【目的】开发一个收集环境微生物信息并能快速合成环境治理微生物群体的网站。【方法】在"中国科学院战略生物资源服务网络计划"的支持下,依托资源丰富的环境微生物实体保藏库,完善菌株功能、环境适应及生理生化相关信息,建立了环境微生物资源信息库(网址:http://www.envimicrobe.com)。【结果】该信息库主要包含"资源库"、"群体合成系统"两个模块,其中资源库收集整合了环境微生物实体库中菌株的功能特性、环境适应性、生理生化特性等信息;群体合成系统则将这些功能菌特征信息与目标污染治理对象的污染物信息、环境条件参数信息相匹配,快速合成针对性强的环境治理微生物群体,研制环境微生物复合菌剂产品。【结论】该信息库的应用,不仅可以帮助研究者快速获取相关微生物资源信息,高效快速地开展环境微生物相关研究,而且也将会促进环境微生物资源的产业化推广应用。