沼泽湿地对污水中NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P净化模拟研究

选取三江平原典型沼泽湿地———毛苔草沼泽,通过人工施加氮肥和磷肥来模拟农田污水排入沼泽湿地后,沼泽植物对污水的净化效果。从植物营养吸收角度进行野外实地污水净化模拟研究,对植物直接吸收利用的营养成分NH+4-N、PO3-4-P进行了测试分析。研究表明毛苔草沼泽对水中的NH+4-N、PO3-4-P的净化随时间的推移呈现明显的指数衰减下降趋势,随着氮、磷含量的增加,沼泽湿地对污水净化逐渐变慢,净化所需时间增长,曲线数值方程模拟效果较好。

固定化微绿球藻去除NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P效果的研究

为了探究固定化微绿球藻(Nannochloropsis oculata)去除污水中NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P的效果,采用海藻酸钠固定化包埋技术进行实验。开展了固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量及充气培养条件对NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P去除效果的单因子试验研究。结果表明,固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量和充气培养条件对NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P的去除效果影响显著(P<0.05)。藻球直径3.5 mm时生长速率(K)值最大(0.332±0.002),同时NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P去除率效果最佳,分别为(75.08±3.83)%和(80.80±3.81)%;藻细胞包埋密度100×10~4 cells/ball时K值最大(0.330±0.033),而NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P去除率则以藻细胞包埋密度300×10~4 cells/ball组为佳,分别达(87.20±0.43)%和(82.58±1.72)%,但考虑单位藻细胞去除率,包埋密度以100×10~4 cells/ball为宜;随着藻球用量的增加K值下降,10g/L组K值最大(0.301±0.02)、50 g/L组K值最小(0.193±0.01),投放量30和50 g/L时NH_4^+-N去除率较高分别为(84.12±0.78)%和(84.63±0.45)%,30 g/L组PO_4^(3-)-P去除率最高达(77.13±1.43)%。综合考虑,藻球投放量选用30g/L为宜;充气条件培养K值、NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P去除率显著(P<0.05)高于不充气,K值分别为(0.306±0.006)和(0.177±0.010);NH_4^+-N去除率分别为(85.93±0.45)%和(49.32±0.45)%;PO_4^(3-)-P去除率分别为(66.66±5.00)%和(46.29±2.12)%。研究优化了微绿球藻固定化条件:固定化微绿球藻应进行充气培养,藻球规格3.5 mm、藻细胞包埋密度100×10~4 cells/ball、藻球投放量30g/L。

东海北部营养盐分布的季节变化及成因探讨

基于美国国家海洋大气管理局（NOAA）2007年发布的全球海域营养盐数据库资料和美国国家地球物理数据中心（NGDC）2006年发布的全球地貌数据库资料，在MATLAB计算机平台上，利用研发的数值分析与成图技术，对东海北部海域营养盐分布的季节变化特征进行分析。结果表明：（1）东海北部海域NO3- -N、PO4^3- -P分布总特征为由沿岸向离岸递减，由表层向底层递增；西北高，东南低，呈扇形向东南扩展；SiO3- -Si有两个浓度高值区，一个为研究区域的西北角，另一个在东北角；（2）在0～50m的表层营养盐平均浓度均是冬季最高；50～200m的中层NO3- -N、SiO3 -- si夏季最高；200m以下的底层四季变化微弱，其中400～500nl层PO4^3- P、siO3- -Si浓度值秋季最高。NO3- -N变异系数表层最大，PO3- -P中层最大、SiO3- -Si底层最大，其中NO3- -N相应各层变异系数大于PO4^3- -P、SiO3--Si；（3）研究区域四季均存在高营养盐水团。高P0iP、SiO：~Si水团中心分别位于125．5。E、30．5°N和128．5°E、30．5°N；高NO3-—N水团中心，随冬-春-夏-秋、从南往东北再向西、最后向东南，在125°～128°E、29°～31°N范围内移动。

固定化新月菱形藻的制备及其对N、P吸收的影响

为优化固定化新月菱形藻(Nitzschia closterium)在污水中去氮、磷的效果,以褐藻酸钠为固定化载体,采用单因子试验方法,研究了不同包埋藻细胞密度(0、0.27×10~7、0.81×10~7、1.35×10~7、1.89×10~7、2.43×10~7 cells·m L^(-1)),不同藻球直径(2.5、3.0、3.5、4.0 mm),3%CaCl_2溶液不同加固时间(0、1、2、4、6、8 h)、不同藻球用量(0、7.5、15.0、22.5、30.0、37.5 g·L^(-1))和不同加固时间下反复使用次数对氮、磷的去除效果.结果表明:包埋藻细胞密度为1.35×10~7 cells·ml^(-1)时单位藻细胞去除NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P的效果较好.藻球规格对NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P去除效率的影响不显著(P>0.05).CaCl_2加固时间2~8 h对藻球中藻细胞生长、NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P去除率没有显著影响(P>0.05),但均显著高于加固1 h,未经加固的藻球极易破损.藻球投放质量越大,NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P的去除速度越快,投放量为30 g·L^(-1),培养9 d后,NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P去除率可达80%以上.固定化藻球反复使用3次以上,其NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P的去除效率下降.由此得出:固定化新月菱形藻球包埋藻细胞密度以1.35×10~7 cells·m L^(-1),藻球直径3.5 mm为佳;藻球制作时在3%CaCl_2溶液中加固最佳时间为2 h;藻球用量为30 g·L^(-1);对藻球定期(9 d)进行加固,有利于增加藻球使用寿命,并保持其较好的氮、磷去除率.

固定化藻类对海水养殖废水中氨氮·无机磷的净化效果

[目的]明确固定化藻类技术应用于净化海水养殖废水的可行性。[方法]采用海藻酸钙凝胶包埋固定的方法,将培养至对数末期的普通小球藻进行固定,制备3、4、5 mm不同粒径的固定化藻球,比较悬浮藻与不同粒径固定化藻球对海水养殖废水中氨氮和无机磷的去除率及微藻的生长特性。并选择直径为4 mm的藻球、空白胶球、悬浮藻液分别按10%和15%的填充率投放入海水养殖废水中,研究不同填充率条件下藻球对海水养殖废水中氨氮和无机磷的净化效果。[结果]4 mm固定化藻球对海水养殖废水中氨氮、无机磷的去除率较高,填充率为15%条件下去除效果更佳,但藻细胞生长被延缓。[结论]该研究可为固定化小球藻处理海水养殖废水的工厂化应用提供科学依据。

氢氧化镁对剩余污泥碱性发酵及脱水性能的影响

剩余污泥厌氧发酵可产出短链脂肪酸(SCFAs)发酵液用作碳源时,可改善污水脱氮除磷效果,但发酵液中的氮磷会增加污水厂的氮磷负荷.此研究分别采用Mg(OH)2和NaOH调节剩余污泥厌氧发酵时的pH值,考察Mg(OH)2能否促进剩余污泥碱性发酵同时去除发酵液中的氨氮和磷,及其对发酵后污泥脱水性能的影响.结果表明:Mg(OH)2可促进剩余污泥碱性发酵,发酵液最大SCFAs含量为2336.3mgCOD/L,同时Mg(OH)2能去除发酵液中的磷,在发酵的第4d,其磷含量接近0;Mg(OH)2调节碱性发酵后的剩余污泥脱水性能优于NaOH调节的,前者剩余污泥毛细吸水时间(CST)较后者短42.3s.

固定化的栅藻深度脱氮和除磷能力

将栅藻包埋固定在筛网上,经饥饿处理,在平行板式生物反应器中对人工污水进行深度净化后,测定藻细胞生长期和饥饿时间对NH4+-N和PO43--P去除效率影响以及净化前后藻细胞生理变化的结果表明,生长静止初期藻细胞的氮和磷去除率高于对数期的,细胞饥饿48h的氮和磷去除率大于饥饿24和12h,第2个循环中处理4h的氨氮和磷的去除率可分别达到90%和70%以上。

伊乐藻、苦草和菹草对硝氮与磷复合胁迫的响应

利用微宇宙系统研究了在硝氮+磷急性胁迫下,3 d内伊乐藻、苦草和菹草的现存量、生产力、叶绿素含量的变化特点.结果表明:在硝氮+磷28.2 mg.L-1时,伊乐藻和苦草的现存量可保持正增长,高于该浓度,则负增长;菹草在最大的胁迫浓度下(硝氮+磷=225.6 mg.L-1),其现存量仍可保持正增长,3种植物对硝氮与磷复合胁迫的抗性大小次序是:菹草>伊乐藻苦草,硝氮和磷对3种植物的胁迫没有协同效应.

固定化栅藻对市政污水中氮、磷营养盐的深度净化

利用固定化藻类的生物富积作用净化污水中的氮和磷,将栅藻包埋固定在褐藻酸钙凝胶胶球中,对人工污水进行深度净化.研究藻细胞年龄和饥饿处理时间对污水中NH4+-N和PO43--P的净化效率以及净化过程中藻类叶绿素a含量变化.结果表明:静止初期藻细胞对NH4+-N和PO43--P去除率比指数末期高,处理5d后,静止初期细胞对NH4+-N和PO43--P的去除率分别为76.7%及91.7%,指数末期细胞氮、磷的去除率分别为75.4%和88.7%;饥饿处理可明显提高藻细胞对NH4+-N和PO43--P的去除效率,藻细胞饥饿时间对NH4+-N和PO43--P去除率的影响大小依次为48h,72h,24h,0h.

基于陶瓷/聚合物的准固态复合电解质的制备及电化学性能

采用聚碳酸亚丙酯(PPC)、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、磷酸钛铝锂(Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3)和锂离子电池三元电解液(1 mol·L^(-1)LiPF_6的碳酸乙烯酯(EC)-碳酸二甲酯(DMC)-碳酸甲乙酯(EMC)溶液,V_(EC)∶V_(DMC)∶V_(EMC)=1∶1∶1)制得准固态复合电解质,其中液态电解质含量为9%(w/w)。准固态复合电解质膜在25℃下电导率达1.3×10^(-4) S·cm^(-1)。与LiFePO_4组装成准固态锂电池,0.5C倍率下首次放电比容量达128.4 mAh·g^(-1),充放电50次后容量保持率为80%。与纯聚合物准固态电解质相比,添加Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3可显著降低界面电阻。

潮汐式水流方式对循环水养殖系统氮磷的净化

为探究潮汐式水流方式在循环水养殖系统中对水质净化的效果,采用水质国标检测方法对比分析了潮汐式与溢流式循环水养殖系统生物过滤模式对水体中氮磷元素的净化效果。结果表明:潮汐组氨氮浓度从1. 11 mg·L^(-1)降低到0. 01 mg·L^(-1)以下只需12 d,溢流组需要15 d;潮汐组与溢流组对磷酸态磷处理速度相差不大;潮汐组实验过程中亚硝酸盐氮最高浓度为0. 05 mg·L^(-1),溢流组最高浓度为0. 22 mg·L^(-1)。因此,潮汐式循环水养殖系统对氨氮、亚硝酸盐氮处理效果比溢流式更优。

城镇污水厂化学协同除磷对生物除磷的影响

以采用化学协同除磷工艺的城镇污水处理厂为研究对象,对比分析了厌氧池中PO3-4-P的实测浓度与理论加权浓度的关系,并对乙酸钠强化回流污泥生物释磷效果进行了模拟试验,结果表明,化学除磷药剂的摩尔当量超过1时厌氧池的释磷效果不显著;回流污泥投加磷酸盐的模拟试验结果表明,采用化学除磷的污水厂回流污泥中均含有一定量的有效除磷药剂。根据试验研究结果对化学除磷药剂在污水生物处理单元的迁移转化规律进行了分析,结果表明,化学协同除磷将在一定程度上影响甚至逐步削弱生物除磷功能。

玄庙观水库表层沉积物磷形态及正磷酸盐释放风险特征研究

在高磷矿区域深大水库缺乏相关研究与报道的背景下,为给深大水源水库的管理提供科学依据,对宜昌市黄柏河流域玄庙观水库的沉积物及其上覆水的理化特征进行了研究。结果表明:(1)玄庙观水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为5 356.0~9 631.5 mg/kg,各磷形态含量表现为:钙磷(Ca-P)"有机磷(OP)"铁铝磷(Fe/Al-P),其中,Ca-P为TP的主要成分,占TP的86.4%~93.0%;(2)受外源磷矿输入的影响,TP和总碳(TC)表现出相同的整体变化趋势,即从库首到库尾逐渐增大,而有机质(TOC、TN、OP)的来源类似于深大湖泊,主要源自内生生物的沉积作用,各采样点无显著性差异;(3)沉积物-水界面存在明显的正磷酸盐(PO_4^(3-)-P)浓度梯度,释放通量为0.41±0.09~0.86±0.14 mg/(m^2·d),数据统计分析表明内源磷释放通量与TP、Ca-P浓度具有显著正相关性,且为该区域的第一主成分因素。

太湖浮游硅藻时空演化与环境因子的关系

利用1992年至2002年每月1次的监测资料,系统分析了太湖北部3个区域(河口、梅梁湾、湖心)浮游硅藻(Planktonic diatoms)生物量周年变化和空间分布情况.同时,水中磷酸盐(PO43--P)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)和硅酸盐(SiO23--Si)含量等相关资料也被用于解释太湖浮游硅藻时空分布的原因.结果显示,直链硅藻(Aulacoseira sp.)是太湖浮游硅藻的优势种,其它常见种有小环藻(Cyclotella sp.)、针杆藻(Synedrasp.)等.硅藻总生物量占浮游藻类生物量百分比平均值约为20%.太湖浮游硅藻生物量在河口最大,梅梁湾其次,湖心最小,究其原因可能与河口的特殊生态环境(水流速度)有关,另外,河口丰富的营养盐,特别是磷酸盐和氨氮也是一个重要因素.温度可能是影响太湖浮游硅藻生物量季节变化的关键因素.Pearson相关分析证实,磷酸盐、氨氮和温度均与硅藻生物量显著相关(p<0.01),且蓝藻生物量百分比与硅藻生物量百分比呈显著负相关.研究结果说明,太湖浮游硅藻的生长分布受多种环境因子(磷酸盐、氨氮、温度)的影响限制,太湖浮游硅藻与蓝藻可能存在着竞争演替的趋势.

丙酸/乙酸比值对反硝化除磷的影响

分别以丙酸、丙酸/乙酸(浓度比值为0.5、2)、乙酸为碳源,在SBR中采用厌氧/缺氧方式驯化富集反硝化聚磷菌(DPB),研究了丙酸/乙酸比值对反硝化除磷系统中有机物的降解、PO43--P的释放与吸收、NO X--N浓度、PHB和糖原含量以及污泥中磷含量的影响。结果表明,随着丙酸/乙酸比值的提高,厌氧释磷量减少,厌氧末期的PHB含量降低,缺氧段聚磷菌的合成和代谢能力减弱,最终导致对PO43--P的去除率降低。因此,乙酸含量高的碳源更利于反硝化除磷的进行。

反硝化除磷中胞内还原型辅酶Ⅰ的荧光光谱分析

采用三维荧光技术对反硝化除磷工艺中微生物胞内还原型辅酶Ⅰ(NADH)进行了分析,并建立了NADH特征峰荧光强度与PO3-4-P和NO-3-N浓度变化的关系。工艺运行结果表明:进水COD和PO3-4-P分别为180 mg/L和7.5 mg/L时,厌氧反应结束后,COD降至22.3 mg/L,而PO3-4-P上升至22.4 mg/L;缺氧反应结束后,PO3-4-P和NO-3-N浓度分别由22.4 mg/L和12.1 mg/L降为0.65 mg/L和0.41 mg/L。三维荧光光谱显示:微生物胞内NADH特征峰中心位置为Ex/Em=350 nm/450 nm,NADH特征峰荧光强度在厌氧阶段由343.8增加到987.1,在缺氧阶段由987.1减少到381.8。NADH特征峰荧光强度与水中PO3-4-P和NO-3-N浓度的相关性分析结果表明:在厌氧和缺氧阶段NADH特征峰荧光强度与PO3-4-P浓度的相关系数(r2)分别达到0.909和0.916,在缺氧阶段NADH特征峰荧光强度与NO-3-N浓度的r2达到了0.921,即可以通过测定NADH的特征峰荧光强度来预测反硝化除磷工艺中PO3-4-P和NO-3-N浓度变化,为间接测定PO3-4-P和NO-3-N浓度提供了一种可行的方法。

正磷酸盐和硝酸盐对颤藻生长及产嗅特征的影响

以分离自深圳市某原水水库的颤藻为研究对象,探究其在不同正磷酸盐和硝酸盐浓度条件下的生长及产嗅情况。试验结果表明,颤藻对正磷酸盐的适应范围较宽,在浓度为0.05~5mg/L范围内均能生长,且正鱗酸盆浓度为0.5mg/L时最适宜其生长;低硝酸盐农度(0~1mg/L)显著抑制颤藻的生长,当浓度较高(10mg/L和100mg/L)时,对其生长有明显的促进作用。可以看出,硝酸盐是颤藻生长的决定因子。正磷酸盐和硝酸盐浓度显著影响土臭素(GSM)的产量,而对2-甲基异莰醇(2-MIB)的影响不大,较高的正磷酸盐浓度能够促进GSM的合成,当硝酸盐浓度为1和10mg/L时,GSM的产量较高。