太湖常见3种沉水植物附着生物的生物量及潜在反硝化速率

反硝化作用是将氮素从湖泊中彻底去除的重要途径之一,对于减轻湖泊富营养化具有重要意义。为了探究太湖沉水植物附着生物的生物量、潜在反硝化速率变化规律及其与环境因素的关系,在沉水植物生长盛期(7月),以太湖沉水植物主要分布区域东部湖湾作为采样区域,研究了太湖常见的3种沉水植物上附着生物的生物量,并利用乙炔抑制法测定沉水植物上附着生物的潜在反硝化速率,分析了太湖沉水植物附着生物的生物量及其潜在反硝化速率的主要影响因素。结果表明,太湖常见的3种沉水植物单位体表面积附着生物的生物量(AFDM)在0.037~0.789 mg/m^(2)之间,均值为(0.389±0.261)mg/m^(2),沉水植物上附着生物的生物量存在空间差异,最大值出现在贡湖湾G1采样点((0.794±0.007)mg/m^(2)),最小值出现在胥口湾X1采样点((0.041±0.005)mg/m^(2))。太湖沉水植物单位体表面积附着生物的潜在反硝化速率在3.09~58.80μmol/(m^(2)·h)之间,均值为(24.75±5.96)μmol/(m^(2)·h)。太湖沉水植物附着生物的潜在反硝化速率存在空间差异,其中最大值出现在贡湖湾G1采样点((58.80±20.20)μmol/(m^(2)·h)),最小值出现在胥口湾X1采样点((3.09±1.79)μmol/(m^(2)·h))。相同条件下,沉水植物附着生物的生物量及潜在反硝化速率因植物种类的不同而存在差异,狐尾藻(Myriophyllum spicatum)上的附着生物的生物量及潜在反硝化速率显著高于苦草(Vallisneria natans)。相关性分析结果表明,沉水植物上附着生物的生物量与水体氮磷浓度相关。沉水植物附着生物的潜在反硝化速率与附着藻类的生物量、水体溶解有机碳及pH存在显著相关关系,这3种因子可以解释81.2%的沉水植物附着生物潜在反硝化速率变化,本研究结果可为进一步研究浅水湖泊脱氮过程及富营养化治理提供一定的理论依据。

三门湾健跳港牡蛎养殖区沉积物反硝化速率的时空变化及其影响因素

基于15N同位素配对技术和室内模拟实验方法,分析了三门湾健跳港牡蛎养殖区沉积物反硝化速率的时空变化及其关键影响因子。结果表明,在牡蛎养殖区(oyster culture area,OA)和对照区(control area,CA),夏季沉积物反硝化速率均显著高于冬季(P<0.05)。在夏季,OA区[(2227.70±816.00)μmol·m^(-2)·h^(-1)]沉积物反硝化速率显著高于CA区[(834.68±55.52)μmol·m^(-2)·h^(-1)](P<0.01);在冬季,OA区[(266.95±49.03)μmol·m^(-2)·h^(-1)]和CA区[(221.00±62.09)μmol·m^(-2)·h^(-1)]沉积物反硝化速率无显著差异(P>0.05)。夏、冬季,水体温度、盐度、溶解氧和沉积物S^(2-)均会对沉积物的反硝化作用产生显著影响。其中,温度、S^(2-)与沉积物反硝化速率呈显著正相关关系(P<0.05);盐度和溶解氧则与沉积物反硝化速率呈显著负相关关系(P<0.05)。而沉积物总有机碳、NO_(2)^(-)-N仅在夏季会显著影响沉积物反硝化作用,两者与沉积物反硝化速率均呈显著正相关关系(P<0.05)。研究结果可为牡蛎的除氮功能评价提供新的理论依据,也可为双壳贝类在氮生物地球化学中的作用研究提供理论支持。

气体扩散系数法估算水体反硝化速率

近年来基于经验系数或者机理过程的气体扩散系数法逐渐被应用于水体反硝化速率的估算,为了探究该方法的可靠性、适用性和不确定性,本研究在不同硝态氮浓度(0、1、2、4、6 mg·L^(-1),以N计)静态水体条件下比较了密闭培养法和气体扩散系数法。结果表明:BO04、CL07和Xia213种气体扩散系数模型估算的反硝化速率与水体硝态氮浓度的关系均符合米氏方程(R2=0.9946,P<0.01)。3种扩散系数法与密闭培养法测定的水体反硝化速率之间均有显著的线性关系(R2=0.7767,P<0.05),但斜率各不相同,其中CL07和Xia21模型的估算结果均与密闭培养法的测定结果较为接近,斜率分别为1.22和0.59。进一步应用蒙特卡洛分析法对CL07模型进行参数敏感性分析发现,风速、流速和水温是模型最为敏感的3个因子,其无偏百分比差异分别为12.13%、9.49%和9.42%。研究表明,气体扩散系数法可以较准确地估算水体反硝化速率,为大尺度原位开展水体反硝化估算和氮素循环提供方法基础,但是需要根据实地环境条件选择和标定模型。

AOA系统厌氧时间和溶解氧对内源反硝化脱氮速率的影响

为了探索提升基于内源反硝化的厌氧/好氧/缺氧(Anaerobic/Oxic/Anoxic,AOA)工艺脱氮效率的方法,本研究分别考察了前置厌氧时间和好氧阶段溶解氧(DO)对内源反硝化脱氮速率的影响.结果表明:在进水COD浓度为155.1mg/L时,厌氧时间为60min,缺氧阶段内源反硝化速率(EDNR)最高;在不同的进水COD条件下,控制适当的厌氧时间,当内碳源中的聚羟基烷酸酯(PHAs)积累量达到峰值时,EDNR最高;EDNR受到好氧阶段DO过量或不足的影响,当DO控制为1mg/L时,EDNR最高.通过厌氧时间优化与DO控制可将EDNR分别提高31.7%,18.4%.本研究为AOA工艺提高后置缺氧阶段EDNR提供了可行策略,有利于AOA工艺设计与运行策略优化.

硝化作用强度对EBPR工艺运行效果的影响

[目的]本文旨在探究硝化作用强度对强化生物除磷(EBPR)工艺运行效果的影响。[方法]采用厌氧-好氧型序批式生物反应器(SBR)驯化得到EBPR污泥,将进水氨氮浓度提高至48 mg·L^(-1),比较无硝化抑制剂和添加硝化抑制剂2种条件下EBPR系统中硝化作用强度及除磷效率的变化,分析硝化作用强度对EBPR工艺运行效果的影响。在系统运行各阶段均取1个周期,测定混合液中磷酸根、氨氮、硝氮、亚硝氮质量浓度以及EBPR污泥中糖原、聚羟基烷酸(PHA)含量的周期变化,分析硝化作用强度对聚磷菌代谢的影响。[结果]在进水氨氮浓度提高至48 mg·L^(-1)且无硝化抑制剂的情况下,硝化作用强度逐渐增强,17 d后硝化反应速率上升至1.45~1.80 mg·h^(-1)·g^(-1),系统出现了好氧磷释放现象,导致除磷效率大幅下降,同时出现糖原的降解量与合成量显著上升、PHA的合成量与降解量显著下降等代谢异常现象;再次加入硝化抑制剂,系统的除磷功能在24 h内恢复正常。[结论]EBPR工艺运行效果与硝化作用强度密切相关,当硝化反应速率上升到一定程度时可引起好氧磷释放现象,导致EBPR工艺除磷效率大幅下降。

海河干流沉积物反硝化与厌氧氨氧化对自然和人为因素的响应

为了揭示自然环境和人为活动对城市河流沉积物氮去除过程的影响,采用泥浆实验结合15N同位素示踪技术,分别测定4℃和25℃温度下海河干流沉积物反硝化和厌氧氨氧化的反应速率.结果表明:①在4℃和25℃下,沉积物反硝化速率变化范围分别为0.11~1.94 mmol N·L^(-1)·h^(-1)和0.47~2.73 mmol N·L^(-1)·h^(-1);厌氧氨氧化速率波动相对较大,变化范围分别为0.06~1.80 mmol N·L^(-1)·h^(-1)和0.28~4.14 mmol N·L^(-1)·h^(-1).25℃时2种反应的速率均明显高于低温(4℃)时的速率,表明高温(25℃)更有利于刺激反硝化和厌氧氨氧化细菌的酶活性.②沉积物中TOC、TN、NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)含量是影响反硝化和厌氧氨氧化反应速率的重要理化性质,海河干流下游上述参数的值高于上游的值,且都保留在河流型水库中,因此下游反硝化和厌氧氨氧化速率明显高于上游.③在4℃和25℃下,反硝化过程脱氮贡献率分别为32%和52%,厌氧氨氧化过程的脱氮贡献率分别为68%和48%.反硝化和厌氧氨氧化反应去除的氮总量分别约占输入河流总氮的21.02%和20.50%,减少了陆源氮素向河口和近岸海域的输出风险.

保定市鲁岗污水处理厂不同碳源反硝化反应速率测定分析

通过对保定市鲁岗污水处理厂不同碳源反硝化反应速率测定分析比较,确定了碳氮比和不同碳源去除硝氮成本,研究了不同碳源安全投加量问题,以确保COD增加量不对后端工艺处理造成负担,也为后期自动化投药系统提供数据支持。

温度对活性污泥硝化反应的影响

温度是影响活性污泥法污水处理厂生物脱氮效果的重要因素。文章中实验采用1套SBR反应器小试装置,接种某城市污水厂曝气池好氧活性污泥,采用16S rDNA高通量测序技术,对活性污泥的菌群进行了检测,并以人工配水为进水,进行了1℃、5℃、8℃、11℃、17℃、19℃、21℃不同水温对活性污泥硝化反应影响进行实验。结果表明:污泥中存在Nitrosomonas(亚硝化单胞菌属)和Nitrospira(硝化螺菌属),相对丰度分别为0.074%和0.341%。21℃时硝化反应速率最大,达到4.3 mgNO_(3)-N/(gMLVSS·h);随着水温的降低,硝化反应速率下降,1℃时硝化反应速率仅为0.3 mgNO_(3)-N/(gMLVSS·h)。研究成果可为低温地区污水处理厂的优化运行,提高脱氮效果提供理论依据。

河岸带土壤反硝化速率特征及其对外源氮、碳的响应

选取湖北省滠水河支流夏家寺河河岸带土壤为研究对象,测定其理化性质并借助恒温厌氧淹水培养法测定外加不同质量浓度的氮源(0.0、0.5、1.0、2.0、5.0 mg·L^(-1))、碳源(0、20、50、100、200 mg·L^(-1))对不同离岸距离及不同土层深度的土壤反硝化速率的影响.结果表明:(1)无论夏季还是冬季,近岸区及表层土壤反硝化速率均最高.(2)影响夏季和冬季河岸带土壤反硝化速率的主要因子分别为硝酸盐(NO-3-N)质量分数和土壤有机碳(SOC)质量分数,NO_(3)^(-)-N、SOC质量分数均与反硝化速率呈正相关关系.(3)在同一培养期内,土壤反硝化速率随氮源质量浓度的增大而升高;0.5与5.0 mg·L^(-1)氮源处理组的土壤反硝化速率净增加幅度较小;土壤反硝化速率在培养12 h时达到最大值,随时间的延长呈一阶指数函数递减(R^(2)>0.91).(4)随着碳源质量浓度的增加,同期培养的土壤反硝化速率增大;20与200 mg·L^(-1)碳源处理组的土壤反硝化速率净增加幅度较小;土壤反硝化速率在培养24 h时达到峰值,随后减小并逐渐趋于平稳.这说明氮源、碳源是影响河岸带土壤反硝化过程的主要因子.

渗滤液处理中反硝化碳源的筛选及应用

通过在试验室模拟渗滤液处理过程中的生化单元,对比反硝化速率、碳氮比、可生化性和含氮杂质情况,评估7种不同的反硝化碳源,并在此基础上研究工程应用效果。结果表明:试验室初步筛选出的最具潜力的碳源在工程应用中,各项指标(出水水质、反硝化速率和污泥系数)均同甲醇作为反硝化碳源时水平一致,从经济性方面考虑,当甲醇的市场采购单价高于2 800元/t时,复合碳源更具价格优势,反之建议选用甲醇作为反硝化碳源。

硝化菌群在不同条件下的增殖速率和硝化活性

研究了不同环境因子变化对硝化菌群的增殖能力及其对硝化作用活性的影响，确定了硝化菌群的最佳生长条件．研究发现，温度（θ／℃）、ｐＨ、供氧状况、无机碳源浓度等对于硝化细菌菌群的增殖能力及硝化作用活性具有较重要的影响，而含盐量高低几乎无影响．最适（θ、ｐＨ、［ρ（Ｏ２）］、［ρ（ＮａＨＣＯ３）］分别为３０℃、ｐＨ８．５、３．５ｍｇＬ－１、１ｇＬ－１，此时最大比生长速μｍ可达５．１８ｄ－１，最大比降解速υｍ可达４８．４３ｈ－１．在含氧量较低时，氨氮浓度的升高使硝化菌群的μ值下降，υ值上升．考察有机碳对该菌群的影响发现，ｍ（Ｃｏｒｇ）ｍ－１（Ｎ）在０～０．５之间时，菌群有较大的比生长速率。

草鱼不同混养模式下围隔底泥反硝化、硝化和氨化速率

应用乙炔抑制法测定了草鱼（Ctenopharyngodon idellus）不同混养模式围隔底泥的硝化、反硝化和氨化速率,以探究草鱼不同混养模式对池塘底泥-水界面N元素动态变化的影响,并为草鱼养殖模式的优化提供必要的参考依据。混养组合分别为一元组（草鱼）、二元组（草鱼＋鲢、草鱼＋凡纳滨对虾）、三元组（草鱼＋鲢＋凡纳滨对虾,设2种放养比例）。结果显示：1）草鱼不同混养模式中底泥的反硝化速率范围为0-734.15μmol/（m2.d）,硝化速率范围为0-1 209.20 mmol/（m2.d）,氨化速率范围为0-41.25 mmol/（m2.d）。2）草鱼不同混养模式底泥的反硝化速率较高,与很多河口和湖泊数值接近;在养殖中期,底泥的硝化速率很小甚至检测不到;底泥的氨化速率呈逐月递增趋势,以三元混养组最高。3）混养组中凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）的放养密度越大,草鱼的放养密度越小,反硝化作用出现得越早,但反硝化速率很难保持开始的水平;反之,反硝化作用出现得较晚,并会随着养殖周期的推移迅速升高;放养种类越单一,底泥的硝化速率越低,且鲢（Hypophthalmichthys molitrix）放养密度越高,硝化速率越高。从养殖模式优化的角度来看,草鱼三元混养组要优于单养组和二元混养组,但三元混养组中两种放养密度各有优劣,有待进一步优化以确定最佳放养比例。

不同密度下的鲤鱼扰动作用对沉积物-水界面硝化、反硝化和氨化速率的影响

为研究不同密度下的鲤鱼(Cyprinus carpio)扰动作用对沉积物-水界面硝化、反硝化及硝酸盐氨化速率的影响,实验设置了一个对照组(不放鲤鱼组,用C0表示)和5个不同鲤鱼放养密度组(2、4、6、8、10尾/水槽,分别用C2、C4、C6、C8、C10表示),定期用无扰动底泥采集器采集沉积物样品,乙炔抑制法测定沉积物-水界面的硝化、反硝化及硝酸盐氨化速率,示踪颗粒法测定鲤鱼的物理扰动深度。主要实验结果如下:(1)在5种密度下,鲤鱼对底泥的物理扰动深度主要集中在1—5 cm。(2)空白组(C0)沉积物-水界面硝化速率显著高于鲤鱼放养组(P<0.05),而放养密度较大的C8和C10组,其沉积物-水界面的硝化速率显著高于低密度放养组(C2、C4和C6)(P<0.05)。(3)实验期间,空白组(C0)沉积物-水界面几乎检测不出反硝化速率,而鲤鱼放养组则总体表现为放养密度越大,沉积物-水界面反硝化速率越高。(4)各组硝酸盐氨化速率波动范围不大,但放养密度较大的C8和C10组,其硝酸盐氨化速率相对其他组较高。实验结果表明:在实验条件下,鲤鱼对沉积物-水界面的硝化和反硝化作用均有明显的促进作用,放养密度越高促进作用越明显,在沉积物中有机碳含量充足的情况下,鲤鱼的扰动可以对富营养化池塘起到很好的去氮作用。

硝化细菌AOB与NOB衰减速率实验测定

污水生物处理过程中由于硝化反应分两步进行,因而对于硝化细菌的衰减速率也应该分别测定.通过实验测定了氨氮氧化细菌(AOB)和亚硝酸氮氧化细菌(NOB)在好氧饥饿状态下的衰减速率.实验结果显示,AOB和NOB具有不同的衰减特征.前者在衰减过程中其活性匀速下降,而后者的活性则是先迅速下降再平缓降低.通过对比分析还发现,SBR系统中AOB和NOB的衰减速率差异较大,而在常规活性污泥系统中AOB和NOB的衰减速率基本相当.

不同碳源及投量对SBR法反硝化速率的影响

以啤酒废水为试验研究对象 ,主要对SBR法去除有机物、硝化和反硝化进程进行了分析 ,并且系统地研究了啤酒原水以及不同原水投加量、不同投加方式 ;乙酸钠。

牙鲆自净式养殖槽中异养细菌和硝化细菌数量及硝化速率

:对牙鲆 (Paralichthysolivaceus)自净式养殖槽水层和过滤沙层的异养细菌和硝化细菌数量及硝化速率进行了研究 ,测得装有循环过滤装置的水槽水中和沙粒上异养细菌平均数量分别为 2 .32× 10 4 CFU /ml和 2 .89× 10 6 CFU/ml(湿沙 ) ,亚硝酸细菌分别为 3.0× 10 2 ml- 1和 2 .0× 10 4 ml- 1(湿沙 ) ,硝酸细菌分别为2 .0× 10ml- 1和 3.0× 10 3ml- 1(湿沙 )。水和沙粒的氨氧化速率平均分别为 0 .0 32mg/ (L·d)和 7.59mg/ (L·d) (湿沙 ) ,亚硝酸氧化速率分别为 0 .2 59和 2 8.0mg/ (L·d)。无循环过滤装置的水槽水中异养细菌、亚硝酸细菌和硝酸细菌平均数量分别为 1.38× 10 6 CFU/ml、3.5× 10 3和 3.5× 10 3ml- 1,氨和亚硝酸氧化速率分别为 0 .712和 1.56mg/ (L·d)。

用氧吸收速率(OUR)表征活性污泥硝化活性的研究

研究了用氧吸收速率（ＯｘｙｇｅｎＵｐｔａｋｅＲａｔｅ，简称ＯＵＲ）表征活性污泥硝化活性的方法．利用生物抑制剂丙烯基硫脲（ａｌｙｌｔｈｉｏｕｒｅａ，简称ＡＴＵ）和氯酸钠（ＮａＣｌＯ３）可以选择性地抑制亚硝酸细菌和硝酸细菌的活性．通过测量不同时间的ＯＵＲ，可以分别计算出污泥的亚硝化活性和硝化活性．结果表明：该方法的测量结果与实际反应器中的硝化反应情况相当一致．该方法简单易行，快速方便，适用于硝化系统中硝化活性的测量．

北黄海沉积物——水界面反硝化速率及影响因素研究

探讨近海氮的循环机制，采用乙炔抑制法和现场静态箱法对北黄海夏季局部海域的反硝化速率进行了研究，该海域反硝化速率在2．5-5．8μmol／m^2·h之间，平均4．85μmol／m^2·h。影响其反硝化速率的主要因素为溶解氧，其次是温度。北黄海的反硝化速率低于珠江口和长江口海域。

短程硝化过程中硝化速率与N_2O产生速率的关系

N2O是3种主要的温室气体之一,污水的生物脱氮过程是N2O产生的一个主要人为来源。通过对不同条件下生活污水短程硝化过程中N2O的产生情况进行研究,考察了短程硝化过程中硝化速率(AOR)与N2O产生速率(N2OR)之间的关系。结果表明:随着DO水平的提高,AOR逐渐上升,N2OR则呈现先增加后减少的趋势;最大N2OR出现在DO为0.6 mg·L-1时,为1.29 mg N2O-N·(g MLVSS)-1·h-1。低DO水平下AOR的提高会引起N2OR的增加;但高DO水平下较高的AOR不一定产生较多的N2O。不同条件下,N2O的产生途径不同,引起N2OR的变化。在DO较低时,N2O的产生以NH2OH/NOH途径为主,AOR的提高会促进N2O产生;随着DO的增加,N2O的产生途径主要为AOB的有氧反硝化作用,此时较高的DO水平会对这一反应造成抑制,虽然反应过程中AOR较高,但N2OR处于较低水平。

酸化液对反硝化速率的影响研究

采用序批式试验研究了酸化液对反硝化的影响。在温度为21～23℃的条件下,进行了4个不同工况的试验,分别为不投加酸化液及酸化液投加量为10、20和30 mg/L(以TOC计)。研究表明,酸化液能显著提高反硝化菌的反硝化速率,酸化液投加量越大,第一阶段的平均反硝化速率和平均耗碳速率也越大。酸化液投加量为30 mg/L时,其第一阶段的平均反硝化速率为0.367mgNO 3--N/(mgVSS.d),是不投加酸化液工况的1.83倍;平均耗碳速率为0.713 mgTOC/(mgVSS.d),是不投加酸化液工况的2倍。酸化液中的有机碳可以分为易被反硝化菌利用和难被反硝化菌利用两部分,酸化液的投加量越大,易被反硝化菌利用的有机碳含量越多,以酸化液投加量为30 mg/L的工况为例,可被反硝化菌利用的有机碳含量为75.7%。