三峡水库香溪河沉积物氮含量和氨氮释放特征

通过分析三峡水库香溪河库湾表层沉积物的理化性质和氮素分布特征,并结合室内动力学实验,对香溪河库湾沉积物氮素的组成差异和氨氮释放动力学模型进行了探讨,分析了沉积物氨氮释放潜能。结果表明,香溪河表层沉积物中总氮(TN)含量为683.71～843.19 mg/kg,氨氮(NH^+_4-N)含量为122.77～237.85 mg/kg,硝氮(NO^-_3-N)含量为35.78～102.44 mg/kg。采用一级动力学模型模拟了氨氮释放动力学,氨氮的最大释放量为67.06～74.43 mg/kg,是长江中下游湖泊平均值的1.5倍,存在一定的释放风险;表层沉积物在起始0～5 min内快速释放,达到最大释放量的97.90%～98.41%,150 min后基本达到释放平衡。香溪河氨氮的平均释放量在水土质量比为5 000时达到最大,随后趋于平衡。相关性分析发现,最大释放量与释放潜能均与沉积物中有机质含量和粒度分布相关性不明显,这可能与香溪河的水环境特点有关。

挂膜沸石覆盖层持续抑制底泥氨氮释放的影响因素研究

通过多轮底泥修复实验研究了沸石类型、覆盖密度及上覆水氨氮浓度对挂膜沸石覆盖层持续抑制底泥氨氮释放、改善水质的影响.结果表明:沸石类型直接决定挂膜沸石覆盖层能否持续有效抑制底泥氨氮释放,孔径在8 nm左右的沸石F1表面才能附着有效降解氨氮的微生物,从而具有较强的原位再生能力,通过不断削减底泥氨氮(各轮底泥氨氮削减量为23~30mg)和上覆水氨氮(削减量达18 mg)来持续抑制底泥氨氮释放,将上覆水氨氮浓度控制在0.4~0.8 mg/L,达到地表水III类水体水质标准.挂膜沸石能否持续抑制底泥氨氮释放也与沸石覆盖密度和上覆水氨氮浓度有关,当覆盖密度大于1.46 kg/m2时、上覆水氨氮浓度低于4.28 mg/L时,覆盖挂膜沸石F1能够持续抑制底泥氨氮释放,使水体氨氮浓度满足地表水III类水体水质标准.

不同形式的氮源对活体外瘤胃氨氮释放和发酵参数的影响

选用普通尿素、两种包被缓释尿素(快速型和慢速型)、糊化淀粉尿素和大豆分离蛋白作为五种处理因子,采用单因子试验设计,利用活体外人工瘤胃产气法,研究不同形式的氮源对活体外瘤胃氨氮释放速度和发酵参数的影响。结果表明:在0～12 h发酵过程中,不同形式氮源显著影响活体外瘤胃氨氮释放规律,其中两种包被尿素的氨氮浓度在各时间点均低于其他处理组(P<0.05),除在4 h时,快速释放包被尿素的氨氮浓度显著高于慢速释放包被尿素外(P<0.001),其余时间点均无影响,并且与大豆分离蛋白组氨氮的释放趋势相似。不同形式的氮源对挥发酸中的戊酸摩尔比例却有明显的影响,其中大豆分离蛋白组具有最高的戊酸含量(1.34 mmol/100 mol总挥发性脂肪酸),包被尿素(慢速)组的戊酸含量最低(1.13 mmol/100mol总挥发性脂肪酸),其他处理组居中。试验结果表明:两种包被尿素明显降低了瘤胃氨氮释放,与大豆分离蛋白相似,而糊化淀粉尿素与普通尿素相似,除戊酸外,不同处理日粮对72 h产气量及其他发酵参数没有明显影响。

原位注射硝酸钙技术修复污染底泥操作对底泥中硝态氮和氨氮释放的影响

原位生化处理技术是日益受到关注的一种污染底泥修复技术,其主要是通过向污染底泥直接注射化学或生物制剂来启动底泥修复。硝酸钙是原位生化处理技术最常使用的药剂之一,已被广泛应用于污染底泥治理的实际工程,在抑制磷释放、控制恶臭和降解有机污染物等方面表现出明显的效果。

洱海表层沉积物中总氮含量及氨氮的释放特征

通过现场调查和室内模拟试验,对洱海具有代表性的9个表层沉积物样品中w(TN)的分布特征以及沉积物中NH4+-N释放动力学特征进行了研究.结果表明,洱海表层沉积物中w(TN)在2.084 4～6.515 3 gkg之间,平均值为3.537 8 gkg,北部西岸为高值区,南部(靠近大理市)为次高值区.一级动力学模型可很好地拟合洱海表层沉积物NH4+-N释放动力学特征,NH4+-N最大释放量在0.120 9～0.281 0 gkg之间;释放主要集中在0～5 min内,约占最大释放量的68%～83%;随后释放速率逐渐放缓,到120 min后基本达到释放平衡.运用无限稀释法对沉积物NH4+-N释放潜能进行测定表明,洱海沉积物NH4+-N释放潜能在1.700 1～3.587 9 gkg之间,在水土质量比约为2 500时,NH4+-N释放量达到最大,随后释放逐渐趋于平衡.洱海沉积物NH4+-N释放潜能及最大释放量均与其w(TN)呈显著正相关.洱海沉积物中w(TN)与NH4+-N释放潜能和最大释放量均高于长江中下游湖泊,具有较大的氮释放风险.

汪洋沟表层沉积物中总氮含量和氨氮释放特征

对汪洋沟6个样点沉积物样品的总氮含量以及沉积物中NH+4-N的释放动力学特征、释放潜能进行了研究。结果表明,汪洋沟沉积物中总氮含量在0.368~2.036 g/kg之间,平均值为1.037 g/kg。NH+4-N最大释放量在0.258~0.705 g/kg之间,释放主要集中在0~5 min内,约占最大释放量的79%~84%;随后释放速率逐渐放缓,到120 min后基本达到释放平衡。运用无限稀释法对沉积物NH+4-N释放潜能进行测定表明,汪洋沟沉积物NH+4-N释放潜能在0.351~0.706 g/kg之间,在水土质量比约为2 500时,NH+4-N释放量达到最大,随后释放逐渐趋于平衡。汪洋沟沉积物NH+4-N释放潜能及最大释放量与总氮含量呈正相关。汪洋沟沉积物中总氮含量与NH+4-N释放潜能低于洱海,与长江中下游湖泊相近,汪洋沟沉积物氨氮释放存在一定的风险。

瓦埠湖沉积物氮的赋存特征以及环境因子对NH_4^+-N释放的影响

采用现场采样和室内测试的方法,研究了瓦埠湖沉积物各层的TN、NH4+-N、NO3--N的赋存特征。结果发现,TN上层比底层低,随着沉积深度的增加,硝化作用相对减弱,NO3--N随着沉积深度的增加而减少,NH+4-N的含量随着沉积深度的增加而增加。pH<9时,pH对NH4+-N释放的影响规律不是很明显,pH>9时,NH4+-N释放随着pH的增加而增加。随着温度的升高,NH4+-N的释放量增大。好氧、厌氧条件下,NH4+-N都有释放,且在好氧条件下NH4+-N呈低释放状态,厌氧状态下NH4+-N呈高释放状态。

厌氧条件下剩余污泥中磷及相关指标的释放和变化规律

污水处理过程中产生的剩余污泥富含大量的氮磷元素，从剩余污泥中回收磷是解决磷资源日益缺乏的一种有效途径。探寻出剩余污泥中磷的释放规律是实现剩余污泥中磷回收的首要前提。因此，以实际污水处理厂污泥为研究对象，建立污泥停留时间为5d的中试模型系统。通过系统分析5d停留时间的厌氧条件下污泥中污泥浓度、上清液总磷和氨氮浓度的变化情况，为后续的污泥磷回收提供支撑条件。研究结果表明，在中试系统污泥停留时间5d的厌氧条件下，剩余污泥微生物衰亡自溶或被分解，胞内物质释放，从而使固态物质转化为液态，污泥中磷及相关的氮等物质得到了较大的释放，污泥上清液总磷和氨氮质量浓度可分别达到100和40 mg·L^-1以上。所释放出的氮磷浓度足以满足鸟粪石回收氮磷方法所需的最低经济性要求，为污泥进行厌氧消化后采用鸟粪石的方法回收释放的氮磷提供了重要的基础依据。研究中还发现5d停留时间下， SS和VSS都有不同程度的降低，二者分别减少8.34%和10.14%以上，其中VSS的减少量占SS减少量的65%左右。同时，进入厌氧反应系统的初始污泥浓度对于氮磷的释放有着较大的影响，反应系统的SS在6300~7200 mg·L^-1的条件下，磷和氮的单位质量污泥释放量达到最佳，分别达到单位干污泥0.015和0.006 mg·mg^-1。研究结果为剩余污泥中回收氮磷提供了重要的依据。

煅烧改性净水厂污泥的除磷特性

本文通过扫描电子显微镜及能谱分析(SEM-EDS)技术对净水厂污泥(WTPS)和煅烧改性净水厂污泥(C-WTPS)进行表征,运用吸附动力学和吸附等温模型研究了WTPS和C-WTPS的磷吸附特征,比较了WTPS和C-WTPS的氨氮和总有机碳释放量,分析了C-WTPS对磷的固定形态,结果表明,与WTPS相比,C-WTPS表面出现大量的裂层,碳和氮元素的质量百分含量分别减少5.52%、1.36%,铁和铝元素的质量百分含量分别增加2.3%、0.54%.C-WTPS对磷的吸附符合拟二级动力学模型,说明其对磷的吸附主要受化学作用控制.Langmuir和Freundlich等温吸附模型都能较好描述C-WTPS的磷吸附过程,Langmuir拟合参数表明C-WTPS的理论饱和磷吸附量为3.34 mg·g^(-1),是WTPS的1.6倍.WTPS中无机磷(IP)多于有机磷(OP),煅烧改性使得WTPS中的OP存在向IP转化的趋势. C-WTPS吸附的磷主要以非磷灰石无机磷(NAIP)的形态存在,说明C-WTPS中的铁、铝元素在磷吸附过程中发挥了重要的作用.与WTPS比较,C-WTPS的氨氮和有机物释放风险显著减少.因此,C-WTPS是一种更优良的除磷材料.

基于水资源调度的平原河网区城市河道氮迁移转化研究

研究平原河网区城市河道在水资源调度过程中的水文特征和理化特征,探讨基于水资源调度的城市河道氮素形态与组成;在实验模拟条件下,研究基于水资源调度的城市河道沉积物NH+4-N释放过程.结果表明,研究河段在水资源调度作用下水深日变化过程明显;以农历月为单位,水资源调度可以分为轻度置换阶段和深度置换阶段;沿调水路径河道上覆水DO有下降趋势,高锰酸盐指数则呈现升高趋势;沿调水路径上覆水NO-3-N浓度逐渐减少,NH+4-N浓度显著升高;DO与高锰酸盐指数是影响上覆水NO-3-N、NH+4-N浓度的主要因素;沉积物内源NH+4-N释放是上覆水NH+4-N的一个重要来源;水资源调度显著影响(P<0.05)上覆水NH+4-N浓度,对沉积物内源NH+4-N的释放影响不显著(P>0.05).