海水养殖尾水中NH_(4)^(+)-N去除技术的机理与工艺研究进展

总结了海水养殖尾水中NH_(4)^(+)-N的来源及特点,NH_(4)^(+)-N去除技术的机理与功能微生物、工艺应用及其微生物分布等,重点对海水养殖尾水中NH_(4)^(+)-N去除技术的机理与工艺应用进行了阐述。好氧氨氧化微生物主要包括氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)及全程硝化菌(comammox),厌氧氨氧化微生物主要包括厌氧氨氧化细菌(AnAOB)。基于好氧氨氧化微生物原理去除NH_(4)^(+)-N的主要工艺技术包括移动床生物膜反应器(MBBR)、曝气生物滤池(BAF)、人工湿地和生态塘等;基于厌氧氨氧化菌处理海水养殖尾水的主要工艺技术有厌氧流化床、厌氧固定床等。指出工艺应用与微生物种群结构之间关系的研究不足。富集氨氧化微生物从而实现经济高效脱氮是未来工艺研究的重点方向。

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。

饮用水生物处理小试工艺中NH4^＋-N的非硝化去除途径分析

通过计算N和DO的质量平衡,研究饮用水生物处理小试工艺中是否存在NH4+-N的非硝化去除途径,并探讨其可能机制.结果表明,当生物流化床和生物滤池进水NH4+-N浓度大于2 mg/L时,前者进水的NH4+-N、NO2--N和NO3--N之和比出水高出0.91 mg/L,后者理论上消耗的DO比实际多约2.90 mg/L,说明这2种工艺中均有氮亏损现象发生,一部分NH4+-N通过与DO无关的非硝化作用被去除.对非硝化去除途径的分析表明,因为反应器对磷元素和有机物的利用不随氮亏损发生变化,可以排除掉同化作用和反硝化作用;因为反应器进水低碳高氮的特性和NO2--N的积累与发生氮亏损的废水生物处理系统相似,据此提出在生物膜缺氧内部发生、通过短程硝化和厌氧氨氧化的偶联(或OLAND反应)将NH4+-N和NO2--N同时转变为N2脱除的自养脱氮是饮用水生物处理中氮亏损的可能途径.

电氧化法去除电解锰渣滤液中NH_4^+-N试验研究

研究了采用电氧化法从电解锰渣滤液中去除NH_4^+-N的影响因素、机制和动力学。结果表明:采用DSA阳极板和石墨阴极板,NH_4^+-N去除效果较好;提高Cl-质量浓度、初始pH、电流密度均有助于提高NH_4^+-N去除率;NH_4^+-N初始质量浓度越低,去除率越高;在Cl-质量浓度434mg/L、滤液pH=9、电流密度26mA/cm2条件下,NH_4^+-N质量浓度为59、120mg/L的滤液分别电解60、240min时,NH_4^+-N质量浓度均降至6mg/L;滤液中Mn2+易在阳极形成MnO2沉淀,不利于NH_4^+-N的去除;有Cl-存在条件下,NH_4^+-N的去除主要是Cl-在DSA阳极板作用下产生的HClO和ClO-将NH_4^+-N氧化为N2的结果;不同初始NH_4^+-N初始质量浓度下,电氧化去除反应符合表观一级动力学模型。

活性炭-聚四氟乙烯电极对生物电化学系统中NH_4^+-N去除的影响

通过压力机将炭黑和聚四氟乙烯压缩,自制活性炭-聚四氟乙烯电极并置于单室生物电化学系统(BES)中,实现无外加有机碳源的自养型脱NH_4^+-N。结果表明,通过给BES外加电压可以提升NH_4^+-N的去除效果,并且随着外加电压从0.10 V提升至0.25 V,NH_4^+-N的去除效果逐渐上升,平均去除率为47.8 mg/(L·d)。生物膜循环伏安(CV)分析结果显示,在电极的阳极和阴极存在多种氧化还原活性成分,说明用活性炭制成的生物阳极和生物阴极具有良好的电活性。基于高通量测序的16S rRNA基因的微生物群落分析表明,通电后微生物群落多样性明显增加,假单胞菌属(Pseudomonas)和副球菌属(Paracoccus)是BES中去除含氮化合物的重要功能菌群。

鄱阳湖南矶山自然保护区沼泽湿地土壤对NH_4^+-N吸附能力的研究

湿地土壤能有效地对营养物质滤过截留,是氮素和磷素的储藏库,能减轻水体由于氮素和磷素过高而引起的富营养化,通过土壤样品的吸附试验,研究了位于鄱阳湖南部的南矶山自然保护区沼泽湿地土壤对NH+4-N的吸附能力。结果表明,供试土壤对NH+4-N的吸附符合Langmuir、Freundlich、Temkin方程,最大吸附量为222.22mg·kg-1土,吸附常数为0.5294,最大缓冲容量(MBC)为117.65mg·kg-1土。其较强的吸附能力,使它在稳定整个鄱阳湖生态系统中发挥巨大作用。另一方面,它储存的营养物质也将为湿地中生物群落所利用,对湿地生态系统的生产力影响突出。因此,加强保护湿地土壤对鄱阳湖生态系统的稳定非常重要。

NH_4^+-N部分代替NO_3^--N对番茄生育中后期氮代谢相关酶活性的影响

采用砂培实验研究NH4+-N部分代替NO3--N对番茄的影响,结果表明:与全硝处理(100%NO3-)相比较,增铵处理(NH4+∶NO3-=25%∶75%)下番茄鲜果重显著提高;同时叶片内NO3--N含量随增铵而显著降低,叶片与果实内NH4+-N含量及果实的可溶性蛋白含量随增铵而升高;增铵条件抑制了叶片和果实的硝酸还原酶(NR)活性,提高了叶片和果实的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)活性及叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性,但对果实的谷氨酰胺合成酶(GS)活性影响不大。上述结果表明,NH4+-N部分代替NO3--N可增加番茄产量,提高集约化基地的生产量。

NO3^--N/NH4^＋-N配比对紫花苜蓿营养品质及饲用价值的影响研究

以"甘农3号"紫花苜蓿为试验材料,在室外防雨网室内,采用盆栽营养液砂培,在最佳氮素供应水平210mg/L基础上,研究NO_3^--N和NH_4^+-N混合的7种配比(1/7、1/3、3/5、5/5、5/3、3/1、7/1)对紫花苜蓿营养品质及饲用价值的影响。结果表明,NO_3^--N/NH_4^+-N=5/3处理的粗蛋白(CP)、蛋白总量(TP)、可消化干物质(DDM)及干物质采食量(DMI)总体上都显著高于其他配比处理(P<0.05),中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)均显著低于其他配比处理(P<0.05),5/3处理有利于紫花苜蓿营养积累;从微量元素营养角度分析,以NH_4^+-N为主的混合态氮更有利于铁(Fe)、锰(Mn)和钼(Mo)的积累,且最适配比分别为NO_3^--N/NH_4^+-N=1/3、1/7和3/5,而以NO_3^--N为主的混合态氮则有利于锌(Zn)的积累,且最适配比为NO_3^--N/NH_4^+-N=3/1;用相对饲用价值(RFV)法评定,5/3处理RFV值显著高于其他配比处理(P<0.05),且各处理RFV均大于100,对照美国紫花苜蓿草产品的分级标准,其品质均达到2级以上水平,其中5/3和7/1处理紫花苜蓿的品质达1级水平。说明紫花苜蓿生长环境中速效氮以NO_3^--N为主,且比例接近NO_3^--N/NH_4^+-N=5/3时,最有利于紫花苜蓿优良营养品质的形成。

利用13X沸石分子筛净化含NH_4^+-N废水的实验研究

研究了13X沸石分子筛在静态和动态条件下对中低浓度含NH4+-N废水的吸附性能,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH4+-N的吸附效果和沸石的再生等。静态实验结果表明,pH值为6.5~7.5,吸附时间35 min,吸附温度20~30℃的条件下,沸石对50 mL NH4+-N初始浓度(C0)为80 mg/L的废水吸附效果最佳,吸附过程符合Langm uir型吸附等温式,饱和吸附量为8.61 mg/g。动态条件下,随水力停留时间增加,沸石对NH4+-N的吸附量上升,最大饱和吸附量可达24.20 mg/g,吸附过程符合Thom as吸附模型。直接焙烧法对吸附后的沸石进行再生活化处理效果良好。实验证明,利用13X沸石净化中低浓度含NH4+-N废水具有良好的工业化应用前景。

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。

天然水温对生物修复污染水源除NH_4^+-N效果的影响研究

采用弹性填料微孔曝气生物修复方法净化受污染的某饮用水源 ,探讨了天然水体环境温度变化对生物除NH+ 4 N作用效果的影响。结果表明 ,水体环境温度对生物修复工艺除NH+ 4 N作用影响很大。水温越高 ,生物修复工艺除NH+ 4 N效果越好。在较低水环境温度下 ,水温变化对生物修复工艺除NH+ 4 N作用效果影响最大 ;在日常水体温度下 ,水温变化对生物修复工艺除NH+ 4 N作用效果影响最小 ;在水体温度较高的条件下 ,水温变化对生物修复工艺除NH+ 4

垃圾渗滤液中NH_4^+-N在地下水系统中迁移转化模拟研究

采用某垃圾填埋场附近土样及该垃圾填埋场渗滤液进行动态吸附试验、土柱试验,分析NH+4-N在地下水系统中的微生物降解机理,建立考虑吸附项和降解项的水流方程、溶质方程耦合数学模型,应用大型有限元软件对该垃圾填埋场渗滤液中NH+4-N在地下水系统第1 a、3 a、5 a、10 a、15 a的时空运移转化过程进行数值模拟和可靠性验证。结果表明,填埋作业第1 a时NH+4-N在地下水系统中即迅速发生了对流、弥散、吸附、硝化等一系列作用,最大质量浓度从900mg/L迅速降低至11.4 mg/L;填埋作业第3 a时地下水系统因溶解氧消耗殆尽而处于厌氧还原环境,反硝化作用占主导地位,NH+4-N的最大质量浓度上升至24.5 mg/L;填埋作业第5 a时,再次上升为25.7mg/L,此后直至填埋作业第15 a,最大质量浓度一直维持在25.8mg/L,处于平衡状态。填埋场下游监测点(x=650 m,y=470 m)的实测数据与相应时间模拟结果基本相符,表明该数值分析方法是可行的。

梯度增加NH_(4)^(+)-N负荷低温启动改良A/A/O工艺研究

在低温下通过梯度增加进水NH_(4)^(+)-N浓度的方法启动改良A/A/O耦合流离生化工艺,其中将启动阶段分为四个工况,每个工况NH_(4)^(+)-N浓度梯度递增约5 mg/L。反应器在温度(15±1)℃条件下,控制HRT为12 h,污泥回流比为100%,硝化液回流比为200%,填料填充率为30%的条件下经过43天启动成功。启动期间出水稳定,COD低于50 mg/L,NH_(4)^(+)-N保持在1.5 mg/L以下,TP保持在0.5 mg/L以下,TN保持在15 mg/L以下。启动后,系统的生物量得到了稳定增长,存在大量杆菌与球菌,且系统的好氧隔室内发生了同步硝化反硝化反应。梯度增加进水NH_(4)^(+)-N浓度时系统微生物适应良好,可快速恢复活性进行大量繁殖,能有效提高污染物去除效率,有利于改良A/A/O耦合流离生化工艺的启动。

NO_3^--N/NH_4^+-N配比对小白菜生长及硝酸盐含量的影响

利用NO3--N/NH4+-N不同配比的营养液对11个小白菜品种进行水培试验。结果表明,不同的NO3--N/NH4+-N配比对不同品种小白菜生长和的硝酸盐含量有着显著的影响,同一氮源培养下不同的小白菜品种间表现出显著的差异,在5.0∶5.0(B)处理条件下,各品种小白菜表现良好;供试的小白菜品种的硝酸盐积累量随着铵态氮比例的增加而下降,表明适当地配施铵态氮较纯硝态氮营养液培养小白菜能获得较低的硝酸盐积累量,但不影响生长。

水源中NH_4^+-N对生物预处理污染原水除NH_4^+-N效果影响研究

采用弹性填料微孔曝气生物预处理方法净化受污染的某饮用水源,探讨了水源水环境中NH4+-N变化对生物预处理除NH4+-N作用效果的影响。结果表明,水源水环境中的NH4+-N对生物预处理工艺除NH4+-N有一定的影响作用。

不同耐铵性植物幼苗离体根对NO_3^--N和NH_4^+-N选择吸收速率及叶片NRA的研究

以黄瓜、番茄、小麦、水稻和莴苣５种植物为材料，研究了幼苗离体根在１～５ｍｍｏｌ／ＬＮＨ４ＮＯ３吸收液中选择吸收ＮＯ－３—Ｎ及ＮＨ＋４—Ｎ的速率。黄瓜、番茄选择吸收ＮＯ－３＿Ｎ较ＮＨ＋４－Ｎ多；水稻、莴苣选择吸收ＮＨ＋４—Ｎ较ＮＯ－３—Ｎ多；小麦对两种Ｎ源选择吸收性不强，在０．０５和０．１ｍｏｌ／ＬＫＮＯ３底物诱导下，黄瓜叶片的硝酸还原酶活力明显高于水稻叶片的硝酸还原酶活力。吸收能力及还原能力的差异。

暗纹东方鲀过滤水槽中硝化细菌对NH_4^+-N的转化效率

通过对暗纹东方水槽中硝化细菌对NH4+ -N转化率的测定 ,定量了解了硝化细菌的硝化率。结果表明 :过滤水槽的沙粒中硝化细菌数量平均比水中要高 2 1倍 ,高出对照组 10倍 ;沙粒的硝化率为水体的 10 0倍 ;影响硝化细菌对NH4+ -N转化的主要因素为温度、溶解氧和细菌数量。

近海养殖水体中NO_3^--N、NH_4^+-N和环境因子的关系

对福建近海养殖水体的NO-3-N、NH+4-N及氧化还原电位、化学需氧量COD、叶绿素a、浊度等进行测定,分析NO-3-N、NH+4-N与环境因子的相关关系,并计算不同环境因子和水体中NH+4-N相对含量的灰色关联度值.结果表明:氧化还原电位及COD值均与NH+4-N的浓度呈负相关,与NO-3的浓度呈正相关;叶绿素a浓度及浊度均和NH+4-N的浓度呈正相关,与NO-3-N的浓度呈负相关.各环境因子与NH+4-N的相对含量的灰色关联度值无明显差异.COD和氧化还原电位在丰水期的灰色关联度值比枯水期高,叶绿素a和浊度在丰水期的灰色关联度值则比枯水期低.

NO_3^--N/NH_4^+-N配比对小白菜硝酸盐积累及其品质的影响

利用NO3--N∶NH4+-N为10.0∶0(A),5.0∶5.0(B)和2.5∶7.5(C)0∶10(D)四种配比的营养液对小白菜品种进行水培试验,结果表明:不同的NO3--N/NH4+-N配比对不同品种小白菜的硝酸盐含量及其品质等有着显著的影响,同一氮源培养下不同的小白菜品种间也表现出显著的差异;供试小白菜品种叶绿素SPAD值随着培养液中铵态氮比例的增大而增大;供试的小白菜品种的硝酸盐积累量随着铵态氮比例的增加而下降,而Vc、可溶相糖的含量增加,表明适当地配施铵态氮较纯硝态氮营养液培养小白菜能获得较低的硝酸盐积累量和良好的品质。

高潮滩盐沼前缘沉积物—水界面NH_4^+-N浓度的潮周期变化

基于高精度测量仪器Vectrino小威龙点式流速仪,对崇明东滩高潮滩盐沼前缘进行为期7d的连续观测和采样.采用纳氏试剂光度法对样品进行分析,分析结果表明:NH4+-N浓度分布在0~1.1652 mg.L-1,平均为0.3830 mg.L-1;涨潮时潮滩沉积物成为NH4+-N的源,落潮时潮滩沉积物表现为NH4+-N的汇;沉积物—水界面NH4+-N垂直分布存在复杂的变化特征;近底层10cm处潮汐流速对NH4+-N浓度的影响机制十分复杂.