引江济淮工程疏浚泥浆快速泥水分离试验研究

针对疏浚泥浆颗粒细小、结构松散、比表面积大,其表面和内部的胞外聚合物(EPS)持水能力强导致泥水分离困难的问题,采用芬顿(Fenton)氧化-复配混凝剂法开展疏浚泥浆快速泥水分离试验。以泥浆体积削减率最大化为目标,采用正交试验和响应面法优化工艺条件,并对EPS浓度进行分析。结果表明,影响Fenton氧化泥水分离效果的主要因素为药剂投加量;同成本条件下Fenton氧化-聚合氯化铝混凝的泥水分离效果最佳;响应面法确定的泥水分离效果影响因素排序为:助凝剂种类>搅拌速度>助凝剂投加量,试验条件下最优工艺条件为:聚丙烯酰胺投加量0.255 g/L,搅拌速度125 r/min;经Fenton氧化-复配混凝后EPS中带正电荷的蛋白质含量大幅增加,可中和泥浆负电荷的作用,实现疏浚泥浆的快速泥水分离。研究成果对于疏浚泥浆的快速泥水分离工程实践具有理论指导意义。

溶解性有机质与铅、砷相互作用研究

为研究天然水体中有机质与砷(As)、铅(Pb)相互作用,文章以标准溶解性有机质(标准DOM)为研究对象,利用光谱、超高分辨率质谱分析、平行因子分析法等方法进行分析。结果表明:(1)与类富里酸和腐殖质相比,类蛋白质酪氨酸类与As、Pb表现出更高结合能力。(2)超高分辨率质谱检测结果显示,重金属能够改变标准DOM原有特性,使得有机质发生转变,如氨基糖类组分减少,类单宁组分增加,CHO相对丰度减少,其他杂原子相对丰度增加。(3)DOM-As显示紫外特征参数a254和荧光特征参数HIX具有强正相关性,通过超高分辨质谱仪获得的氨基糖组分、CHO与紫外特征参数a254、a260、a280、荧光特征参数HIX均具有正相关性,荧光组分C1和质谱获得的不饱和烃类组分具有正相关性。研究结果可为定量评估水体中有机质-重金属相互作用机理提供理论支撑,从而减少重金属等各种污染物的环境行为。

污泥发酵液强化污水厂尾水人工湿地深度脱氮

以污泥发酵液作为外加碳源强化污水厂尾水人工湿地深度脱氮,探究了污泥发酵液投加量和淹水高度对人工湿地除污效能的影响,并测定了湿地的氮素转化速率、功能酶活性和微生物群落结构。结果表明,未添加污泥发酵液的人工湿地(空白组)对总氮的去除率为34%~36%,而投加污泥发酵液后去除率最高可达64%~78%。添加污泥发酵液的试验组对总磷、COD的去除率比空白组显著提高,空白组与试验组的硝态氮浓度无显著性差异,试验组的亚硝态氮累积量显著下降。投加0.25%、0.5%、0.75%污泥发酵液显著提高了反硝化速率、硝化速率以及氨单加氧酶、硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶的活性(p<0.05),具有反硝化功能的索氏菌属(Thauera)丰度分别增加了2.6%、3.8%和7.9%。硝态氮和溶解氧显著影响微生物群落结构。

餐厨垃圾发酵液强化潮汐流人工湿地对污水厂尾水脱氮效能

采用餐厨垃圾发酵液(food waste fermentation liquid,FWFL)作为潮汐流人工湿地(tidal flow constructed wetland,TFCW)外加碳源,考察其对污水处理厂尾水湿地脱氮效果的影响,并通过湿地氮转化速率、酶活性测定及微生物群落结构分析探究其机理。结果表明:投加FWFL后人工湿地中TN、NO_(3)^(-)-N、TP的去除率分别提高了15.7%~36.2%、3.3%~42.3%、11.2%~45.8%,且FWFL的添加不会对出水NH_(4)^(+)-N和COD产生显著影响;FWFL可改善TFCW低温时的脱氮效果;投加FWFL后TFCW的反硝化速率、反硝化酶活性以及电子传递系统活性均有所提高,TFCW微生物的丰富度和多样性明显提高,微生物群落结构也趋于稳定,反硝化菌群大量增加。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)与念珠菌门(Candidatus Saccharribacteria)为优势菌门,水杆菌属(Aquabacterium)与产丁酸盐细菌属(Saccharibacteria genera incertae sedis)为优势菌属。

派河及其支流溶解性有机质分子组成特征

溶解性有机质(DOM)是水生生态系统中的重要组成部分,派河作为“引江济淮”清水廊道工程江淮段的唯一输水通道,其DOM分子层面的组成信息和特性尚不明确.利用静电场轨道阱高分辨质谱技术对派河及其支流(光明大堰河)DOM分子进行表征,并且利用皮尔逊(Pearson)相关性分析和主成分分析(PCA)研究两条河流DOM的分子组成信息、特性和来源间的关系.结果表明,派河DOM的相对分子质量与含氧量相对较低;光明大堰河DOM分子的相对分子质量、芳香性和不饱和度相对较高.从元素组成和化合物组成看,两条河流主要以CHO类化合物和来源于陆地植物的木质素与单宁化合物为主,DOM分子均受到陆源DOM的强烈影响,派河DOM中还存在较高百分比CHOS类、蛋白质和脂质化合物.结合Pearson相关性分析和PCA分析结果,派河DOM还受到生活污水与污水处理厂尾水汇入、城市化进程加剧和微生物活动的影响.结果可为派河流域DOM时空组成变动研究提供详细资料,并为派河清水廊道工程提供技术支撑.