3组水生植物对滏阳河营养盐去除效果研究

以滏阳河邯郸段3种水生植物狐尾藻、金鱼藻及篦齿眼子菜为研究对象,通过批式实验,考察植物种类对削减滏阳河原水污染物质的效果,研究3种植物及对照系统对氮、磷、COD_(Mn)等的去除效果。结果表明:经40 d批式实验后,各组反应器对TN,NH_3-N,TP,COD_(Mn)的去除率达62%,64%,42%和67%以上,其中净化效果最佳的植物为金鱼藻;同时,不同植物的含氮量与含磷量与其污染物去除能力不一一对应,但其大小次序与对氮、磷的去除能力基本相似,这可能与植物的吸收作用或植物根系微生物的代谢作用相关。

我国水质基准现状及发展趋势研究

水质基准是制定水质标准限值的重要依据,是科学的水质管理体系的重要组成部分。我国水体污染形势严峻,区域环境差异明显,亟需建立适合我国水环境特征的水质基准作为水质控制和管理的理论依据。文章对我国水质基准的概况、水质基准方法学、水质基准研究进展、存在问题及发展趋势进行了系统论述,以期为我国水质基准的研究提供参考与支撑。

进水模式对植被浅沟雨水水文调控效能的影响研究

进水模式是影响植被浅沟雨水水文调控效能的主要因素之一。设计植被浅沟人工模拟试验装置,探讨不同进水模式下植被浅沟对径流量及径流峰值的影响。结果表明:在4 m^3/h恒定进水条件下,源头集中进水、沿途多点进水和沿途漫流进水3种进水模式下植被浅沟的径流总量控制率分别达到7.06%、8.33%和9.51%,径流峰值削减率分别为2.67%、5.83%和6.44%,峰现时间较传统管道排水分别延后9.6 min、10.3 min和12.2 min。以上表明采用沿途漫流进水的植被浅沟对雨水各水文参数的调控效能均优于其它进水模式。

分配比对分段进水A^2/O工艺脱氮除磷的影响

以低C/N实际污水为研究对象,研究进水分配比对分段进水A^2/O工艺脱氮除磷性能的影响.以稳态条件下建立的物料平衡方程为基础,分析进水分配比对处理过程的影响.结果表明,分段进水A^2/O工艺平均出水CODCr和NH3-N质量浓度基本维持为25.6~41.2mg/L和0.35~1.40mg/L,出水水质较稳定;出水TN、TP受进水分配比的影响明显.根据已建立的物料平衡方程分析发现,当进水分配比由6∶3降低至3∶6时,缺氧单元反硝化脱氮贡献率由36.95%升至83.47%,厌氧单元反硝化脱氮贡献率由43.81%降至12.30%,好氧单元同步硝化反硝化脱氮贡献率由19.24%降至4.23%,缺氧单元反硝化成为去除TN的主要途径,TN总体去除率升高9.95%;缺氧单元缺氧聚磷除磷贡献率由5.20%升至13.00%,好氧单元好氧聚磷除磷贡献率由94.80%降低至87.00%,好氧聚磷为去除TP的主要途径,但TP总体去除率降低5.37%.

太湖流域水生生物水质基准推导的物种选择

水生生物水质基准是水质基准体系的重要组成部分。由于不同地区的生态体系存在差异,所需要推导的水质基准也存在不同。目前太湖流域的水质基准研究刚刚起步,国内外制订的水质标准并不能代表太湖流域的水生生物和环境特征。因此,开展基于太湖流域的水生生物和环境特征的水质基准研究,对于太湖流域的水环境保护和水质管理具有重要的作用和意义。在水生生物水质基准的物种选择方面,选择了两种鱼类、两种浮游动物、3种底栖动物以及一种水生植物或浮游藻类,可以全面的代表太湖流域的水生态结构和营养等级。

离子液体[BMIm][PF6]增强抗性质粒RP4介导的接合转移基因mRNA的表达水平

环境中广泛存在的抗生素和抗生素抗性基因会导致很严重的人类健康风险。在我们前期研究中发现,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIm][PF6])作为环境选择性压力可以促进抗生素抗性基因的水平转移。本研究以E.coli DH5α(RP4)和同属的E.coli HB101,以及E.coli DH5α(RP4)和跨属的Salmonella enterica之间的纯菌接合转移体系为考察对象,从mRNA基因表达调控水平角度阐明离子液体[BMIm][PF6](0.001~2.5 g·L-1)影响质粒RP4接合转移的机理。结果表明,离子液体[BMIm][PF6]通过抑制基因kor A,kor B和trb A的mRNA表达水平来提高接合和跨膜转运基因trb Bp和trf Ap的表达;增强水平转移基因tra F的mRNA表达水平,并通过增强负调控基因kil A和kil B的mRNA表达水平抑制质粒的垂直传递过程;通过抑制基因trb K的mRNA表达水平降低接合转移体系的排斥效果,从而促进质粒RP4的接合转移。该结果有助于为抗生素抗性基因在环境中水平转移扩散的机理研究提供理论依据。

臭氧强化污泥厌氧消化研究

以某污水处理厂污泥为研究对象,进行污泥厌氧消化和污泥厌氧消化-臭氧预处理的对比试验,确定臭氧对污泥厌氧消化的主要影响,并分析其产生效果,为污泥稳定化处理提供可行性依据。仅通过厌氧消化污泥消解率一般只能达到50%左右,第二步经臭氧氧化反应后发现对微生物破壁有明显作用,经臭氧破壁后污泥厌氧消化可达到70%~80%,污泥厌氧消化经臭氧氧化有明显提高。此试验结果表明了污泥厌氧与臭氧氧化试验的可实施性,为实际工程应用提供了部分数据依据。

某污水厂A^2/O工艺运行问题分析及建议

对邯郸市某污水厂出水水质、运行操作等进行了数据分析,分析了污水厂出水COD、氨氮、总磷等不达标症结所在,提出了降低污泥龄、厌氧区保持严格的厌氧状态、提高好氧池溶解氧等建议。

基于citespace的活化过硫酸盐高级氧化技术的应用

利用信息可视化软件Citespace对活化过硫酸盐高级氧化技术研究的890篇文献进行分析,分别从国家与机构、共被引文献、高频关键词频次等进行可视化知识图谱分析。结果显示,对该领域研究较多的国家主要为中国和美国,Rastogi A和Liang C J在该领域发表的文献影响率最高,其所在的研究课题组值得关注。通过对热点关键词的分析,得出研究热点主要集中在硫酸根自由基的制备、目标污染物的降解过程以及其动力学的讨论,研究前沿主要是改性多相催化材料碳纳米管催化PMS降解水中抗生素类污染物及垃圾渗滤液。

树脂基水合氧化锰深度吸附水中铅的性能研究

将水合氧化锰(HMO)固载到大孔型强酸性阳离子交换树脂(D001)上,制备出HMO-D001复合材料,并通过静态—动态—再生试验,研究其对水溶液中微量Pb(Ⅱ)的去除效果。结果表明,HMO-D001在高浓度竞争离子(Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^+)存在的条件下,仍然对水溶液中微量Pb(Ⅱ)具有高效的专性吸附去除能力,且吸附过程符合Langmuir吸附模型,最佳吸附pH值约为4.40。采用16%的NaAc+20%的HAc和0.5 mol/L的NaOH进行分段再生,可以有效恢复已失效的HMO-D001吸附柱。

表面重构石英砂滤料的制备及微生物附着行为

基于普通石英砂滤料表面光滑、比表面积小、微生物难以附着等缺陷,以BOE(buffered oxide etch)腐蚀液对普通石英砂滤料进行化学蚀刻处理,以改善石英砂的表面形貌,促进微生物在石英砂滤料表面附着。扫描电镜分析结果表明,经改性得到的表面重构石英砂形貌发生明显变化,整体呈沟槽形貌;因素分析试验结果表明,在腐蚀液浓度为15%(质量)、HF与NH4F的质量比为1∶1、反应温度为55℃、反应时间为45 min的条件下,所得改性石英砂表面的沟槽较多且宽度多介于1.0~5.0μm之间,表面生物量由改性前的9.3 nmol P·g^(-1)提高到改性后的15.7 nmol P·g^(-1);红外光谱分析结果显示,改性石英砂表面部分Si—O转变为Si—OH,有机物特征峰的消失反映了石英砂表面有机物的进一步去除;石英砂的比表面积由改性前的0.427 m2·g^(-1)提高至改性后的1.475 m2·g^(-1);对CODCr的平均去除率由改性前的41.9%提高到改性后的51.6%。因此,表面重构石英砂具有较好的微生物亲和性,更适宜微生物的附着。

全细胞生物催化合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯

以2-羰基-4-苯基丁酸乙酯（OPBE）为碳源,从葡萄园土壤中筛选分离得到一株高选择性不对称还原OPBE为（R）-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[（R）-HPBE]的粘质红酵母（Rhodotorula mucilaginosa CCZU-G5）,利用1HNMR、GC-MS、液相色谱（LC）对产物结构进行了表征。构建了Rhodotorula mucilaginosa CCZU-G5全细胞催化还原OPBE合成（R）-HPBE的反应体系并对反应条件进行了优化。结果表明,最适催化反应条件为：在20 mL磷酸盐缓冲液（PBS）反应体系中,反应温度为35℃,pH=7.5,菌体质量浓度200 g/L,葡萄糖质量浓度30.0 g/L,金属离子Ca^（2＋）浓度3 mmol/L,底物OPBE浓度为20 mmol/L,反应时间12h,在此条件下,（R）-HPBE产率达82%,对映体过量值（e.e.）为99.9%。

改良型Carrousel氧化沟工艺生物脱氮优化研究

为解决采用改良型Carrousel氧化沟工艺的某污水厂出水TN与NH_4^+-N浓度高的问题,经现场试验对SRT、HRT和DO等工艺参数进行了优化调整。通过问题诊断,发现系统SRT过长、HRT短及好氧区DO浓度低是导致脱氮效果差的直接原因;工艺优化结果表明,将系统的SRT、HRT和好氧区DO浓度分别控制在18 d、16 h和2.5~3.0 mg/L时系统的脱氮效果提升较大,此时出水TN、NH_4^+-N的平均浓度分别为12.6和3.3 mg/L,去除率分别为78%和91%,且出水BOD5、COD与SS等指标均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。

石英砂-海绵填料CANON反应器的快速启动研究

以模拟配水为处理对象,在以石英砂-海绵为填料的序批式生物膜反应器中接种普通活性污泥,通过调整工艺参数,研究CANON工艺的快速启动方案。试验初期,控制温度为(32±1)℃、DO在0.8~1.0 mg/L之间,经过25 d成功启动了亚硝化,NH+4-N去除率稳定在55%左右,亚硝酸盐积累率维持在80%以上,TN去除率低于9.6%;运行至第34天,控制DO在0.1~0.25 mg/L之间,TN去除率升至21.2%,稳定运行至第67天,成功启动CANON工艺,NH+4-N去除率和TN去除率最终分别稳定在97%和85%,TN去除负荷达到0.23 kg/(m^3·d);电镜扫描结果显示,污泥中的微生物以成簇的球形菌为主,证实了厌氧氨氧化菌的存在。本试验证明,在仅接种普通活性污泥的条件下,可实现CANON工艺的快速启动。

MBR厌氧氨氧化的快速启动及膜污染行为特性

采用膜生物反应器(MBR)富集培养厌氧氨氧化菌,运行167 d以后,进水NH4^+-N和NO2^--N浓度分别由100、132 mg/L逐步提高至150、198 mg/L,成功启动了厌氧氨氧化工艺。系统稳定运行阶段,对NH4^+-N和NO2^--N的去除率分别达到87.51%和81.98%,总氮去除负荷和容积负荷分别达到0.31、0.41 kg/(m^3·d);△NO2^--N/△NH4^+-N和△NO3^--N/△NH4^+-N均稳定在理论值1.32和0.26左右,符合厌氧氨氧化化学反应计量学规律。在21 L/(m^2·h)的恒通量运行条件下提高进水氮负荷,膜污染速率由32.3 Pa/h上升到61.7 Pa/h,SMP中多糖、蛋白质含量分别由44.2、22.5mg/L增至54.3、27.0mg/L,EPS中多糖、蛋白质含量分别由1.0、1.2mg/g增至1.8、3.8 mg/g,SMP和EPS中多糖、蛋白质含量逐渐增多,使膜污染速率变快,膜污染加重.对膜表面污染物质的傅里叶变换红外光谱分析表明,膜污染的主要物质构成没有发生变化。

改性生物砂滤池对污染物的去除效果及微生物特性

针对石英砂滤料表面去除污染物有限、生物覆膜量不足等问题,以基于复合改性石英砂的生物砂滤池为研究对象,分析了不同生物砂滤池(普通石英砂、表面重构石英砂及表面重构亲水改性石英砂)的除污效果及微生物特性。结果表明,普通生物砂滤池对COD的平均去除率为54. 9%,表面重构、表面重构亲水改性生物砂滤池对COD的平均去除率分别为74. 9%、79. 5%;普通生物砂滤池对氨氮的去除率为74. 7%,表面重构、表面重构亲水改性生物砂滤池对氨氮的平均去除率分别为78. 2%、86. 3%。3种石英砂滤料表面生物量的分布相似,均为沿程递减,其中亲水和阳离子改性生物砂滤池的滤料表面生物量最大,普通生物砂滤池的滤料表面生物量最小。滤池中层滤料表面微生物活性最高,且附着在亲水改性石英砂表面的微生物活性相对最高。

AHLs信号分子对MBR膜生物污染的影响

针对膜生物反应器(MBR)运行过程中膜污染的变化情况,利用超高效液相色谱(UPLC-MS/MS)技术检测不同运行时期污泥和膜上滤层中N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类信号分子的含量和种类变化,并结合胞外聚合物(EPS)与溶解性微生物产物(SMP)中各组分的含量变化,对污染的阶段性变化和群体感应信号分子间的相互关系进行较为全面的分析。研究发现,在MBR系统运行中,导致膜生物污染的污染物有EPS和SMP,而主要有3种群体感应信号分子能促进混合液与生物滤层中污染物的分泌。其中,C8-HSL能促进混合液SMP及EPS中多糖的产生,3-oxo-C8-HSL对混合液SMP中的蛋白质和DNA有很强的促进作用,3-oxo-C6-HSL能促进膜上EPS中蛋白质的产生,表明群体感应信号分子通过影响污染物的产生来导致膜生物污染。

膜生物反应器Anammox的快速启动及其抑制动力学

采用MBR作为强化富集厌氧氨氧化菌的反应器,以氯化铵和亚硝酸盐为进水底物,通过逐步缩短水力停留时间(HRT由24 h降低到4 h),成功实现了厌氧氨氧化的启动。整个驯化过程中,NH_4^+-N和NO_2^--N的去除率均维持在90.0%以上,总氮去除负荷(NRR)最大可达0.49kg/(m^3·d),且NO_2^--N/NH_4^+-N和NO_3^--N/NH_4^+-N值分别维持在1.32和0.26附近,符合厌氧氨氧化化学反应计量学规律;同时在驯化过程中,污泥颜色逐渐由深褐色变成红褐色,SEM结果表明接种污泥以杆状菌为主,驯化结束后则以球状菌为主,且结构紧密。采用成熟厌氧氨氧化污泥进行底物(NH_4^+-N和NO_2^--N)抑制动力学试验,并对试验结果采用Haldane模型进行拟合,获得半饱和常数分别为62.54和78.47 mg/L,抑制动力学常数分别为1 244.12和102.30 mg/L,相关性系数(R^2)分别为0.998 6和0.994 5。

改性沸石覆盖对底泥微生物的影响

取现代·滏阳原著湿地公园河流表层底泥试样,分别进行高温、盐酸和氯化钠改性沸石覆盖的静态模拟试验,并通过Illumina平台对覆盖前后的底泥进行高通量测序,分析了底泥微生物群落结构变化.结果表明,目标河段底泥中细菌物种分布均匀,变形菌门为最主要的优势菌种;虽然不同改性沸石覆盖对底泥微生物群落均存在不同程度的影响,但基本不会破坏原河流生态系统稳定性.本次试验为河流修复过程中的人工扰动提供了新的评价思路和方法,对本次试验的目标河段治理具有一定的指导意义.

原著湿地公园底泥中氮、磷和有机质的分布规律

对现代·滏阳原著湿地公园底泥中TN、TP和有机质(OM)含量的竖向分布规律进行了分析,并通过有机指数法评价其富营养化情况。结果表明,目标河段底泥中TN、TP和OM含量随深度的增加呈上升趋势,三者在竖直方向上的相关关系显著。根据TN和OM含量变化趋势推测下层底泥存在较高的有机污染风险。由于底泥污染物分布的特殊性,覆盖措施可作为短期河流治理手段;底泥是主要的内源污染,疏浚才是长效的修复方案,但疏浚深度需进一步研究。