高盐条件下pH对同步短程硝化反硝化脱氮性能及微生物群落的影响

本研究采用复合序批式生物膜反应器(HSBBR)处理高盐废水,考察了进水pH对反应器性能和微生物群落结构的影响。进水pH值由7.8降至6.0和5.0以及由5.0恢复到7.8,对污染物去除效能和稳定性影响较小,COD、NH⁺₄-N和总无机氮的平均去除率保持在96%、99%和91%以上。进水pH改变对NO^-₂-N积累产生明显影响,pH为7.8条件下周期内NO^-₂-N最大积累量为7.07～8.15 mg·L^-1,明显高于pH值为6.0和5.0时的值(4.81和2.23 mg·L^-1)。进水pH由5.0提升至7.8悬浮污泥和生物膜的微生物多样性均降低。进水pH为5.0时,反应器内相对丰度前三位的菌属为反硝化菌Defluviicoccus(14.7%～27.3%)和Candidatus＿Competibacter(22.7%～26.0%)及聚磷菌Candidatus＿Accumulibacter(11.8%～17.8%);p...     

高盐环境下ANAMMOX-UASB反应器启动特性

在高盐环境下(含盐量3%)以耐高盐厌氧反硝化颗粒污泥作为接种污泥启动ANAMMOX-UASB反应器,研究其启动特性。结果表明,高盐环境下ANAMMOX-UASB启动成功仅耗时186 d,总氮(Total Nitrogen, TN)去除率在87.5%以上,NH⁺₄-N和NO^-₂-N消耗量之比(Rs)、NH⁺₄-N消耗量与NO^-₃-N生成量之比(Rp)分别为1.13和0.26。启动成功后反应器中污泥由黑色逐步变为红褐色,污泥颗粒化形态较为明显。高盐环境下ANAMMOX-UASB启动成功后污泥中Heme c含量、硝酸盐还原酶(Nitrate reductase, Nar)活性、亚硝酸盐还原酶(Nitrite reductase, Nir)活性、联氨氧化酶(Hydrazine oxidase, HZO)活性、联氨合成酶(Hydrazine synthase, HZS)活性较接种污泥的增幅分别为8.00、6.74、8.34...     

碳氮比对移动床生物膜反应器处理海水养殖废水性能的影响

本文研究碳氮(C/N)比变化对移动床生物膜反应器(MBBR)处理海水养殖废水性能的影响。结果表明,当C/N比从7∶1降至3∶1,出水COD浓度无明显变化,平均去除率保持在90%以上。C/N比的变化对脱氮过程有较大影响,当C/N比从7∶1降低至3∶1,NH⁺₄-N去除率由89.51%±1.24%增至92.70%±1.08%,NO^-₂-N浓度由(4.84±0.50)mg/L降至0 mg/L,NO^-₃-N浓度由(0.47±0.29)mg/L升至(8.12±0.25)mg/L。C/N比的降低提高了比氨氧化速率、比亚硝酸盐氧化速率和与硝化相关的微生物酶活性,但降低了比耗氧速率、比硝酸盐还原速率、比亚硝酸盐还原速率、脱氢酶活性和与反硝化相关的微生物酶活性。松散型胞外聚合物和紧密型胞外聚合物的多糖含量随C/N比的降低而降低,说明在低COD条件下,多糖能够被微生物利用。微生物群落的丰富度和多样性随C/N比的降低而降低,硝化菌属(Nitrosomonas和Nitrospira)和反硝化菌属(Azoarcus、Comamonas、Hyphomicrobium、Paracoccus、Thauera、Devosia、Pseudomonas和Rhodanobacter)的相对丰度发生改变,从而影响MBBR脱氮性能。     

苏北浅滩营养盐的分布特征与控制因素

本文根据2017年3、5、9月对苏北浅滩海域3个航次的调查数据,分析了调查海域溶解态营养盐的浓度与时空分布特征,并探讨了影响苏北浅滩营养盐分布变化的控制因素及其与浒苔暴发之间的关系。结果表明NO^-₃-N从3月至5月平均浓度略微降低,而9月NO^-₃-N平均浓度又降低至17.5μmol/L;PO₄^3--P、SiO₃^2--Si平均浓度从3月到5月再到9月均先降低后升高。NH⁺₄-N平均浓度从3月的2.38μmol/L上升至5月的7.44μmol/L,整个调查海域浓度较高,尤其是南部海域,9月又下降至1.28μmol/L。5和9月DON平均浓度显著低于3月。苏北浅滩海域NO^-₃-N、PO₄^3--P、SiO₃^2--Si浓度均呈现由近岸向远岸梯度递减的...     

复合碳源对含水层中硝酸盐自净的影响及微生物响应

本文选择典型农田采集地下水及含水层介质样品构建反应体系,添加三种配比的复合碳源(腐殖酸∶蛋白质∶葡萄糖分别为50%∶25%∶25%(C1);70%∶15%∶15%(C2);70%∶20%∶10%(C3))进行培养实验,分析在不同碳源配比下含水层系统中NO^-₃转化的动力学特征,综合微生物多样性和功能预测分析,探究复合碳源对含水层NO^-₃自净影响的微生物响应。研究表明,相对于空白对照组别(CK),复合碳源存在会促进含水层系统中的硝酸盐自净过程,C1、C2和C3的NO^-₃去除率在40 d内分别可达71.71%、52.99%和44.37%,远高于CK的17.01%。NO^-₃消减过程的动力学特征也表明复合碳源中葡萄糖或蛋白质等生物利用性高的碳源占比越大,越有利于NO^-₃消减,其中,蛋白质比例越高,产物中铵态氮含量越高。同时,微生物群落结构和功能预测分析的结果都表明添加复合碳源促进...     

象山港大黄鱼Pseudosciaena crocea网箱养殖区沉积物-水界面营养盐通量研究

2013年5月、8月和11月调查了象山港大黄鱼网箱养殖区及附近沉积物中总有机氮(TON)、总有机碳(TOC)和总磷(TP)含量,并采用实验室模拟法研究了底泥耗氧率(SOCs)和沉积物-水界面营养盐(NH⁺₄、NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄)通量。结果表明:养殖区(YZ)沉积物中的TON和TP含量显著高于距离养殖区50 m(F1)和100 m(F2)的区域(P<0.05)。底泥释放NH⁺₄到上覆水中,但是从上覆水中吸收NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄。沉积物-水界面营养盐通量表现出明显的季节性变化,在8月,NH⁺₄及PO^3-₄的释放量达到最大值。上覆水中NH⁺₄、NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄的质量浓度随着沉积物-水界面营养盐通量的变化而变化。研究表明,象山港大黄鱼养殖活动对养殖区底泥造成了一定污染,且通过影响沉积物-水界面营养盐通量影响上覆水中营养盐分布,最终给整个养殖系统造成生态负担。     

好氧颗粒污泥对污泥碳源的反硝化出水处理效果

为了进一步降解以污泥水解液为碳源的反硝化出水中残留的有机物和含氮化合物,试验采用接种了好氧颗粒污泥的序批式反应器(SBR)对污泥碳源的反硝化出水进行处理。结果表明,系统NH_4~+-N的平均去除率为80.3%,而总无机氮(TIN)和溶解性化学需氧量(SCOD)并未去除,反应器中发生了NO_3~--N和NO_2~--N的积累,蛋白质的平均去除率为9.8%,三维荧光测定结果显示,出水中的酪氨酸类和色氨酸类蛋白物质分别降低6.6%和15.6%;将反硝化出水与污泥水解液混合,NH_4~+-N平均去除率提高到98.3%,TIN和SCOD的平均去除率分别达到69.1%和56.6%,糖类和蛋白质的平均去除率分别为68.61%和64.02%。经过好氧颗粒污泥的处理,反硝化出水中的TIN、糖类和蛋白质含量均有所降低,实现了反硝化出水中有机物和含氮化合物的进一步去除。     

纳米氧化锌和菲对长江口附近海域沉积物反硝化作用及功能菌群落结构的影响

本研究在长江口附近海域采集表层沉积物,采用实验室模拟培养与分子生物学手段相结合的方法,通过测定纳米氧化锌(ZnO NPs)和菲(Phe)胁迫下沉积物中NO^-₃-N和NO^-₂-N浓度和反硝化还原酶活性及反硝化细菌基因丰度和群落多样性变化,目的是比较研究ZnO NPs和Phe对河口区沉积物反硝化作用及功能菌群落结构的影响,并探讨其作用过程和可能的作用机制。结果表明:ZnO NPs和Phe对沉积物硝酸盐还原能力和亚硝酸还原能力均产生抑制作用,浓度越高,抑制作用越强,其中亚硝酸盐还原过程受到2种污染物抑制更强烈,加重了沉积物亚硝酸盐的累积。ZnO NPs对沉积物硝酸盐还原能力、硝酸还原酶活性、narG基因丰度的抑制程度大于Phe,Phe对沉积物亚硝酸盐还原能力、亚硝酸还原酶和nirS基因丰度的抑制程度大于ZnO NPs,表明对反硝化还原酶和反硝化功能基因的抑制是外源污染物胁迫影响反硝化过程的主要机制。ZnO NPs和Phe降低了沉积物反硝化菌群落多样性水平,增加沉积物中Halomonas的优势度,降低了Bacillus的优势度,但Phe对沉积物群落多样性和组成的影响更加明显,说明Phe对长江口海区的生态影响大于ZnO-NPs。     

啤酒厂过滤工段废硅藻土的生物再生及回用的可行性研究

为解决废硅藻土资源浪费问题,并规避热再生及化学再生的缺陷,本文筛选出一株细菌及一株真菌对废硅藻土进行再生处理,并初步探究了两株菌及其混合培养对废硅藻土中蛋白质的去除效果及结构的改善情况。两株菌在培养基中显示了良好的蛋白质去除能力,分别可以降解培养基中83%和88%的蛋白质,使得培养基中NH⁺₄-N的浓度显著增加。在生物处理实验中也表现出优异的再生效果,废硅藻土中的蛋白质降低了54.3%。废硅藻土中被堵塞的孔隙被释放出来,比表面积和孔容都得到了很大的提升,分别由16.50 m²/g和0.077 cm³/g提升到26.21 m²/g和0.139 cm³/g。在回用实验中,再生硅藻土能去除啤酒中67%的蛋白质,且能将为过滤啤酒的浊度由0.73 EBC降低至0.22 EBC,过滤蛋白质的效果和浊度降低效果都接近新硅藻土的过滤效果,远好于废硅藻土的过滤效果。过滤后,啤酒的非生物稳定性得到了提升。与用储存15 d后的废硅藻土过滤啤酒的浊度显著增加相反,用储存15 d后...     

复合潜流-潮汐流人工湿地基质对微污染水体的净化性能研究

为强化组合人工湿地对微污染水体的修复,构建了两级复合潜流-潮汐流组合人工湿地(IVCW-TFCW1)和一个单独运行的潮汐流人工湿地(TFCW2)。连续运行结果表明：在进水中,COD、NH₃-N、TN、TP的平均浓度分别为106.69、9.36、14.36和1.03 mg·L^-1的条件下,IVCW-TFCW1能够有效地净化微污染河水,其对COD、NH₃-N、TN、TP的平均去除率分别为93.79%、98.62%、77.24%、18.16%。其中,IVCW对COD、NH₃-N的去除率达到87.38%和97.29%,二级TFCW1在此基础上进一步净化,使其出水浓度降至6.60和0.13 mg·L^-1,达到了国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅰ类标准。通过对实验结果的比较,发现不同湿地单元对COD、NH₃-N、TN的净化效果均表现为：IVCW-TFCW1>IVCW>TFCW2;对于TP的净化效果：TFCW1>IVCW>IVCW...     

辽河口湿地耐盐石油降解菌作用效果与条件优化研究

采用投加过氧化氢、吐温-80和活性炭纤维等方法对筛选、分离自辽河口湿地石油污染土壤样品的耐盐高效石油降解菌的优化条件进行研究。结果表明,过氧化氢的最佳投加量为150mg/L;吐温-80的最佳投加量为160mg/L;活性炭纤维的最佳投加量为6g/L。3种优化条件下石油降解率均有增加,培养1周后,耐盐菌株在10℃下的石油降解率在40%以上,而在最适温度30℃下的石油降解率达到80%以上。     

活性炭对海水养殖废水处理中动态膜污染的控制过程与作用机制研究

研究了粉末活性炭(Powdered Activated Carbon,PAC)投加对厌氧/好氧-移动床-动态膜组合生物膜反应器(A/O-MB-DMBR)处理海水养殖废水工艺中的膜污染控制过程与作用机制。结果表明:投加PAC使反应器中生物膜胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)的含量下降45.5 mg·g~(-1),最高增长速率降低62.47%;同时PAC还可使悬浮物粒径增大,有效的控制EPS的积累和膜污染。PAC投加前,反应器在运行16 d时膜通量即降到0.4 L·(m~2·h)~(-1),而投加后,运行32 d后膜通量仍保持在9 L·(m~2·h)~(-1),反应器运行周期显著延长。微生物群落分析发现,PAC投加可促进动态膜微生物群落多样性以及物种丰富度,与污泥絮体水解及脱氮相关的拟杆菌门和浮霉菌门相对丰度显著增加,亮发菌属、黄单胞菌属等与EPS产生有关的变形菌丰度显著降低。可见,PAC通过改变反应器生物膜的微生物群落结构、降低EPS含量等过程控制膜污染进程,并最终延长了反应器的运行周期。     

可见光下Li+/CNTS-TiO2光催化剂降解海洋柴油污染的研究

通过溶胶-凝胶法,以CNTS-TiO₂为前驱物制备了Li⁺掺杂CNTS-TiO₂的纳米复合光催化剂(以下均称为Li⁺/CNTS-TiO₂),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对光催化剂进行表征,结果表明制得的催化剂为纳米材料且在TiO₂的基础上增大了比表面积。利用掺杂量为3%的Li⁺掺杂CNTS-TiO₂复合光催化剂(以下均称为3%Li⁺/CNTS-TiO₂)光催化降解海洋柴油污染,在可见光条件下考察了Li⁺掺杂量、煅烧温度、光催化剂投加量、柴油初始质量浓度、光催化反应时间、H₂O₂质量浓度等条件对光催化实验的影响。进行正交实验,确定最优化工艺条件为:Li⁺掺杂量为3%,光催化剂的煅烧温度为600 ℃,3%Li⁺/CNTS-TiO₂的投加量为0.1 g/L,降解柴油初始质量浓度为0.4 g/L,光催化反应时间为3 h,H₂O₂质量浓度为0.6 g/L,降解率可以达到95%以上。同时对此光催化剂进行应用试验,试验结果表明光催化剂去除效果优异,去除率可达91.87%。     

亚洲沙尘中铁、铜对黄海近海表层优势浮游细菌丰度影响的模拟研究

本文于2021年夏季在黄海近岸采集表层海水进行室内培养实验。通过添加不同浓度铁、铜以及沙尘来研究沙尘中铁、铜对海洋表层优势浮游细菌丰度的影响。结果表明,在近海富营养区,铁的添加在培养前期可短暂促进优势细菌丰度的增加(为对照组的1.33～6.58倍),其中低浓度铁的促进作用最显著(P<0.05),主要是通过影响优势细菌对溶解无机氮(Dissolved Inorganic Nitrogen, DIN)、溶解态有机物(Dissolved Organic Matter, DOM)和Fe的吸收利用以及对Cu的释放,进而促进细菌生长。铜的添加能在培养后期抑制优势细菌的丰度,其细菌丰度与对照组相比下降2%～53%,高浓度铜对细菌的抑制作用强于低浓度铜,主要通过影响细菌对溶解态有机氮(Dissolved Organic Nitrogen, DON)和Cu的吸收利用以及对NO^-₂+NO^-₃、溶解态有机碳(Dissolved Organic Carbon, DOC)和Fe的释放速率,进而影响其生长。沙尘添加对黄海...     

纳米SnO2光催化剂的制备及其在养殖废水处理中的应用

以五水合四氯化锡为原料,采用化学沉淀法制备了纳米SnO₂光催化剂,采用电子显微镜和X光衍射仪对粉体的粒径、物象和形貌等进行了表征,对比分析了自制纳米SnO₂对于养殖废水中氨氮的光催化降解情况。研究结果表明催化剂投加量、废水中氨氮初始质量浓度、溶液pH值和H₂O₂质量浓度均是影响氨氮催化氧化去除效果的重要因素。通过正交实验确定了SnO₂光催化剂氧化的优化反应条件:SnO₂投加量为1.2 g/L,氨氮初始质量浓度为40 mg/L,pH值为8.0,H₂O₂质量浓度为1.0 g/L,催化时间为2 h时,去除率可达72%。     

镀镍多壁碳纳米管对序批式反应器性能及其微生物群落的影响

本文研究了长期暴露条件下镀镍多壁碳纳米管(MWCNTs-Ni)对序批式反应器(SBR)性能、微生物酶活性和微生物群落的影响。研究结果表明,10 mg/L MWCNTs-Ni的长期暴露未对SBR去除有机物产生影响,而NH_4~+-N的去除率由(99.10±0.60)%明显降至(39.04±1.61)%。与进水中未加入MWCNTs-Ni时的第32天相比,活性污泥比耗氧速率(SOUR)和脱氢酶(DHA)活性在第148天时分别降低了17.43%和24.32%;而脱氮速率和与脱氮相关的微生物酶活性均降低了60%以上,从而导致SBR对氮的去除效果明显降低。MWCNTs-Ni的长期暴露导致活性污泥活性氧(ROS)产生量和乳酸脱氢酶(LDH)释放量在第148天时分别增加了67.23%和65.33%,表明MWCNTs-Ni的长期暴露能够诱导活性污泥中微生物产生氧化应激和细胞膜损伤。高通量测序结果表明,长期暴露于10 mg/L的MWCNTs-Ni条件下,活性污泥中与硝化过程相关菌属(Nitrosomonas、Nitrosospir、Nitrospira)和与反硝化过程相关菌属(Dokdonella、Dechloromonas、Steroidobacter、Devosia、Thermomonas)的相对丰度明显降低,进而影响到SBR对氮的去除。该研究结果可为评价MWCNTsNi对污水生物处理系统的潜在影响提供一定的理论基础和技术依据。     

羧乙基壳聚糖蒙脱石吸附养殖水体中Cu2+的应用

为了寻求性能良好、环保吸附剂,用于去除养殖水体中重金属Cu~(2+),作者利用蒙脱石负载羧乙基壳聚糖制备成复合吸附剂,并利用IR、SEM、XRD等手段分析其表面性能,将其用于处理Cu~(2+)溶液,考察了环境因子对其吸附性能的影响,并从吸附动力学和吸附热力学角度分析吸附剂对Cu~(2+)的吸附机理,最后考察其再生利用效果。结果表明:羧乙基壳聚糖成功进入到蒙脱石层间;在羧乙基壳聚糖与蒙脱石质量比为1︰25、40℃恒温水浴搅拌60min、pH=6.0、最佳投加量为4.0g/L、处理浓度不超过30 mg/L Cu~(2+)溶液时,复合吸附剂对Cu~(2+)去除率可以达到96.23%,将其用于淡水养殖鱼塘水体中, Cu~(2+)去除后可达到《渔业水质标准》规定;吸附剂对Cu~(2+)吸附热力学实验结果表明,符合Langmuir模型,反应过程为自发、吸热反应;吸附动力学结果表明该吸附符合准二级动力学方程,反应属于化学吸附;再生实验中NaOH的再生效果优于HCl。     

EM对SBR工艺处理生活污水的强化作用

生物强化技术对于改善现有污水处理工艺的效果具有重要作用 。实验研究以生活污水中添加有效微生物群(EM)和单以生活污水两种方式培养活性污泥,然 后分别将其引入SBR反应器,以考察EM对SBR工艺处理生活污水的强化作用。结果表明,在正 常生活污水浓度和最优工艺条件(污水pH6～8,曝气2h,静置沉淀0.5h)下,EM-SBR反应器对 污水CODcr、NH+4-N的平均去除率分别比普通SBR工艺高19.08%和23.17%;且具有较好 的稳定性。此外,EM强化的SBR工艺还具有极强的抗冲击负荷能力,当进水CODcr为2738mg．L-1时,处理3h后,出水CODcr即可达到《污水综合排放标准》的要求,去除率高于96 %,而普通SBR工艺即使处理6h也不能达标。     

珠江口伶仃洋海域营养盐的历史变化及影响因素研究

根据2006年丰水期和枯水期对珠江口伶仃洋海域的调查资料,分析了该海域营养盐的现状,发现丰水期NO₃-N和SiO₃-Si含量呈自口门向外逐渐降低的变化,NO₂-N和PO₄-P高值区则集中在深圳附近海域,枯水期各项营养盐均呈自口门向外逐渐降低的变化。结合1990年、1998年、2001年3个年份的资料,分析了珠江口邻近海域5项营养盐(SiO₃-Si,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P)近20 a来的变化规律,并对其影响因素进行了探讨和分析。结果发现,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P含量呈现显著上升趋势,DIN/DIP呈下降趋势。NO₃-N和SiO₃-Si含量丰水期显著高于枯水期,NO₂-N和PO₄-P则相反,径流携带作用是NO₃-N和SiO₃-Si的主要来源,而径流对NO₂-N和PO₄-P则起稀释作用。另外农业施肥的影响、围填海造成的海域面积缩小以及网箱养殖业饵料的不合理投放亦是造成珠江口伶仃洋海域DIN,DIP含量上升的因素。     

利用混凝沉淀法处理喷粉工艺中的磷化废水

进行了用混凝沉淀法处理喷粉工艺中磷化废水的试验研究。结果表明,在原水中SS为90-400mg/L,COD为150-400mg/L。在水温15℃、pH为9.0-10.0、搅拌时间为3-5min、PAM投加量为5mg/L/CaCl2投加量为200mg/L的条件下,SS和COD的最大去除率可分别达到90%和75%。