不同水位垂直流人工湿地中植物及微生物特征

利用4个连续进水的垂直流人工湿地,比较分析水位对污染物去除效果的影响,研究湿地中植物对氮磷去除的贡献,阐析湿地中脱氮功能菌数量的演变规律。3个湿地栽种黄花鸢尾,水位分别控制在19、51和84cm,另一个湿地不栽种植物,水位为51cm。结果表明,水位对氮和有机物的去除有显著影响(p<0.05),栽种植物的湿地中,51cm水位时总氮去除率(67.4%～79.2%)最高,19cm水位时氨氮(85.3%～93.0%)和COD(81.8%～92.9%)去除效果最好。试验中黄花鸢尾均生长良好,植物吸收对总氮(Total nitrogen,简称TN)和总磷(Total phosphorus,简称TP)去除的贡献分别为19.2%～27.3%和14.7%～19.2%;植物地上部分发挥更重要作用,其TN和TP含量及对TN和TP的吸收量均高于地下部分。湿地表层基质中3种脱氮功能菌数量均随运行时间的增加而显著提高,亚硝化细菌和硝化细菌数量分别为10~4～10~6和10~5～10~7 MPN/g,随水位升高而减少;反硝化细菌数量为10~3～10~6 MPN/g,随水位升高而增加。     

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...     

活性污泥微生物对苯胺废水的降解研究

利用序批式反应器(SBR)对活性污泥进行培养和驯化,分别取未经驯化和经盐驯化后的活性污泥,通过批量实验研究了两种污泥中微生物对苯胺的降解效果。SBR运行结果表明,活性污泥经过驯化适应了10gNaCl/L后,取得较高的COD、NH_4~+-N和TN的去除率,分别为86.5%、97.6%和96.4%。批量实验结果表明,苯胺降解速率随初始苯胺浓度的升高逐渐增加,且苯胺降解速率在未驯化污泥无盐条件下高于盐驯化污泥加盐条件,分别为2.63~21.31和2.06~12.08mg/(gVSS×h);未投加苯胺时,COD和NH_4~+-N的降解速率是投加苯胺时的5.2~19.3和2.5~4.2倍,且未驯化污泥无盐条件下COD和NH_4~+-N的降解速率是盐驯化污泥加盐条件的2.4和1.5倍;投加苯胺后,COD的降解速率随苯胺浓度的升高逐渐增加;实验结束时,未驯化污泥无盐条件下只存在NO-3-N,而盐驯化污泥加盐条件下同时存在NO-2-N和NO-3-N。     

背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对池塘底泥释放营养盐的净化效果

为了阐释鱼、蚌生态混养的可行性,通过建立微型生态系统,探索不同养殖密度和处理时间的背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对池塘底泥释放营养盐的净化效果。结果表明:背角无齿蚌对pH、DO和总固溶物的影响总体不明显,但能够显著降低浊度和Chl-a含量(P0.05),最大去除率分别为79.2%和83.4%;背角无齿蚌对营养盐的净化效果受到处理时间、养殖密度的显著影响(P0.05);TN、NO_3~–-N和NO_2~–-N呈现升高的趋势,而能够显著降低NH_4~+-N、TP和PO_4~(3–)的含量(P0.05),最大去除率分别为90.9%、55.6%和52.9%。响应面优化分析显示蚌养殖密度和处理时间的配比分别为27个/m~3和22.63 d、25个/m~3和23.69 d时,对TP和PO_4~(3–)的去除率可进一步提升至68.9%和58.1%。本研究表明背角无齿蚌有潜力用于养殖池塘底泥富营养化的防控。     

菹草和螺蛳对养殖池塘水体及底泥氮、磷等净化效果研究

通过将螺蛳与3个不同覆盖面积的菹草(10%、20%、30%)组合,研究了沉水植物菹草和底栖动物螺蛳构建的净化体系对养殖池塘水体及底泥间隙水氮、磷等污染物的净化效果。结果表明:螺蛳对养殖池塘水体及底泥具有一定的净化效果,菹草和螺蛳协同作用对养殖池塘水体及底泥氮磷等污染物的去除效果优于螺蛳单独作用;不同覆盖面积的菹草和螺蛳组合作用对养殖池塘水体及底泥总氮(TN)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、亚硝态氮(NO_2~--N)等的去除效果不同,覆盖面积30%的菹草和螺蛳组合对可大幅降低养殖池塘水体中TN、TP、NH_4~+-N以及NO_2~--N浓度。     

两株低温益生菌的包埋法固定化技术初步研究

本研究以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为包埋载体,并添加沸石粉、碳源,对2株分离自刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘的有机物降解菌(菌株编号分别为CD、DB11)的包埋法固定化技术进行了初步研究,并比较了固定化后有机物降解菌及不同形式细菌制剂对主要水质参数的降解效果。结果表明,固定化小球在添加碳源后能显著提高菌体对COD、NH_4~+-N和NO_2~--N的降解率(P0.05)。在本研究条件下,可溶性淀粉、细菌数量和沸石粉比例分别为12.5%、10~9cfu/g、1.5%时,固定化菌株CD对氨氮的降解率最高。与游离复合菌体相比,固定化复合菌对COD、NH_4~+-N和NO_2~--N的降解率分别达到了62.4%、65.5%、62.2%,降解率则分别提高了17.5%、13.0%和12.8%。向养殖废水中添加沸石粉吸附的菌剂后,对COD、NH_4~+-N、NO_2~--N的降解率分别提高了11.03%、8.89%、17.5%,添加固定化微生物小球菌剂后,对COD、NH_4~+-N、NO_2~--N的降解率分别提高了14.92%、18.54%和16.53%。因此,以PVA、SA作为载体添加沸石粉和碳源对菌体进行包埋的技术在刺参池塘养殖的水质和底质环境修复实践中可能具有较大的应用价值。     

竹叶草浮床对采矿塌陷区养殖池塘水质修复效果的研究

通过在采矿塌陷形成的养殖池塘放置覆盖率分别为10%、20%、30%的竹叶草,研究了竹叶草对采矿塌陷养殖水域的水质修复作用。结果表明,放置了竹叶草浮床的池塘中总氮(TN)和总磷(TP)含量显著低于未放置竹叶草的对照组池塘,且浮床覆盖率越大,对水体中TN、TP、氨氮(NH_4~+-N)、亚硝氮(NO_2~--N)、COD净化效果越好。本研究表明,利用竹叶草浮床可有效去除采矿塌陷水体N、P等营养物质,并且竹叶草覆盖率为30%的效果更明显。     

一株麦氏交替单胞菌的异养硝化-好氧反硝化特性研究

本文研究了以硫酸铵、亚硝酸钠和硝酸钾为氮源时异养硝化-好氧反硝化菌Alteromonas macleodii 8D的脱氮特性。研究表明,当分别以硫酸铵、亚硝酸钠和硝酸钾为唯一氮源时,培养48h,菌株对氨氮(NH_4~+-N)、亚硝态氮(NO_2~--N)和硝态氮(NO_3~--N)的去除率分别为58.64%、67.41%和50.28%。NH_4~+-N去除过程中并未检测到明显的NO_2~--N和NO_3~--N的积累,然而在NO_2~--N和NO_3~--N去除过程中却明显检测到了NH_4~+-N的积累。NH_4~+-N和NO_2~--N共存时,NO_2~--N抑制了菌株对NH_4~+-N的去除,而NH_4~+-N则将NO_2~--N去除效率提高了22.95%。NH_4~+-N和NO_3~--N共存时,NO_3~--N将NH_4~+-N去除效率提高了12.46%,而NH_4~+-N对NO_3~--N去除无显著影响。NO_2~--N和NO_3~--N共存时,将NO_2~--N和NO_3~--N的去除效率提高了29.19%和15.48%。NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N共存时,将3种无机氮的去除效率提高了38.57%、27.17%和42.56%。研究结果显示,3种无机氮共存时菌株Alteromonas macleodii 8D有最好的除氮表现,作为除氮的理想菌株,该菌株可用于实际养殖水体无机氮的去除。     

气水比对移动床生物滤器净化海水养殖废水的影响

生物滤器是海水养殖废水净化的核心处理单元,而气水比是影响移动床生物滤器处理效率的关键因素。本实验采用挂膜成熟的移动床生物滤器和人工模拟海水养殖废水,研究了不同气水比(6︰1、10︰1、15︰1、20︰1、30︰1)对移动床生物滤器处理海水养殖废水效能的影响。结果表明:随着气水比的增大,氨态氮(TAN)去除率呈现出先降低后增加的趋势,亚硝酸盐(NO_2~–-N)的积累率呈现出先增加后降低的趋势,化学需氧量(COD)去除率呈现降低的趋势。气水比为6︰1时TAN和COD平均去除率最大(TAN 12.55%±0.80%,COD 16.63%±1.28%),NO_2~–-N平均积累率相对较小(109.71%±23.94%),且出水水质稳定,波动最小,对水质的净化效果明显好于其他的气水比条件,因此气水比6︰1是实验条件下的最佳气水比,可为实际生产应用提供理论参考。     

海水人工湿地系统脱氮效果与基质酶活性的相关性

利用海水人工湿地系统处理海水养殖外排水,分析了人工湿地对不同形态氮的净化效果,探讨了人工湿地表层基质酶活性变化及其对系统脱氮效果的影响。选取互花米草作为人工湿地植物,煤渣、珊瑚石和细砂作为人工湿地基质,实验期间连续进水,系统运行稳定。研究结果表明:海水人工湿地系统对氨氮(NH4-N)、亚硝态氮(NO2-N)、硝态氮(NO3-N)、总氮(TN)和可溶性有机氮(DON)去除效果显著,去除率分别为(99.6±0.7)%、(99.9±0.0)%、(98.2±2.0)%、(92.6±1.5)%和(86.1±4.8)%。人工湿地表层基质下行池脱氢酶、硝酸还原酶和脲酶的酶活性均高于上行池,下行池对污染物的去除效果更好。脱氢酶活性与海水人工湿地系统氨氮的去除有关;硝酸还原酶活性影响着海水人工湿地硝态氮的去除;脲酶活性与人工湿地总氮和硝态氮的去除存在明显相关趋势。下行池硝酸还原酶和脲酶的酶活性间具有显著相关性(r=0.76, P0.05)。人工湿地微生物种类丰富,下行池微生物多样性高于上行池,植物根部微生物多样性最高,提高了系统脱氮的效率。上述研究结果将有助于阐明海水人工湿地系统中不同形态氮的迁移转化机理。     

一株低温降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

从刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘环境中驯化分离筛选到1株低温有机物和氨氮降解菌株DB11。根据其形态特征、生理生化特性以及16S rDNA序列分析,将该菌株鉴定为马氏副球菌(Paracoccus marcusii)。经驯化,该菌株以刺参饵料为唯一营养源,低温(15℃)、低接种量(<5×10-3)条件下能同时高效降解饵料中的有机物和氨态氮,5 d时间内对富集培养基中COD和NH4+-N的降解率分别达50%和98%。进一步研究其降解特性表明,菌株生长适温15~30℃,生长适宜pH值为7~10,降解刺参饵料中COD和NH4+-N的最适温度条件为15~20℃、最适pH条件为8.0~8.5;在最适降解条件下、接种量为5×10-3时,对10~20 g/L高质量浓度的刺参饵料液中COD降解效果显著,3 d时间去除率达56.9%~65.7%,对1~20 g/L质量浓度的刺参饵料液中NH4+-N 3 d时间的去除率达91.7%~99.9%。     

池塘养殖节水循环系统及其节水效果的研究

主要研究了池塘养殖节水循环系统一、二、三级湿地净化池和排水渠的水质净化效果,养殖池塘设置植物漂浮带和应用复合微生态制剂对池塘养殖水体的水质进行净化.结果表明:池塘养殖节水循环系统能显著降低水体COD、TN、TP、NH4+ -N,提高水体DO以及水体透明度,池塘节水率达30.96％,表明该循环系统净化水质效果显著.三级净...     

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。     

水花生投放密度对富营养化湖水净化效果影响的试验研究

为了研究水花生在不同投放密度下净化富营养化湖水的效果,在太湖梅梁湾进行了多种密度水花生放养试验。结果表明:夏季高温条件下,低屏密度时水花生去除水体中总氮(TN)、总磷(TP)及悬浮物(SS)的效果较明显,水花生初始投放密度为2 kg/m2和4 kg/m2时,TN最大去除率分别为26.4%和38.4%;TP最大去除率分别为45.3%和32.9%;SS最大去除率分别为44.5%和81.4%。而在初始投放密度为6 kg/m2和8 kg/m2的条件下,植株自屏效应使得水花生生物量增长率低,水体净化效果不明显,易产生二次污染。因此,夏季利用水花生进行水体生态修复时,需要控制合理的初始投放密度(以2~4 kg/m2为宜),并定期收割以控制其植株密度(低于6 kg/m2)。     

芦苇湿地酶活性动态变化及其与净化功能相关性

以黄河三角洲某湿地处理系统为例,测定了造纸废水灌溉芦苇湿地过程中酶活性动态变化及其与废水污染物去除率、基质微生物的相关性.结果表明:脱氢酶、纤维素酶和蔗糖酶活性与废水COD去除率、脲酶和碱性磷酸酶活性分别与废水TN,TP去除率呈显著正相关(r>0.8);湿地酶活性在土壤中的垂直分布为上层>中层>下层,其中磷酸酶和脱氢酶层间差异最大.湿地酶活性及微生物数量受季节影响明显,在8,9月最高;废水灌溉后湿地酶活性、MBC/TOC、基质呼吸强度等大幅提高,盐碱生态系统得到改良;经综合评价,确定恒定流运行模式(w1)为推荐造纸废水灌溉工艺.     

泉州湾溶解无机氮的含量分布组成及其与环境因子的关系

分析了泉州湾溶解无机氮(DIN)春季的含量分布、组成、潮周期及其与环境因子的关系.根据高值区判断洛阳江口以县区农田养殖输入硝酸氮(NO_3~--N)为主,而晋江口以市区生活污水输入氨氮(NH_4~+-N)为主,DIN含量的平面分布受NO_3~--N与NH_4~+-N共同控制.DIN的平均组成为NO_3~--N最高,NH_4~+-N其次,NO_2~--N远低于二者,NH_4~+-N平均占比达35%左右,DIN的组成未达到热力学平衡.根据DIN含量与溶解氧(DO)及化学需氧量(COD)的相关性分析,推测三氮转换不仅受到氧化还原过程的影响,还受更为复杂的来源、人类活动及生物过程等的影响;根据DIN含量与盐度的关系,NO_3~--N及NO2--N均呈现保守行为,NH_4~+-N淡水端有一定的增加现象,DIN含量与盐度的关系受NO_3~--N和NH_4~+-N共同控制;DIN含量还受到悬浮物含量、温度、盐度及p H值等环境因子的控制,结合DIN含量与叶绿素a的相关性及分布情况,可推测春季DIN主要来源不是浮游植物分解.不同站位DIN含量的潮期变化相似,基本上都表现为涨潮冲淡作用下含量降低而落潮后回升.除此之外,泉州湾DIN含量的年际增长及超标均比较严重,需要采取相应的治理措施.     

一株新型异养硝化-好氧反硝化菌GJWA3的脱氮性能及定量检测

从水产养殖水体中分离出一株具有异养硝化-好氧反硝化能力的菌株Halomonas sp. GJWA3,该菌株在单一氮源条件下(10 mg·L~(-1))对NH~+_4-N、NO~-_2-N和NO~-_3-N的48 h去除率分别为96.44%、99.42%和78.27%,氮平衡分析结果表明该菌株能够去除水体中大部分无机氮。该菌株在pH为7.0～8.5、温度为25～35℃、C/N为10～20、盐度为24～40条件下表现出优良的NH~+_4-N、NO~-_2-N去除能力。通过酶联免疫吸附测定法建立菌株GJWA3的定量方法,定量范围为1×10~4～1×10~8 CFU·mL~(-1),线性相关性为R~2=0.957 2,通过此方法检测到该菌株在实际养殖水和废水中均能保持较高丰度,同时其48 h对TN的去除率分别为49.01%和62.48%。安全性实验表明,该菌株无溶血作用,且对凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)有较高的生物安全性。研究结果表明,菌株GJWA3具有优异的脱氮能力、良好的水产养殖环境适应性和应用安全性,可在养殖水处理领域进行实际应用。     

刚毛藻对静态模拟刺参养殖池塘上覆水营养盐含量的影响

利用室内装置模拟的刺参养殖池塘上覆水,在温度为25℃,光照为(4000±200)lx条件下静态培养刚毛藻48 h,定时测定上覆水中总氮(TN)、氨态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~–-N)、亚硝态氮(NO_2~–-N)、总磷(TP)、活性磷(PO_4~(3–)-P)等营养盐含量,分析了氮磷营养盐含量的动态变化规律,探讨了刚毛藻生物量对沉积物-水界面营养盐含量变化的影响。结果表明,刚毛藻生物量对各营养盐含量的影响存在显著性差异(P0.05)。随着培养时间延长,上覆水中营养盐含量均呈现先增大后减小的趋势。上覆水中各营养盐含量在培养6～24 h时分别达到最大值,其中当刚毛藻生物量为0.5～4.5 g/L时,TN、NO_3~–-N、NO_2~–-N、NH_4~+-N、TP、PO_4~(3–)-P含量达到最大值。继续培养,上覆水中各营养盐的含量逐渐减小,其中生物量为8.5 g/L时刚毛藻对NO_3~–-N、NO_2~–-N的吸收效果最好;生物量为0.5 g/L时刚毛藻对NH_4~+-N、PO_4~(3–)-P吸收效果最好。因此,高生物量(8.5 g/L)刚毛藻可降低上覆水中NO_3~–-N、NO_2~–-N含量,但低生物量(0.5 g/L)刚毛藻能有效吸收上覆水中的NH_4~+-N、PO_4~(3–)-P。     

盐度对上流式厌氧污泥反应器脱氮性能的影响

采用模拟废水研究了1.5%盐度对厌氧反硝化上流式厌氧污泥反应器(DN-UASB)脱氮效能及工艺稳定性的影响。实验结果表明,当进水NO~-_3-N浓度为1 000 mg/L,C/N为4.5时,1.5%盐度下DN-UASB反应器最高氮去除速率(NRR)可达35.52 kg/(m~3·d),最高COD去除速率(CRR)可达127.8 kg/(m~3·d),高于无盐下DN-UASB反应器最高NRR与CRR(分别为28.61和94.5 kg/(m~3·d))。1.5%盐度可提高DN-UASB脱氮效能,且无明显NO~-_2-N积累。1.5%盐度、无盐条件下DN-UASB反应器C/N均随氮容积负荷(NLR)提升而降低,高负荷工况下1.5%盐度环境下C/N降幅达21.4%,高于无盐环境下的C/N降幅(4.7%)。1.5%盐度、无盐环境下,高负荷工况出水TN、COD浓度均较常负荷工况呈现明显波动。1.5%盐度可减缓出水水质波动,使出水水质更稳定,出水TN的变异系数比和极差系数比较无盐条件分别降低40.1%与32.8%,出水COD的变异系数比和极差系数比较无盐条件分别降低58.7%与44.3%,更有利于反应器稳定运行。     

基于氮、磷收支的人工湿地-池塘循环水养殖系统净化效果评价

池塘循环水养殖与人工湿地相组合,是将养殖生产与净化养殖废水并举的新思路,研究该组合系统中氮、磷物质的源-汇作用,对系统工艺参数的设置具有指导意义。本文研究了在复合垂直潜流人工湿地-池塘循环水养殖系统中氮、磷生源要素的流向与收支,并通过氮、磷收支评价人工湿地对池塘尾水净化效果。研究表明:在5个月的试验周期内,饲料投入是该养殖系统氮、磷收入最主要的途径,分别占总收入的65.61%和81.44%,其次是水体中带入的氮、磷。在试验初期,由于养殖生物与湿地植物的生物量较小,因此其对系统的氮、磷收入部分贡献较小。沉积物蓄积是氮、磷最主要的支出途径,占总支出氮、磷的比例为28.60%和42.23%;其次为养殖生物的收获,占总支出氮、磷的26.05%和30.77%;人工湿地植物与基质蓄积的氮、磷占总支出的15.81%和16.11%;通过池塘底泥渗漏损失的氮、磷较少。人工湿地对氨氮、总氮、总磷的去除率分别为33.72%~66.32%、36.35%~72.40%、44.69%~57.32%,且氨氮与总氮的去除率受温度影响显著。研究结果表明:人工湿地对池塘尾水有显著的净化效果,可通过植物收割、基质移除等方式去除系统内未被有效利用的氮、磷,减少池塘内源性氮、磷的蓄积。人工湿地-池塘循环水养殖模式具有良好的生态效益,是一种绿色、可持续的养殖模式。