分级式除磷脱氮工艺探讨

综合考虑生物除磷与脱氮对环境条件的要求,提出了分级式除磷脱氮的工艺模式,旨在将聚磷菌与硝化菌分别控制在两级反应器中优势生长,以解决硝化菌与其他细菌混合生长系统在除磷与脱氮过程中存在的矛盾关系,达到优化除磷脱氮目的.探讨了分级式除磷脱氮的工艺流程、优化除磷脱氮的可行性及研究要点.     

三种人工湿地脱氮除磷效果比较研究

对沸石潜流湿地、砾石潜流湿地和自由表面流人工湿地脱氮除磷性能进行了中试对比试验研究,结果表明在相同进水水质和水力停留时间为1 d的运行条件下,沸石潜流湿地脱氮效果最佳,总氮去除率接近60%;砾石潜流湿地除磷效果最佳,总磷去除率可达70%;自由表面流人工湿地脱氮除磷效果介于沸石和砾石潜流湿地之间.探讨了三种人工湿地脱氮除磷机理方面的差别,并对其进行了经济性、运行方式等方面的比较.     

土壤包气带强化反应层脱氮的控制因素与性能研究

包气带作为防止地下水硝酸盐污染的天然屏障,其反硝化效果通常受到碳源的限制。针对地下水硝酸盐污染防治技术现状,本文采用Ca(OH)₂处理的玉米芯作为反硝化的碳源材料,构建包气带强化反应层,用响应曲面法研究硝酸盐浓度、含水量和温度的交互作用对脱氮性能影响,并用硝态氮去除率、亚硝态氮累积、pH值变化以及溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)淋失通量综合评价脱氮性能,最后采用高通量测序揭示脱氮层中微生物变化。研究结果表明:温度、含水量以及温度和含水量交互作用对硝态氮去除率影响显著,其中温度是反硝化过程中最关键的因素;系统运行74天后,硝态氮去除率达到50%,亚硝态氮累积量(以N计)大多低于3 mg/L,pH值维持在7.0左右,DOC淋失通量(以C计)介于0.10.2 mg/(cm²·d);高通量测序发现,脱氮层中微生物的丰富度降低,而与反硝化和碳分解有关的微生物相对丰度提高,在碳源的刺激下微生物向有利于脱氮的方向演变。     

新型SBR工艺处理生活废水的研究

新型SBR工艺是在传统SBR反应器中加一隔板,将反应器从空间上分成上下两个区域,上面是好氧区,下面为缺氧厌氧区。实验通过水力停留时间和上下区域体积比对脱氮除磷效果影响的研究,确定该工艺的最佳运行工况和反应器内挡板位置;同时与传统SBR工艺进行对比实验研究。结果表明,进水60 m in,曝气240 m in,沉淀30 m in,排水15 m in,闲置15 m in;上下区域体积比为1∶1时脱氮除磷效果最佳,TN和TP去除率达到88.7%和78.4%,其效果均好于传统SBR工艺。     

氮、氧同位素在地下水硝酸盐污染研究中的应用

硝酸盐是地下水中难以去除的稳定污染物之一,是地下水氮(N)污染的主要形式.不同氮来源的硝酸盐氮、氧(O)同位素组成不同,可利用N、O同位素并结合其他同位素技术示踪硝酸盐污染源,识别反硝化过程,对于有效控制污染源和评估地下水对硝酸盐污染的恢复自净能力有重要意义.本文介绍了N、O同位素技术在地下水硝酸盐污染源追踪和反硝化过程的识别方面的原理和应用以及目前发展状况.     

脱氮硫杆菌同步脱硫反硝化技术的关键因素研究

利用脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)在厌氧条件具有的脱硫反硝化生理特性,提出同步脱硫反硝化技术的思路,推导出脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)氧化硫化物为单质硫的化学计量式,并通过间歇试验考察同步脱硫反硝化技术的关键因素。试验结果表明,硫氮比(S~(2-)/NO_3~-比值)和硫化物浓度是同步脱硫反硝化技术的关键因素,两者分别控制在5/3和低于300mg/L的水平可以获得较好的脱硫和反硝化效果,在此条件下,单质硫转化率最高达94％,且随着硫氮比的降低而升高。     

脱氮硫杆菌同步脱硫反硝化技术的关键因素研究

利用脱氮硫杆菌（Thiobaci l lusdeni tri f ica ns）在厌氧条件具有的脱硫反硝化生理特性，提出同步脱硫反硝化技术的思路，推导出脱氮硫杆菌（Thiobaci l lusdenitrificans）氧化硫化物为单质硫的化学计量式，并通过间歇试验考察同步脱硫反硝化技术的关键因素。试验结果表明，硫氮比（S 2－／NO－3比值）和硫化物浓度是同步脱硫反硝化技术的关键因素，两者分别控制在 5／3和低于 300m g／L的水平可以获得较好的脱硫和反硝化效果，在此条件下，单质硫转化率最高达94％，且随着硫氮比的降低而升高。     

褐铁矿与石英砂作为反硝化生物滤池填料的比较

近年来铁氧化物在废水处理及其他环境污染控制领域中的应用得到了广泛关注。本文研究了石英砂和褐铁矿作为填料时的反硝化生物滤池的启动以及在不同水力停留时间下的反硝化脱氮性能。结果表明,褐铁矿为填料的反硝化生物滤池更容易启动并达到稳定状态。维持反硝化生物滤池的运行条件在p H 7.50±0.15和温度22±3℃,进水中的化学需氧量浓度和NO3--N浓度分别为400 mg/L和100 mg/L,当水力停留时间为4 h时,两个反应器中NO3--N的去除率均在99%以上;当HRT缩短为1 h时,以褐铁矿为填料的生物滤池中NO3--N的去除率依然保持在98%以上,而以石英砂为填料的生物滤池中NO3--N的去除率仅为83.25%,并且出水中检测到NO2--N,其最大浓度为0.9 mg/L。实验结果表明褐铁矿是一种良好的反硝化生物滤池填料。     

氮污染含水层治理技术综述

本文通过对“三氯”（NO3^-,NO2^-,NH4^ )的迁移转化机理研究，指出反硝化作用是地下水中除氮的主要过程，并分析了影响反硝化作用的主要因素，进一步推导出地下水系统中硝化与反硝化作用的数学模型，去除含水层中的氮是当今国内外重点研究的现场净化技术之一，文中介绍了双井系统、多井系统、Nitredox法、综合系统法及麦杆生物反应器法的基本原理、应用条件、处理效果等，各种方法均可使受氮污染的含水层得以再生。     

硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程记录的海洋氮循环研究进展

海洋生态系统中的氮素生物地球化学循环主要是由微生物的代谢过程来驱动的,包括氮固定、氮同化、硝化以及反硝化和厌氧氨氧化过程,这些过程都伴随着不同程度的氮氧同位素的分馏,直接影响着海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素组成.因此,通过检测海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素信号,就可以捕捉到海洋中发生的具体氮素循环过程.细菌反硝化法是这一研究最有力的手段,通过细菌的作用把硝酸盐中记录的氮氧稳定同位素信号转化到N2O中,再通过痕量N2O的同位素质谱测定和分析,准确地反映海洋中发生的氮素转化过程.硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程为深入理解海洋氮循环提供了一个重要的工具,有力推动了海洋氮素生物地球化学的研究,在近10年来取得了重要进展.     

生物滞留系统去除地表径流中的氮素研究评述

总结了近年来国内外应用生物滞留系统脱除降雨径流氮素的研究现状,从生物滞留系统脱氮效能、脱氮影响因素和脱氮机制3个方面论述了国内外主要研究进展和理论成果。提出了生物滞留系统脱氮的研究建议:加强生物滞留系统内氮素迁移转化驱动机制研究;推动生物滞留系统"宏观生境-运行效能-微生态系统"耦合响应体系研究;开展生物滞留系统功能植物关键分子生物学特征研究。     

大气环境氮同位素示踪及生物监测

大气中氮的转化、迁移和沉降等大气过程与地表氮的生物地球化学循环密切相关。氮同位素对大气氮源和氮的大气化学过程的定量研究已引起广泛关注。本文对大气不同氮源的同位素特征、氮在大气过程中的同位素分馏机制以及如何定量化大气氮过程的方法进行了简要阐述,并介绍了苔藓氮同位素作为一种新的研究手段在示踪大气氮源和大气氮过程等方面取得的新进展。对国内开展的有关大气氮同位素以及苔藓氮同位素方面的工作进行了重点介绍。     

"三氮"在黄土非饱和带迁移转化原位试验及数值模拟

通过黄土氮肥淋滤原位试验,对"三氮"(NH4 、NO2-、NO3-)在黄土包气带迁移转化过程进行了深入研究和数值模拟.试验结果表明,硝态氮(NO2-和NO3-)在黄土中迁移性较强,可到达地下水面.由于NO2-的毒性,它在土壤和地下水的累积具有巨大的潜在危险性.因此在研究和模拟"三氮"转化过程中,不能把NO2-仅仅看作是"三氮"转化过程的一个中间过程而忽略它在地下环境中的累积效应.模型识别验证结果表明,"三氮"模拟值与实测值吻合程度较好,可以对"三氮"在包气带中迁移转化和积累过程进行模拟和预测.     

表面活性剂强化的DNAPLs污染含水层修复过程的数值模拟

根据含水层中水、表面活性剂和DNAPLs的运移规律和相互作用机理, 建立三维多相流数值模拟模型, 用以模拟表面活性剂强化的DNAPLs污染含水层的修复过程.将所建立的模型应用于一个被PCE污染的非均质含水层中, 并分别对污染物的污染过程以及修复过程进行模拟.研究结果表明: 数值模拟模型给出了表面活性剂强化含水层修复过程中非水相流体迁移转化的数学描述, 能够在短时间内、参数有限的条件下真实地刻画DNAPLs在含水层中的运移规律, 并能有效地模拟表面活性剂的修复过程.此外, 模拟结果显示, 由于表面活性剂对PCE的增溶增流作用, 有效地提高了PCE在水中的溶解性和迁移性, 其修复40 d的去除率达到63.5%, 与抽出处理法(去除率为31.8%)相比修复效果明显增强.      

Removal of phosphorus from water using scallop shell synthesized ceramic biomaterials

This study describes the development of scallop shell synthesized ceramic biomaterial for phosphorus removal from water. The synthesized biomaterial was characterized by scanning electron microscope, Brunauer–Emmett–Teller and X-ray diffractometer methods. The influences of contact time, initial phosphate concentration, initial solution pH, co-existing ions and temperature for phosphorus removal were investigated by batch experiments. The results indicated that the equilibrium data can be fitted by the Langmuir isotherm model at temperatures ranging from 15 to 55 °C, with the maximum sorption capacity of 13.6 mg/g. Sorption kinetics followed a pseudo-second-order kinetic equation model. The sorption process was optimal at a wide range of solution pH (above 2.4), with a relatively high sorption capacity level. Phosphorus sorption was slightly impeded by the presence of F^?, HCO₃ ^? and NH₄ ⁺ ions, and significantly inhibited by Cl^?, SO₄ ^2? and NO₃ ^? ions. Sorption process appeared to be controlled by a chemical precipitation processes. The mechanism may be attributed to ion complexation during subsequent sorption of phosphorus on scallop shell synthesized ceramic biomaterial.     

茅台酒酿酒高梁的地质环境研究

茅台酒对酿酒高梁有严格要求，适于茅台酒传统酿造工艺的高梁只产于仁怀县的某些地区，主要是受地质环境的控制。仁怀高梁对某些常量和微量元素有着鲜明的选择性，对磷和钼表现出强烈的吸收作用。岩－土剖面元素的迁聚，对磷和铝的供应是确定仁怀高梁品质和产量的关键。侏罗系砂泥岩、二叠系煤系地层的岩－土剖面，元素淋溶微弱，总量丰富，有效态含量高，组合良好，能正常进行岩－土－高梁系统的物质转化与元素迁移，能充分供应高梁生长所需的磷和钼等元素，是茅台酒酿酒高梁的最宜种植区。     

再力花/菖蒲生物湿地床去除河水中氮磷的试验

采用再力花和菖蒲构建湿地床,以考察其对污染河水的净化效果。6个月的连续试验表明:在水力负荷为0.24 m3/(m2.d)、植物种植密度大于158株/m2的条件下,2种植物存活率均大于93%,说明植物能适应低污染负荷、高种植密度的无土培养环境;再力花和菖蒲湿地床月均去除率分别为:总氮(TN),48.22%～78.53%和43.23%～72.42%;总磷(TP),77.62%～85.67%和58.07%～80.77%。再力花湿地床对TN、TP的净化效果好于菖蒲湿地床;2种植物吸收N、P含量分别占去除总量的比例:N为44.14%、37.75%,P为73.43%、62.05%。湿地床技术可有效去除来水中的TN、TP,通过植物吸收作用累积N、P含量较高,不同种类的植物构建湿地床对污染河水中N、P去除效果存在显著差异,且硝化反硝化和植物吸收是去除N的主要途径,而植物吸收是去除P的有效手段。     

A wastewater treatment using a biofilm airlift suspension reactor with biomass attached to supports: a numerical model

A mathematical model of the biological process occurring in a modified biofilm airlift suspension reactor is presented. When compared with a traditional wastewater treatment plant, a biofilm airlift suspension process has major advantages, such as higher oxygen levels in the bulk fluid and lower space requirements. The limited volumes obtained with this technique generally do not allow to reach the high times of contact required for an efficient removal of nitrogen that normally are characterized by a slower kinetics than carbonaceous compounds. To avoid this problem, supports for attached biomass growth were inserted in the reactor. Both physical and biological aspects were incorporated into the presented model to simulate the removal processes of the substrates. A sensitivity analysis was performed, and the model was validated using experimental results obtained at a lab-scale plant. This model can accurately estimate the removal rate in different boundary conditions providing the details of the water quality profiles through the reactor and in the attached biomass. The model thus represents a valid aid for design purposes and for the management of treatment plants that use these uncommon reactors. The model also provides the required hydraulic retention time for a complete nitrification and the appropriate recirculation ratio. The results have shown the full-scale applicability of this treatment due to its efficiencies coupled to the advantages of its low impact, low space requirement and low sludge production.     

江苏固城湖流域1951-2000年农业非点源氮、磷输移的数值模拟研究

选择位于长江下游的固城湖流域作为研究区域,基于分布式流域水文模型SWAT,采用数值模拟的手段,反演了1951～2000年流域农业非点源氮、磷的输移规律。模拟结果与实测值的一致性反映了模型的良好模拟能力。比较两个时段的模拟结果发现,1981～2000年,流域农业非点源氮、磷年平均浓度和输移量分别为:总氮0.82mg/L和411.88×10³kg/a,总磷0.084mg/L和43.04×10³kg/a;远高于1951～1960年的氮、磷年平均浓度和输移量分别为:总氮0.22mg/L和49.55×10³kg/a,总磷0.036mg/L和7.67×10³kg/a。模拟主要反映了流域下垫面条件和农作物耕作模式对农业非点源氮、磷浓度及输移量的影响。     

Zinc and nickel removal in simulated limestone treatment of mining influenced water

Mining influenced water (MIW) is often characterized by low pH (acid mine drainage) and high dissolved metal concentrations. Treatment of MIW is often required to mitigate these two characteristics. One option, which has traditionally been used only for pH neutralization, is limestone based treatment systems. However, there is field evidence that limestone systems are also effective at removing metals such as Zn and Ni. These field systems are often too complex to examine specific removal hypotheses, while certain modes of laboratory examination are too simplistic to be applied to field settings. Instead, the batch reactors used here were intentionally more complex to allow for the examination of how certain variables (pH, alkalinity, and primary metal concentrations) interact to affect Zn and Ni removal. The data herein suggest that one possible removal process for Zn and Ni is through surface interactions on the precipitated primary metals Fe and Al. The specific processes are complex and conditional, and were found to depend on pH, alkalinity, and total amount of primary metal present. Indeed the complex interplay between these variables led to an observed local maximum in Zn removal that would not be predicted from traditional surface complexation theory or observed from simpler experimental systems.