A Lab-scale Study on the Routes of Nitrogen and Phosphorus Removal in Gravel-based Reed Bed Systems

The removal of ammonia and phosphorus from an artificial wastewater was studied in two lab-scale reed beds.During batch and continuous operations,it was found that ammonia was removed from the wastewater via a two-step process,sorption inside bed matrices followed by nitrification into nitrite and nitrate.Rapid decrease in the concentration of ammonia in the artificial wastewater was observed during the batch operation,whereas during the continuous operation,which lasted for 39 days,the percentage removal of ammonia decreased gradually with time before stabilizing at around 20%.The efficiency of phosphorus removal exhausted rapidly during the continuous operation,from 39% on the first day of operation to virtually zero after only 5 days.The results suggest that sorption (which may include ion exchange,adsorption,and biomass assimilation) serves as an initial step to remove ammonia and phosphorus from the wastewater,prior to any microbial transformations.     

温度、盐度和两种麻醉剂对大泷六线鱼幼鱼耗氧率、排氨率的影响

采用静水呼吸室法,研究了温度、盐度和两种麻醉剂(丁香油、MS-222)对体质量为(6.44±0.59)g的大泷六线鱼幼鱼耗氧率和排氨率的影响.实验分别设置了5个温度梯度(8℃、12℃、16℃、20℃、24℃),5个盐度梯度(15‰、20‰、25‰、30‰、35‰),6个丁香油浓度梯度(0、8、16、24、32、40 m...     

冰封期乌梁素海沉积物-水界面氨氮的交换特征

为揭示冰封期氨氮（NH₄⁺-N）在沉积物-水界面的迁移机制及内源性营养盐对全湖污染的贡献,于2018年2月初在乌梁素海湖区7个采样点采集了上覆水体与沉积物样品,得到了冰封期上覆水体与沉积物间隙水中的NH₄⁺-N浓度,估算了沉积物-水界面NH₄⁺-N的扩散通量.结果显示,上覆水体中NH₄⁺-N浓度变化范围为0.55~1.60 mg/L,平均值为1.05 mg/L,0~5 cm表层沉积物间隙水中NH₄⁺-N浓度是上覆水体中的10倍以上,其变化范围为6.64~18.63 mg/L,平均值为11.92 mg/L.估算沉积物间隙水NH₄⁺-N向上覆水体的扩散通量为1.282~4.269 mg/（m²·d）,表明在湖水冻结过程中,底泥沉积物接纳了大量的可溶性污染物成为内源污染源,会在冰封稳定期、融冰期和融冰后的一段时间内成为湖水的主要污染源.     

钾、钠离子对垃圾渗滤液RO浓缩液中鸟粪石结晶的影响

垃圾渗滤液RO浓缩液等高氨氮废水中钾钠离子浓度较高,而钾钠离子对鸟粪石结晶法回收氨的影响规律尚未了解。本文通过向人工配制不同钾钠浓度的模拟和实际RO浓缩液中投加镁盐、磷酸盐促使鸟粪石结晶,测定结晶前后溶液中氨氮、磷酸盐、钾钠离子浓度,并利用XRD、SEM分析结晶产物的结构和形貌,探讨钾钠离子对鸟粪石结晶及氨回收率的影响。结果表明,随着K~+浓度增加,氨氮回收率由96. 5%降至83. 0%,结晶产物中K~+质量分数由2. 4%升至6. 4%;鸟粪石特征衍射峰向高角度偏移,说明K~+进入鸟粪石晶格位置形成含钾鸟粪石;由于K~+与NH4+存在竞争,在相同镁、氨氮、磷配比条件下会降低氨的回收率,但K~+对鸟粪石粒径和形貌基本无影响。Na+对氨氮回收率影响不显著,但会影响鸟粪石晶体形貌。用实际垃圾渗滤液RO浓缩液实验表明,在鸟粪石结晶回收氨氮的水处理中考虑到K~+的竞争,提高镁盐、氨氮与磷酸盐的投加比例为1. 8∶1∶1. 5即可保证氨氮的回收率,同时还可部分回收其中的K~+成为缓释肥营养组分。     

绿沸石基复合材料对河道水中氨氮去除效果研究

以绿沸石、硅藻土、膨润土、牡蛎壳为主要原材料,包衣机制粒后马弗炉焙烧制成绿沸石-硅藻土(GZD)、绿沸石-膨润土(GZB)、绿沸石-牡蛎壳(GZO)等3款球状氨氮吸附材料。探究造孔剂-粘结剂配比、物料配比、焙烧温度、焙烧时间对污水中氨氮的吸附量和材料散失率的影响,通过吸附动力学、吸附等温线、氨氮去除率、材料散失率试验探讨其吸附机理。并设计了简易装置,用实际河道水样对比分析了3款复合材料与块状绿沸石原矿对氨氮的吸附效果和重复利用次数,对处理效果最佳的GZD中的主要材料绿沸石和硅藻土进行了SEM和XRF表征。结果表明:GZD的氨氮吸附效果最佳,制备条件为造孔剂、粘结剂、绿沸石、硅藻土的质量比为1.2﹕5﹕9﹕1;在500℃下焙烧3 h;GZD对氨氮的吸附符合准二级动力学,用Freundlich等温线比Langmuir等温线更适合描述其吸附过程;GZD对实际河道水样进行5次吸附再生后仍具有明显效果。     

饥饿对褐菖鮋代谢水平的影响

在水温18℃±1℃和盐度27.0±0.5条件下,研究了饥饿对褐菖鮋耗氧率和排氨率的影响。结果表明:对照组的平均耗氧率为1.082 mg.g-1.h-1;饥饿组耗氧率随着饥饿时间的延长而下降,饥饿期间,褐菖鲉的平均耗氧率为0.893 mg.g-1.h-1,总体上低于对照组。排氨率随着饥饿时间的延长下降趋势呈阶段性变化:饥饿1 d、3 d后的排氨率略低于对照组但差异不显著(P>0.05);饥饿3～7 d,排氨率下降幅度变大,饥饿7d较饥饿3 d的排氨率下降了185.075%;饥饿14 d、21 d后排氨率分别为0.053 mg.g-1.h-1和0.028 mg.g-1.h-1,呈继续下降趋势,但下降幅度减缓。褐菖鮋的nO∶nN比值始小幅度上升,7 d时开始迅速上升,21 d后升高至27.754,差异显著(P<0.05)。     

活化沸石除铵及其动力学过程研究

对新型水处理材料活化沸石去除水中氨氮的各项性能进行了研究。单因素影响试验表明,沸石用量、粒径、溶液温度、浓度、pH值及吸附时间对去除效果有重要影响。据此确定了最佳静态试验条件,在该条件下,活化沸石对水中的氨氮有较好的去除效果,可将生活污水中的120 mg/L氨氮降到40 mg/L。动态小试确定了小试设备的工艺参数,该处理设备在实际运行过程中,吸附周期为64 h,处理效果良好。动力学研究表明,活化沸石除铵是离子交换与吸附两种行为共同作用的结果,该过程符合Freundlich等温式,动力学方程可用一级反应来描述。     

钾霞石快速溶胶-凝胶法制备及表征

使用氨水调节pH值，正硅酸乙酯-硝酸铝-硝酸钾-乙醇溶胶在5～12min内快速形成凝胶，最佳胶凝条件为：H2O／TEOS=25，EtOH／TEOS=4，pH≈9。干凝胶在862℃晶化热处理3h制备得到纳米级钾霞石粉体。合成钾霞石粉体一次粒子粒径约50nm，团聚后的二次粒子粒径5～20μm，平均孔径11．2nm，孔径呈双峰分布，属于中孔材料，可用作催化剂助剂。     

光纤耦合微通道反应系统原位监测海水氨氮和亚硝酸盐的研究

原位监测海水中氨氮（NH3-N）和亚硝酸盐（${\rm{NO}}_2^- $）对于水体富营养化评价十分重要。针对现有的氨氮、亚硝酸盐原位监测仪器难以在同一检测模块中分别实现荧光和分光光度分析,仪器高效集成及利用受到限制等问题,本文基于光纤耦合微通道反应系统,通过光波长切割、光纤波导和微通道反应 Z 型检测池等技术集成和条件优化,提出了在同一光纤偶联微反应系统中实现氨氮荧光分析和亚硝酸盐分光光度分析的原位测定技术。结果表明,该技术实现了荧光和可见光光度法的模式切换并可分别测定NH3-N和${\rm{NO}}_2^- $;在恒温条件下,NH3-N测定荧光信号漂移小于−2.0%,${\rm{NO}}_2^- $测定吸光度稳定;不同的盐度对氨氮和亚硝酸盐测定影响较小;不同浊度下氨氮测定误差为−6.6%～2.5%,浊度补偿校正后${\rm{NO}}_2^-$测定误差小于0.1%。将该仪器应用于养殖海水中开展氨氮和亚硝酸盐的原位分析,仪器原位监测值与实验室方法测定值相符合。本文所提出的技术在同一模块中分别实现了氨氮和亚硝酸盐的荧光和分光光度两种模式的原位监测,为海水营养盐原位监测仪器的集成化设计提供了新的思路。     

湿地土壤NH3挥发、N2O释放过程及影响因素

湿地土壤NH3挥发及N2O释放过程与氮的气态损失密切相关,其对于氮循环的生态意义重大。综述了湿地土壤NH3挥发、N2O释放过程及影响因素的研究动态。当前湿地土壤NH3挥发及N2O释放研究主要集中在挥发／释放特征与一般影响因素的探讨上。影响湿地土壤NH3挥发及N2O释放的因素主要包括土壤理化学性质、环境因素、水文过程、生物群落和人类活动等。鉴于当前相关研究中存在的问题,在今后研究中应亟需加强的领域包括：①NH3挥发及N2O释放的驱动机制;②NH3挥发及N2O释放应用模型表征;③全球变暖、降水改变等对NH3挥发及N2O释放过程的影响;④人类活动对NH3挥发及N2O释放过程的作用机制。