普通小球藻对养殖污水脱氮除磷的效果研究

随着我国养殖业的不断发展,养殖污水排放量的日益增加,养殖污水的高氮、磷含量导致水体富营养化问题日趋严重。小球藻是光能自养生物,能有效同化氮、磷,使污水中的氮、磷减少。本研究通过在实验室模拟不同氮、磷含量的养殖污水环境,分析小球藻对氮、磷的去除效果;在此基础上,用小球藻处理某养殖场污水;并联合膨润土与小球藻,探究两者脱氮除磷的协同作用能力及膨润土对小球藻细胞沉降的效果。结果表明,小球藻对模拟污水的氨氮去除率可达80%,对磷酸根的最高去除率接近100%;对养殖污水中的氮、磷也有一定的去除效果;但养殖污水成分复杂,小球藻的生长被抑制。膨润土与小球藻的结合,能够提高污水中的氮磷去除率并帮助藻细胞快速沉降,为污水处理后藻细胞的收集处理提供了有效方法。     

塔玛亚历山大藻对氮和磷的吸收及其生长特性

参照塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)赤潮爆发时的物理条件,以f／2加富的人工海水为培养基,设定了不同的氮、磷水平,研究了在室内批量培养条件下,塔玛亚历山大藻对无机氮、磷的吸收和无机氮、磷对塔玛亚历山大藻细胞生长的影响．结果表明,3种氮浓度条件下,塔玛亚历山大藻的比生长速率几乎没有差异,但低氮(0．0882mmol·L-1)条件下,藻细胞的生物量最低;中氮(0．882mmol·L-1)条件下,藻细胞具有最大的生物量,分别比高氮(2．646mmol·L-1)和低氮下增加44．7％和53．6％．随着培养基中磷浓度的升高,藻细胞生物量也升高,在高磷(0．108mmol·L-1)条件下达到最大值17200cell·ml-1,但在中磷(0．036mmol.L-1)条件下藻细胞具有最大的比生长速率．藻细胞对氮、磷的吸收速率与生长状态有密切关系,氮、磷限制条件下生长的藻细胞对氮、磷有快速的吸收．研究显示,低的N／P比有利于塔玛亚历山大藻的生长分裂,对数生长后期适当补氮则有利于其生物量的积累．     

氮磷对青岛大扁藻和牟氏角毛藻单养和共培养生长的影响

通过实验生态学的方法,分别以KNO3和KH2PO4为氮源和磷源,研究青岛大扁藻(Platymonas helgolandicavar.tsingtaoensis)和牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri Lemmerman)单培养和共培养时的生长状况。结果显示,不同氮磷处理对两种藻的单培养和共培养都有显著影响(P<0.05)。共培养时,青岛大扁藻的最大藻密度与氮磷浓度呈正相关。氮处理时,当培养液中KNO3为110 mg/L时,取得最大值;磷处理时,青岛大扁藻的最大藻密度在KH2PO4为9 mg/L时取得最大值;而牟氏角毛藻分别在KNO3为70 mg/L和KH2PO4为5 mg/L时取得最大值。共培养时两种藻的藻密度都低于单培养。另外,无论低氮高磷还是高氮低磷都不利于两种藻获得较大的终细胞密度。     

漂浮植物对富营养化水体中氮磷去除效果研究

通过模拟不同程度富营养化水体,研究凤眼莲、水芙蓉和莲花竹在不同处理浓度水体中对氮、磷的去除效果。结果表明:凤眼莲、水芙蓉和莲花竹对水体中的氮、磷都有一定的去除效果,经过30 d的净化试验,凤眼莲对氮、磷去除率分别为50%~78.46%和68.16%~89.56%,水芙蓉对氮、磷去除率分别为57.58%~76.87%和72.28%~76.47%,莲花竹对氮、磷去除率分别为0.60%~10.80%和2.48%~10.04%。在现场试验中,水体中总氮和总磷分别降低了31.17%和20.48%,由此可见,凤眼莲和水芙蓉对氮、磷有较好的去除效果,能够改善富营养化水体。     

高效净水异养硝化细菌的筛选鉴定及固定化应用研究

本研究从海参养殖水体、泥土中筛选出4株具有硝化能力的异养硝化细菌。分别将其游离菌体细胞投入海参养殖水体,测定亚硝态氮、氨氮去除率,筛选出HS．NOB2为高效净化菌株,对HS-NOB2进行16SrDNA扩增及序列测定,初步鉴定为节杆菌（Arthrobactersp．）。利用海藻酸钠包埋法对高效净化菌体细胞进行固定化,将该固定化菌投入养殖水体及人工合成污水,研究其对水体中亚硝态氮、氨氮的处理效果,并与游离菌体细胞进行比较。结果表明,固定化后亚硝态氮去除率达到49．85％,氨氮去除率达到56．58％,均明显高于游离菌体细胞。上述研究为探寻水体净化提供了新思路,为水质改良剂的实际生产提供可选菌株。     

富营养化水体的水生植物净化试验研究

利用水生植物净化和底泥遮蔽的方法对养鱼池的富营养化水体进行控制研究．结果表明,金鱼藻等6种水生植物对水中总氮、总磷和硝态氮有较好的去除效果,而以狐尾藻和微齿眼子菜两种效果最好,1个月后对总氮的去除率分别为83．84％和77．54％,对硝态氮的去除率分别为95．85％和90．65％,磷的去除率都达到了91．7％．但对氨氮的去除效果稍差,1个月时去除效果只有14％～70％．底泥进行塑料遮蔽处理后在前期(15～20d)能控制底泥中营养盐的释放,但不能保持长久;并在后期表现出“补偿效应”．试验结果还表明。水生植物能有效提高水体透明度和水体观感,但对改善COD和DO的效果不明显．     

磷浓度对小环藻、大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响

为了解磷浓度对水生植被恢复和生物操纵效果的影响, 分别用小环藻(Cyclotella sp.)、大型溞(Daphnia magna)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)代表浮游植物、浮游动物和大型沉水植物建立水生微宇宙模型, 在25℃、2600 lx光强和11 mg/L氮浓度条件下, 分别研究小环藻与大型溞、小环藻与金鱼藻、小环藻-大型溞-金鱼藻共培养时4种磷浓度(0.05、0.1、0.5和2 mg/L)下小环藻、大型溞、金鱼藻的增长率以及培养液中氮磷去除率的变化。结果表明: 小环藻与大型溞、小环藻与金鱼藻两两共培养时, 磷浓度为0.05-2 mg/L时, 金鱼藻和大型溞均生长良好, 小环藻受到明显抑制, 其密度保持较小幅度的正增长。在小环藻-大型溞-金鱼藻三者共培养时, 在0.05-2 mg/L的磷浓度范围内大型溞和金鱼藻生长良好, 与两两共培养相比, 小环藻则受到了更大程度的抑制, 在磷浓度为0.05-0.1 mg/L时藻密度呈现负增长. 这说明在水生态系统中, 大型浮游动物和沉水植物对浮游藻类的联合控制效果远好于各自单独的控制效果, 该控制效果随磷浓度的提高而减弱, 以0.1 mg/L的磷浓度为最佳。在实验结束后测定氮磷去除率发现, 在最低磷浓度(0.05 mg/L),即磷限制时, 水中磷去除率最高, 在最高磷浓度(2 mg/L), 即氮限制时, 水中氮去除率最高。     

铜绿微囊藻、斜生栅藻对氮磷饥饿的耐受能力研究

在太湖微囊藻水华暴发期间 , 监测了梅梁湾水体中叶绿素 a 和氮磷营养盐的动态变化, 并通过批量培养实验研究了氮磷缺乏对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响 , 以探讨两种藻对氮磷饥饿的耐受能力对微囊藻水华形成的影响。结果表明 , 在水华期间 , 水体的氮磷营养盐浓度并不高, 并处于波动状态; 铜绿微囊藻和斜生栅藻对氮磷饥饿的耐受能力存在很大差异 : 在无磷培养基中 , 铜绿微囊藻能保持 8 天的指数生长, 而斜生栅藻在无氮或无磷培养基中生长都非常缓慢。两种藻对磷饥饿的耐受能力均高于氮。通过生长速率的比较, 发现铜绿微囊藻对磷饥饿的耐受能力明显高于斜生栅藻, 因此更能够适应波动的营养供给条件。对营养盐饥饿耐受能力的不同导致两种藻在营养盐波动的情况下微囊藻更易取得优势, 成为水华期间浮游植物的优势种。     

原绿球藻固定化培养去除NH_4~+-N的效果

为了探究固定化微藻去除污水中NH4+-N的效果,以原绿球藻(Prochlorococcus)为藻种,采用褐藻胶包埋技术,进行了不同藻球密度(0、100×104、300×104、500×104、700×104、900×104cells·ball-1)、不同藻球用量(固定化藻球与人工污水的体积比V水/V藻球为4∶1、3∶1、2∶1、1∶1)及藻球加固工艺(Ca Cl2加固)等对比试验。结果表明:固定化藻比悬浮藻生长缓慢,去除NH4+-N的速率小于悬浮藻;固定化藻球藻细胞密度越高,去除NH4+-N的效果越好,但考虑单位藻细胞去除率,包埋密度以700×104cells·ball-1为宜;经N饥饿处理的藻细胞去除NH4+-N效果显著优于未饥饿组;固定化藻球用量大,去除NH4+-N越快,V水/V藻球为1∶1培养3 d后去除率可达100%;固定化藻球定期加固,有利于延长其使用寿命,增加对NH4+-N的吸收量。     

长茎葡萄蕨藻在模拟工厂化循环水养殖环境中的脱氮研究

为优化工厂化循环水养殖尾水处理效果, 探究长茎葡萄蕨藻在工厂化循环水养殖条件下对含氮污染物的去除效果。采用模拟养殖尾水, 考察了长茎葡萄蕨藻对氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的吸收效果, 进而讨论了不同水力停留时间对长茎葡萄蕨藻吸收去除三氮的影响。结果表明, 长茎葡萄蕨藻在单一含氮污染物中硝酸盐氮吸收速率最快; 在混合含氮污染物中, 氨氮吸收速率最快, 吸收去除效率最高, 其次为硝酸盐氮。长茎葡萄蕨藻在实验条件下养殖密度为16 g·L-1时生长较快, 氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的去除率为92.63%、61.91%和66.08%。在水流动状态下, 水力停留时间越短, 对三氮的综合去除效果较好, 水力停留时间为4 h时氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮去除率为55.79%、56.37%、58.50%。     

固定化微绿球藻去除NH4+-N、PO43——P效果的研究

为了探究固定化微绿球藻（Nannochloropsis oculata）去除污水中NH4+-N、PO43--P的效果,采用海藻酸钠固定化包埋技术进行实验。开展了固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量及充气培养条件对NH4+-N、PO43--P去除效果的单因子试验研究。结果表明,固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量和充气培养条件对NH4+-N、PO43--P的去除效果影响显著（P0.05）。藻球直径3.5 mm时生长速率（K）值最大（0.3320.002）,同时NH4+-N、PO43--P去除率效果最佳,分别为（75.083.83）%和（80.803.81）%;藻细胞包埋密度100104 cells/ball时K值最大（0.3300.033）,而NH4+-N、PO43--P去除率则以藻细胞包埋密度300104 cells/ball组为佳,分别达（87.200.43）%和（82.581.72）%,但考虑单位藻细胞去除率,包埋密度以100104 cells/ball为宜;随着藻球用量的增加K值下降,10 g/L组K值最大（0.3010.02）、50 g/L组K值最小（0.1930.01）,投放量30和50 g/L时NH4+-N去除率较高分别为（84.120.78）%和（84.630.45）%,30 g/L组PO43--P去除率最高达（77.131.43）%。综合考虑,藻球投放量选用30 g/L为宜;充气条件培养K值、NH4+-N和PO43--P去除率显著（P0.05）高于不充气,K值分别为（0.3060.006）和（0.1770.010）;NH4+-N去除率分别为（85.930.45）%和（49.320.45）%;PO43--P去除率分别为（66.665.00）%和（46.292.12）%。研究优化了微绿球藻固定化条件:固定化微绿球藻应进行充气培养,藻球规格3.5 mm、藻细胞包埋密度100104 cells/ball、藻球投放量30 g/L。     

Ammonia-nitrogen and orthophosphate removal by immobilized Scenedesmus sp. isolated from municipal wastewater for potential use in tertiary treatment

Scendesmus sp. isolated from municipal wastewater, entrapped in calcium alginate as algal sheets was employed to remove inorganic nutrients (N and P) from artificial and real domestic secondary effluents in parallel-plate bioreactor after starvation. The key factors affecting the removal efficiency (NH4+-N and PO4(3-)-P), system stability and reuse efficiency of screens were studied and discussed. It has been shown that cell density in the mixture of algal gel was the key factor compared with the thickness of the gel and the cell density of the reactor. A complete removal of NH4+-N and PO4(3-)-P was achieved within 4h of treatment in parallel bioreactors with the optimal cell density in the mixture of algal (2 x 10(8) algae mL(-1)) and 3mm gel sheets after second cycle. Nine cycles of wastewater treatment in 21 days were accomplished, holding higher removal efficiency. NH(4)(+)-N removal efficiency was 99.1% after 105 min, 100% after 135 min, PO4(3-)-P removal efficiency was 100% after 15 min in domestic secondary effluents. Immobilized Scendesmus sp. is shown to have great potentialities for removal of inorganic nitrogen and phosphorus from treated effluents.     

基于好氧反硝化及反硝化聚磷菌强化的低温低碳氮比生活污水生物处理中试研究

【背景】低碳氮比生活污水很难达标处理,多级A/O工艺、生物强化技术及生物膜技术的有机结合可有效解决这一问题。【目的】开发出一种泥膜共生多级A/O工艺并进行中试研究,驯化出高效脱氮除磷菌剂并对系统进行生物强化。【方法】通过测定中试设备出水及污水处理厂出水化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)、氨氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、总氮(Total nitrogen,TN)、总磷(Total phosphorus,TP)对比分析两种工艺的污染物去除效能,利用高通量测序技术对比生物强化技术对系统微生物群落结构的影响。【结果】中试设备对COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP的去除效果均优于污水处理厂的处理工艺;驯化的低温好氧反硝化菌TN去除率最大值可达84.21%,驯化的低温反硝化聚磷菌群对磷的去除率最高可达85.75%;利用驯化菌群对中试设备进行生物强化后较好地改善了系统NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP的去除效果;经生物强化后,具有好氧反硝化和反硝化聚磷功能的Pseudomonas菌群明显增多。【结论】泥膜共生多级A/O工艺对于低碳氮比生活污水的处理具有很好的效果,利用生物强化技术可有效提高低温条件下系统污染物去除效能。     

Effect of carbon source on biological nutrient removal in a sequencing batch reactor

Sequencing batch operation was used for nutrient (COD, NH4-N, NO3-N, PO4-P) removal from synthetic wastewater by using different carbon sources. Operation consisted of anaerobic, anoxic, oxic, anoxic and oxic (An/Ax/Ox/Ax/Ox) phases with durations of 2/1/4.5/1.5/1.5 h. Glucose, acetate and a mixture of glucose/acetate were used as carbon source to yield a COD/N/P ratio of 100/5/1.5 in the feed. Sludge age was kept constant at 10 days. COD, NH4-N, NO3-N and PO4-P removal efficiencies were maximum at the levels of 96%, 87%, 81% and 90% respectively, when a mixture (50/50) of glucose and acetate was used.     

固定化微生物菌剂与蕹菜对中华鳖养殖污水的净化效果研究

为解决中华鳖(Trionyx sinensis)养殖所造成的水环境污染问题,研究利用海藻酸钠、沸石对复合光合菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂分别进行固定化,并研究了不同固定化微生物菌剂与蕹菜对中华鳖养殖污水的净化效果。结果表明:净化处理15d后,利用固定化微生物菌剂与蕹菜共同处理组对中华鳖养殖污水的净化处理效果最好,养殖污水的CODMn、NH 4+-N、NO3-N、NO 2-N、PO34的去除率分别为88.7%、87.3%、90.8%、98.3%、74.9%。蕹菜处理组对于NO3-N、NO 2-N、NH 4+-N的去除率显著高于固定化复合光合菌剂处理组和固定化枯草芽孢杆菌处理组。固定化复合光合菌剂处理组对于NO3-N、NO 2-N、NH 4+-N的去除率显著高于固定化枯草芽孢杆菌菌剂处理组,但固定化枯草芽孢杆菌处理组对于污水的CODMn的去除率最高,可达90.6%。     

Autotrophic denitrification and chemical phosphate removal of agro-industrial wastewater by filtration with granular medium

A novel granular medium consisting (1.5-5 mm in diameter) of inert perlite particles as nuclei and an effective surface layer containing sulfur, CaCO3 and Mg(OH)2 was developed for advanced treatment of agro-industrial wastewater. The performance of the medium was examined with a laboratory-scale down-flow fixed-bed column reactor using piggery wastewater, which had been treated by an upflow anaerobic sludge blanket reactor and a trickling filter. The removal efficiency of NOx- -N was more than 70% with a NOx- -N loading rate of less than approximately 0.3 kg Nm(-3) d(-1); the removal efficiency dropped due to the accumulation of nitrite when the loading rate exceeded that value. A significant drop of phosphate and Mg2+ concentrations occurred when the effluent pH exceeded 7.9. Ammonium was removed with an average removal efficiency of 12.4%. These results indicated that the crystalline reaction of PO4(3-), Mg2+ and NH4+ (MAP reaction) under alkaline conditions contributed to the removal of phosphate. This medium could be useful for the simultaneous reduction of nitrogenous and phosphorus compounds in biologically treated agro-industrial wastewater.     

重要环境因子对小球藻去除污水中氮磷的影响

对小球藻去除污水中氮磷的性能进行了研究,考察了初始氮磷浓度、氮磷比、光照条件和pH等因素对其去除效率的影响。结果表明,在初始氮磷浓度分别在35 mg/L和7 mg/L以下时去除率接近100%;氮磷比为5∶1和10∶1,小球藻第4 d基本完全去除了污水中的氨态氮,而氮磷比对小球藻的除磷能力没有显著影响;在初始氨态氮或总磷浓度相同的条件下,光照条件(L/D为24 h∶0 h和12 h∶12 h)对氮磷去除效果的无明显差异性（P＞0.05）,而随着氮磷浓度的增加,连续光照条件逐渐展现出去除氮磷的优势;小球藻在pH 7～8范围内对氨态氮的去除率最佳,pH 5～7范围内,对总磷的去除率最佳。     

红树林恢复对海岸湿地土壤影响的初步研究

初步研究了不同林龄的再植红树林对海岸湿地土壤理化性质的影响。结果表明,红树林恢复对深层土壤(20～25cm)的影响强于表层(0～5cm);与光滩相比,红树林恢复对表层土壤的氧化还原性无显著影响,但导致20～25cm土层氧化性增强;再植红树林对土壤营养盐有明显吸收作用,其中NH₄⁺-N含量显著高于NO₂^--N和NO₃^--N,为主要吸收营养盐,PO₄^3--P含量虽与IN相当,但红树林对P的吸收并不明显;随着红树林恢复时间的延长(林龄增加),20-25cm土层的pH值显著下降,红树林酸化作用增强;各样地表层土壤SO₄^2-含量无显著差别,但恢复林地深层土壤明显高于光滩。     

Effect of L-glutamic acid on the growth and ammonium removal from ammonium solution and natural wastewater by Chlorella vulgaris NTM06

The main objective of this laboratory scale experiment was to study the effect of l-glutamic acid on the growth in media and removal of ammonium from ammonium solution and natural wastewater by Chlorella vulgaris NTM06. It was observed that higher levels (1.0% and 1.5%) of l-glutamic acid compared to control (0% l-glutamic acid) negatively affected growth of C. vulgaris NTM06 and enhanced removal of ammonium from ammonium solution as well as natural wastewater. After 24h of incubation, 99% of 169.3mg NH(4)(+)-N/l was removed from ammonium solution by 1.5% l-glutamic acid treated C. vulgairs NTM06 cultures; removal in case of control was 70%. In case of natural wastewaters with initial ammonium concentrations of 1550, 775, 310 and 155 mg NH(4)(+)-N/l, removal after 48 h of incubation were 60%, 88%, 61% and 55% respectively. Ammonium removals from ammonium solutions of pH 4.0-8.0 were similar, whereas adsorption of ammonium ions on to the surface of dead C. vulgaris NTM06 cells was around 11%. Compared to dark, cultures incubated under the light showed higher initial removal of ammonium, however, after 24h, differences were not significant. Further research on the role of l-glutamic acid in micro-algal treatment of wastewater and its combination with other approaches such as co-immobilization of micro-algae with other organisms, starvation of micro-algal cells and the use of polymers is recommended.     

连续可调式沉水植物网床对河道水质的修复

在太湖贡湖水源保护区陆域的一条长约200 m的污染河道内构建了一系列连续可调式沉水植物网床,形成了以菊花草、苦草、伊乐藻、轮叶黑藻和菹草等沉水植物构成的水生植物群落;跟踪监测了总氮(TN)、铵态氮(NH4 +-N)、亚硝态氮(NO2--N)、硝态氮(NO3--N)、总磷(TP)和磷酸盐(PO43--P)等水质指标,分析沉水植物网床引导沉水植被恢复对污染河道的水质修复效果.结果表明:沉水植被网床构建后,水体透明度显著升高,由修复前的0.5m提高到1.7 ～1.8 m;在沉水植被网床构建后的第5天和第20天,TN和TP的削减率分别为35.6％、66.3％和29.4％、63.2％;5个月后,修复河道水体内NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN、PO43--p和TP的浓度比对照组显著降低,削减率分别达到92.4％、76.8％、72.7％、73.9％、90.5％和92.0％.由连续可调式沉水植被网床引导恢复的水生植物群落可用于河道,特别是陆域浅水污染水体的生态修复.