岸坡特定生态系统对河渠微型生物群落的影响

采用多孔混凝土为河渠生态护岸载体,联合绿色植物、微生物构建河渠岸坡特定生态系统,以岸坡硬质护砌的河渠为实验对照,研究该系统对河渠中微型生物群落的胁迫效应.经过15 d的PFU微型生物采集,具有岸坡特定生态系统的实验渠中检出微型生物60种,自养型微生物占46.7%,而对照渠中检出微型生物68种,异养型微生物占55.9%;...     

垂直流人工湿地强化农村生活污水脱氮试验研究

以"陶粒"单一填料和"陶粒+沸石"组合填料的两种垂直流人工湿地试验装置为研究对象,评价两种试验装置用于农村生活污水的脱氮性能,并结合湿地植物对TN去除的贡献率及微生物群落多样性解析其脱氮机理,以期为该湿地系统服务于农村生活污水强化脱氮的工程化应用提供理论依据.结果表明:采用"陶粒+沸石"组合填料的垂直流人工湿地对污水中NH_4~+-N及TN的平均去除率高于采用"陶粒"单一填料的垂直流人工湿地的23%和25%,且其出水的NH_4~+-N及TN浓度均满足一级B标准(GB 18918-2002)的要求;两种垂直流人工湿地中植物吸收对污水中TN去除的贡献率均低于0.5%,因此填料吸附和微生物净化是该湿地系统脱氮的主要途径;采用"陶粒+沸石"组合填料的垂直流人工湿地中的微生物群落结构具有更高的多样性;组合填料式人工湿地的植物根系及填料中具备丰富的硝化和反硝化功能菌群,从而为该湿地系统应用于农村生活污水的强化脱氮提供了有力保障.     

一种新型生物膜反应器处理污水的研究

研究一种新型生物膜反应器-水力旋转生物膜反应器对生活污水的处理，研究表明最佳水力停留时间为4hr，本装置脱氮效果较好，停留时间为8hr时TN去除率达62．5％，氮的去除通过同步硝化反硝化反应．BOD面积负荷设置为5-7g／(m^2．d)较合适。     

生态介质对农业面源污染中氮磷的截留效果

以模拟降雨径流造成的农业面源污染水体为对象,研究了快速大通量生态介质装置系统对其中氮磷污染物的去除效果.试验结果表明:在模拟不同降水强度下形成的降雨径流时,系统相继运行0.5,1.0和3.0 h的情况下,对总氮的去除率分别稳定在44.63%~62.36%,38.59%~54.74%和29.69%~51.94%,对总磷的去除率分别稳定在67.20%~88.36%,56.08%~81.48%和38.62%~70.37%,较大幅度地去除了氮和磷;在生态介质装置的垂直方向,溶解氧质量浓度为0.23~5.61 mg·L-1,为系统微生物的硝化-反硝化反应提供较理想的环境;另外,NH4+-N的去除主要由系统的沸石、陶粒层吸附和附着微生物硝化反应完成,TN的去除在装置的中下层由反硝化反应完成,TP的去除则是在石灰石层与金属化合物的吸附、沉淀反应完成.     

OGO工艺处理城市污水脱氮效果及机理初探

采用改良而成的OGO工艺技术,以试验配水模拟城市生活污水,研究了OGO系统的脱氮效果,通过分析反应器各反应区的脱氮效果,并结合OGO系统脱氮效果观察系统中活性污泥絮体特性,研究分析了OGO系统的脱氮机理.试验结果表明,在进水总氮(TN)和氨氮(NH4 -N)分别为31.15～42.26 mg/L和27.53～38.58 mg/L的条件下,OGO系统对总氮和氨氮的平均去除率分别可达74.31%和83.75%.反应器外环脱氮方式为同时硝化反硝化(SND)脱氮,其脱氮量占反应器脱氮总量的80.48%,OGO工艺对氮素的生物去除绝大部分是通过同时硝化反硝化来实现的;同时硝化反硝化的宏观分区理论和微环境理论均适用于OGO系统.     

网状生物转盘和活性污泥复合工艺脱氮影响因素的研究

为了提高高浓度污水处理效果,采用了生物膜和活性污泥法组合工艺,考察了p H、水力停留时间(HRT)、污泥回流比和生物转盘转速对组合工艺处理污水的影响。结果表明:进水p H范围在7~9,NH3-N去除率去除在80%以上,TN的去除效率在67%;水力停留时间(HRT)在10 h既可充分进行硝化反应,脱氮效果较好,设备运行效率较高;污泥回流比为75%时,NH3-N的去除率平均值为88.2%,TN的去除率平均值为85.7%,实际运行中,污泥回流比根据实际情况进行调整,生物转盘转速控制在4 r/min。     

脱氮污泥驯化方法初探及曝气量控制研究

采用进水浓度逐步上升方法驯化脱氮污泥,获得的活性污泥脱氮性能良好,氨氮去除率达到90%以上,TN去除率最高达到59.0%.实验表明:采用该方法驯化脱氮污泥,实现同步硝化反硝化是有效可行的.在进水氨氮浓度每一提高阶段,氨氮去除率总有下降阶段,但经过3~7周的适应性运行后,系统氨氮去除恢复稳定,达到95%以上.同时,在该实验范围内,COD的提高对氨氮去除也有明显影响,氨氮去除率也有先下降后升高,最终稳定的过程.不同曝气量控制实验发现,在中间曝气量下(本实验为0.7 L/min),能实现较好的脱氮效果,TN去除率达到41.2%.实验表明,存在一中间曝气量,低于或高于该中间值,TN去除率均会降低,当曝气量比较低时,不仅TN去除受影响,氨氮去除率也会降低.     

体积比对分段进水改良A~2/O工艺脱氮除磷性能的影响

为了探究体积比对脱氮除磷性能的影响,采用分段进水改良厌氧-缺氧-好氧(A2/O)工艺处理高氨氮低碳氮比的生活污水。在污泥回流比为70%,水力停留时间(HRT)为10 h条件下,考察了体积比(V预缺氧∶V厌氧∶V缺氧∶V好氧)对系统去除有机物、硝化效果、反硝化效果、总氮(TN)和总磷(TP)的影响。试验结果表明:不同体积比对系统有机物的去除和硝化效率影响不显著,出水化学需氧量(COD)和氨氮浓度分别在50 mg/L、5 mg/L以下;系统TN和TP去除受体积比影响较大,体积比为18∶18∶36∶72时,缺氧体积所占比例较大,反硝化细菌获得充足反应时间,反硝化效果最好,TN去除率平均达83.24%;体积比为12∶24∶24∶84时,厌氧体积的增加,为聚磷菌厌氧释磷提供有利条件,TP去除效果最佳,平均去除率达93.63%。     

复合微生物菌剂处理高浓度氨氮废水的强化作用

依托传统A/O工艺,采用短程硝化-反硝化处理人工高浓度氨氮废水,并投加新型复合微生物菌剂BMc-1强化废水处理效果,研究菌剂对污水脱氮的强化效果并分析对功能菌带来的变化。结果表明,投加菌剂后可以强化脱氮性能,实验组氨氮、总氮(TN)去除率达98.8%、82.0%,比较对照组氨氮、TN去除率97.3%、75.5%,分别提高1.7%、6.5%。16sRNA测序结果表明,投加菌剂使得活性污泥中微生物量、丰度以及多样性提高,菌剂对系统原微生物环境稳定性无影响,系统中Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi为优势门未改变。投加菌剂后主要反硝化菌Thauera和氨氧化菌Nitrosomonas数量稳定,Pseudomonas、Thiopseudomonas、Terrimonas、Nitrosomonas脱氮功能菌占比提升。检测出Acinetobacter、Pedobacter等原系统不存在的脱氮相关功能菌。实验结果表明复合菌剂BMc-1具有强化生物工艺脱氮能力的作用。     

改良型UCT工艺在合成废水中脱氮除磷的优化

采用一种改良型的UCT工艺用以达到反硝化除磷与各个营养物的去除,该工艺采取了连续性的三段缺氧好氧排列并加以三段式分段进水,以优化碳源提高营养物的去除率.实验中采用合成废水,其日流量为150 L/d并且整个反应器的水力停留时间为8 h,在运行120 d后达到了COD 89.7%的去除,去除氨氮达98.14%,TP与TN的去除率分别达到了91.8%和82.53%.并且在采取分段进水比为35∶35∶30时,反硝化除磷的能力达到了最高,其DNPAO占PAO的比例达39.1%.缺氧段1对TN的去除高达(1.28±0.053)g-1VSS-1d-1.     

人类活动对河流生态系统的影响

介绍了流域水利工程建设、农业生产及城市化对河流生态系统的影响。其中 ,大坝等水利工程造成了对河流的人为分割以及径流模式的改变 ,损害了河流廊道的物质、能量、物种输移通道的能力。现代农业生产在挤占漫滩、阶地的同时 ,还由于大量使用化肥、农药造成了难以解决的非点源污染问题。城市化进程由于地面不透水层数量的增加显著地改变了城市地区的径流特性 ,还造成了城市河流生态价值的严重损失 ;这些活动都直接或间接地改变或损害了河流生态系统的结构、功能。出于有效进行生态恢复的目的 ,强调树立流域生态观念的必要性 ,建议从流域的角度出发进行综合整治     

大坝对河流生态系统的环境影响分析

在分析河流生态系统特征的基础上,从河流生态系统的非生态变量和生态变量角度研究了大坝对河流生态系统等方面的影响,认为大坝在发挥调蓄区域水资源、降低洪涝灾害、获得清洁能源等重要作用的同时,也对河流系统水文情势、形态、地貌、水质以及生态环境产生了不利影响,并建议大坝建设者和管理者通过应用现代技术、深入开展环境影响评价、制定利于生态环境的大坝运作模式等手段来减轻大坝对河流生态系统环境等方面的影响,实现可持续发展．     

Stream denitrification across biomes and its response to anthropogenic nitrate loading

Anthropogenic addition of bioavailable nitrogen to the biosphere is increasing and terrestrial ecosystems are becoming increasingly nitrogen-saturated, causing more bioavailable nitrogen to enter groundwater and surface waters. Large-scale nitrogen budgets show that an average of about 20-25 per cent of the nitrogen added to the biosphere is exported from rivers to the ocean or inland basins, indicating that substantial sinks for nitrogen must exist in the landscape. Streams and rivers may themselves be important sinks for bioavailable nitrogen owing to their hydrological connections with terrestrial systems, high rates of biological activity, and streambed sediment environments that favour microbial denitrification. Here we present data from nitrogen stable isotope tracer experiments across 72 streams and 8 regions representing several biomes. We show that total biotic uptake and denitrification of nitrate increase with stream nitrate concentration, but that the efficiency of biotic uptake and denitrification declines as concentration increases, reducing the proportion of in-stream nitrate that is removed from transport. Our data suggest that the total uptake of nitrate is related to ecosystem photosynthesis and that denitrification is related to ecosystem respiration. In addition, we use a stream network model to demonstrate that excess nitrate in streams elicits a disproportionate increase in the fraction of nitrate that is exported to receiving waters and reduces the relative role of small versus large streams as nitrate sinks.     

Nitrogen loss from unpolluted South American forests mainly via dissolved organic compounds.

Conceptual and numerical models of nitrogen cycling in temperate forests assume that nitrogen is lost from these ecosystems predominantly by way of inorganic forms, such as nitrate and ammonium ions. Of these, nitrate is thought to be particularly mobile, being responsible for nitrogen loss to deep soil and stream waters. But human activities-such as fossil fuel combustion, fertilizer production and land-use change-have substantially altered the nitrogen cycle over large regions, making it difficult to separate natural aspects of nitrogen cycling from those induced by human perturbations. Here we report stream chemistry data from 100 unpolluted primary forests in temperate South America. Although the sites exhibit a broad range of environmental factors that influence ecosystem nutrient cycles (such as climate, parent material, time of ecosystem development, topography and biotic diversity), we observed a remarkably consistent pattern of nitrogen loss across all forests. In contrast to findings from forests in polluted regions, streamwater nitrate concentrations are exceedingly low, such that nitrate to ammonium ratios were less than unity, and dissolved organic nitrogen is responsible for the majority of nitrogen losses from these forests. We therefore suggest that organic nitrogen losses should be considered in models of forest nutrient cycling, which could help to explain observations of nutrient limitation in temperate forest ecosystems.     

N2 production by the anammox reaction in the anoxic water column of Golfo Dulce,Costa Rica

In oxygen-depleted zones of the open ocean, and in anoxic basins and fjords, denitrification (the bacterial reduction of nitrate to give N2) is recognized as the only significant process converting fixed nitrogen to gaseous N2. Primary production in the oceans is often limited by the availability of fixed nitrogen such as ammonium or nitrate, and nitrogen-removal processes consequently affect both ecosystem function and global biogeochemical cycles. It was recently discovered that the anaerobic oxidation of ammonium with nitrite--the 'anammox' reaction, performed by bacteria--was responsible for a significant fraction of N2 production in some marine sediments. Here we show that this reaction is also important in the anoxic waters of Golfo Dulce, a 200-m-deep coastal bay in Costa Rica, where it accounts for 19-35% of the total N2 formation in the water column. The water-column chemistry in Golfo Dulce is very similar to that in oxygen-depleted zones of the oceans--in which one-half to one-third of the global nitrogen removal is believed to occur. We therefore expect the anammox reaction to be a globally significant sink for oceanic nitrogen.     

反应气氛对铝热还原氧化钛合成氮化钛的影响

研究在流动氮气和埋炭条件下铝热还原氮化TiO2的反应过程,借助于X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别测试和观察两种气氛中不同温度下处理后产物的物相组成和显微结构。结果显示,与流动氮气氛下一样,在埋炭气氛下采用铝热还原氮化法可以制备氮化钛复相材料,但处理气氛明显影响着铝热反应的程度及产物的形貌,在埋炭条件下处理后的产物中氮化钛含量、晶粒大小、晶格常数明显低于流动氮气氛下处理产物中上述各项值;热力学计算发现埋炭条件下铝除参与铝热还原反应外,还与炭粉床中氧发生反应,使参与铝热反应的金属铝不足,造成产物中有剩余的金红石存在。     

传统生物脱氮除磷与反硝化除磷脱氮工艺的比较

在介绍传统脱氮除磷工艺和反硝化除磷脱氮工艺过程的基础上,对两者的反应机理及脱氮除磷效果进行了比较和分析。     

氮负荷对烟气脱硫脱硝废水反硝化过程的影响

依据烟气脱硫脱硝废水的主要特征配制模拟废水,研究不同硝态氮负荷对该废水反硝化过程中C和N的变化规律及脱氮效果的影响．间歇式批次实验结果表明：氮负荷为50～400 mg/L时,经过12 h后硝态氮去除率达到95％以上,反应过程中有10％～20％硝态氮转化为亚硝态氮．随着氮负荷的增加,T OC的消耗量也在增加,但降解率逐渐减小,去除每毫克硝态氮所需TOC依次为5．40、4．03、3．15、2．96、2．88、2．32和1．9 mg ． TN的去除包括硝态氮、亚硝态氮和部分有机氮的去除,亚硝态氮完全去除时TN也基本去除．反应结束时,不同氮负荷下所需的△TOC/△TN为1．9～4．0．氮负荷从50 mg/L增加至400 mg/L ,容积反硝化速率由2．73 mg NO－3‐N /（L· h）增加至21．90 mg NO3－‐N /（L · h）．△TOC/△TN与容积反硝化速率、氮负荷之间都呈良好的线性关系．     

多孔混凝土综合生态效应的试验研究

通过模拟实际封闭水域的室内水质净化装置,研究了水体生物与多孔混凝土的生态适应性以及形成的综合生态效应对水质的净化效果.多孔混凝土综合生态效应的水质净化效果可通过总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸盐指数(CODMn)和悬浮固体浓度(SS)的去除量进行评价.试验表明:附着生长在多孔混凝土上的黄花水龙、杂藻、螺蛳以及微生物形成一个完整的微生态系统,6周后可使水体中TP的去除率均达到95%,TN的去除率达72.5%,CODMn去除率达到75%.提出了多孔混凝土水质净化的机理,即多孔混凝土作的多孔结构为水体中的生物提供了附着生长的空间,为水体生物多样性的增加,生态系统的完善提供了一个基础平台,其形成的生态系统具有良好水质净化效果.