焦岗湖本土水生植物的水质净化试验

[目的]针对淮南市焦岗湖近期污染物超标问题,开展本土4种水生植物进行水质净化试验,为焦岗湖利用水生植物修复水质提供可靠依据。[方法]在对淮南市焦岗湖水质检测的基础上,选取焦岗湖本土种植的泽泻(Alisma plantago-aquatica)、千屈菜(Lythrum salicaria)、石菖蒲(Acorus tatarinowii)以及金鱼藻(Ceratophyllum demersum)等水生植物为研究对象,在人工模拟自然条件下,研究其对焦岗湖水体中总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_3-N)、化学需氧量(COD)等污染物的去除效果。[结果]千屈菜、泽泻和石菖蒲对TN去除率较好;石菖蒲和金鱼藻对氨氮去除效果良好,千屈菜对TP去除效果最佳,而对于COD而言,4种水生植物均有较为理想的去除效果。[结论]所选取的4种水生植物对各污染物均有一定的去除效果,将水生植物的种植面积、数量和时间进行优化配置,可用于焦岗湖水质改良。     

集成生物净化系统用于鱼池水质控制的初步试验研究

该文提出了生物膜和水生植物的集成生物净化系统用于鱼池水质控制，通过人工配置营养盐和养鱼循环水体的净化试验研究，探讨了该集成生物净化系统对主要污染指标的净化能力和对养鱼循环水体的净化效果及规律。研究结果显示，由生物膜和水生植物组成的集成生物净化系统对氨氮的承载能力明显增强，当NH⁺₄的初始浓度在2.0 mg·L^-1以下时，净化效果显著，水质良好。该集成系统对养鱼循环水体中氨氮和有机物的去除率分别保持在80%和40%以上，对养鱼水体pH和DO也有良好的调节和改善作用。     

“零排放”复合生物净化模式用于循环水养鲍系统的试验研究

采用水生植物滤池(UB和PUB)和固定膜生物滤池（SB）的复合净化模式，对鲍鱼养殖水体和系统排放水体进行净化，实现了循环水养鲍系统的清洁生产。试验结果表明，植物滤池UB对养殖水体中总氨氮(TAN)具有很高的吸收效率，从而降低了SB的硝化负荷，大大减少了TAN、NO^－₂-N、NO^－₃-N和COD的积累，在整个试验过程中，养殖水体中TAN、NO^－₂-N、NO^－₃-N和COD的浓度分别低于0.19、0.01、1.75和1.20 mg/L。由于UB滤池的吸收作用和SB的硝化作用，养殖水体中PO^3-₄的浓度一直保持在0.30 mg/L以下。另外，这种复合净化模式具有调节水体pH值的作用，在试验期间，养殖水体中的pH值一直保持在8.11～8.14的良好水质范围，对鲍鱼的养殖十分有利。系统排放水经另一植物滤池PUB吸收净化后，PO^3-₄浓度降至0.22 mg/L 以下，NO^-₃-N的浓度甚至降至0.10 mg/L以下。本文还建立了养殖循环水体中无机氮的循环模型，用于对养殖水体中TAN、NO^－₂-N和NO^－₃-N的预测和控制。     

猪场废水常温短程硝化特性

为实现短程脱氮处理高氨氮猪场废水,在非限制溶解氧条件下,采用序列式活性污泥法（SBR）工艺处理某猪场废水,考察了温度、氨氮质量浓度及曝气时间等因素对短程硝化特性的影响。试验结果表明,SBR工艺能够有效去除猪场废水中的氨氮,处理效果稳定,且全部试验过程均有短程硝化现象发生,短程硝化的实现为低化学需氧量（COD）、高质量浓度尿素废水处理工艺的优化奠定基础。当进水氨氮质量浓度在250 mg/L以下时,氨氮质量浓度和反应温度（即使其在15℃时）对氨氮去除效果和亚硝酸盐积累率影响不大,二者均在80%左右,长时间曝气并未对短程硝化造成影响;高质量浓度氨氮废水生物处理过程中,亚硝酸盐积累是游离氨（FA）和游离亚硝酸（FNA）共同抑制作用的结果。     

填料碳种类对蚯蚓生物工程床净化畜禽养殖污水的影响

蚯蚓对不同种类填料碳的分解转化特征各异,继而影响蚯蚓生物工程床净化养殖污水的效果。为明确填料碳种类对净化畜禽养殖污水的影响特征,以水稻秸秆和水稻秸秆生物炭为生物工程床碳源填料,采用间隙式布料方式,连续22 d监测进水和出水水质。结果表明:秸秆填料的生物工程床对畜禽养殖污水特征污染物平均削减量分别为硝态氮67.2%,氨氮81.4%,总氮79.5%,磷酸盐29.9%,总磷35.2%,COD 21.4%,EC值77.8%;秸秆填料的生物工程床中添加蚯蚓后改变了特征污染物削减量,提升平均削减量分别为氨氮11.1%、总氮10.4%、磷酸盐17.8%、总磷73.9%和COD 27.3%,降低平均削减量分别为硝态氮10.3%和EC值3.4%;生物炭填料的生物工程床对畜禽养殖污水特征污染物平均削减量分别为硝态氮36.8%,氨氮86.2%,总氮53.4%,磷酸盐21.2%,总磷33.3%,COD 33.3%和EC值51.7%;生物碳填料的生物工程床添加蚯蚓后改变特征污染物削减量,削减量平均提升分别为硝态氮0.4%、氨氮1.4%、总氮10.6%、磷酸盐26.0%、总磷29.5%、COD 39.2%和EC值0.7%。秸秆填料和生物炭填料的生物工程床对出水p H值增加量平均为3.1%和7.7%,添加蚯蚓后出水p H值下降,平均下降率为0.1%和7.7%。总之,填料碳种类和蚯蚓活动显著影响生物工程床净化养殖污水的效果,秸秆填料有利于畜禽养殖污水硝态氮、总氮、磷酸盐、总磷和EC值削减;生物炭填料有利于畜禽养殖污水氨氮和COD削减,并显著增加出水p H值。生物工程床添加蚯蚓后明显提高畜禽养殖污水氨氮、总氮、磷酸盐、总磷和COD的削减,但不利于硝态氮削减。     

猪场废水生化处理工艺研究

针对猪场废水有机物、氮、磷含量高的特征，应用上流式厌氧污泥床(UASB)和序批处理反应器(SBR)相结合废水处理工艺，研究了不同水力负荷条件下对COD、BOD、氨氮去除率的影响。研究结果表明，在COD 2～8 kg/(m³·d)条件下，COD的去除率在60%～73%之间，效果较稳定；SBR在去除氨氮中效果十分明显，去除率达80%～95%。     

汾河运城段河流水质评价

基于长期的水质监测数据,应用水质标识指数法,对汾河运城段2005—2009年的水质进行了评价,得出了新绛站监测断面和河津大桥监测断面的地表水环境质量级别。结果表明,该河段COD,BOD5和氨氮这3项因子超标严重,且氨氮的污染指数最大,不能满足相应的水环境功能要求,水质不能达到地表水环境质量标准。总体来看,须对汾河运城段的COD,BOD5和氨氮等污染物加以严格控制。研究结果可为运城市地表水资源规划、管理与保护提供科学依据。     

2种植物浮床对含抗生素养殖废水的净化效果

[目的]探讨湿地植物种类、浮床覆盖面积和处理时间3个因素对含抗生素养殖废水净化效果的影响,为高效利用湿地植物浮床技术去除养殖废水中的传统污染物和抗生素提供依据。[方法]分别利用巴拉草(Brachiaria mutica)和短叶茳芏(Cyperus malaccensis Lam. var.brevifolius)构建了植物浮床,每种植物浮床设置了20%,40%,60%这3个水面覆盖面积,监测了植物浮床在不同处理时间对养殖废水中的化学需氧量(COD)、氮磷和磺胺嘧啶的净化效果。[结果]各处理水质各指标随着运行时间持续变好:pH值变中性;溶解氧(DO)含量增加;氧化还原电位(ORP)上升;COD,氨氮(NH_3-N),总氮(TN),总磷(TP)和抗生素磺胺嘧啶(SDZ)浓度持续降低;不同植物种类对水体pH值和ORP值,DO和COD的含量无显著影响,但显著影响水体营养盐的去除;巴拉草浮床对水体中NH_3-N,TN和TP的去除效果优于短叶茳芏浮床;两种植物对SDZ的去除效率相当;总体上,60%的覆盖面积更加有利于水体中污染物的去除,但不利于DO扩散。[结论] 60%覆盖面积的巴拉草浮床,在运行47 d时,去除养殖废水中COD(88%),NH_3-N(97%),TN(89%),TP(94%)和SDZ(43%)的效果最好。     

两种水生植物对重富营养化水体修复效果研究

为了探索重富营养化水体的植物修复方法,在人工模拟条件下选取了两种水生植物伊乐藻(Elodea nuttallii)和黄花水龙(Jussiaea stipulacea Ohwi),采用漂浮生长方式对富营养化水体中养分的去除效果进行研究。结果表明:沉水植物伊乐藻在水面漂浮条件下可起到净化水体的作用,对总氮、氨态氮、硝态氮、总磷、COD、叶绿素a的去除率分别为62.9%,90.83%,53.90%,71.21%,43.33%,50.05%;漂浮植物黄花水龙对上述污染物的去除效果分别为93.56%,97.38%,99.44%,97.74%,52.49%,58.34%。变异分析表明,两者对这些养分的去除达到了显著水平(P<0.05)。黄花水龙对上述污染物的去除效果明显好于漂浮培养条件下的伊乐藻,适合重富营养化水体中养分的去除,而伊乐藻则在水质维持方面发挥更大作用。     

活水公园复合人工湿地春夏净化效果对比研究

依托成都市活水公园复合人工湿地系统,于2011年1-6月,对该人工湿地系统水流沿程主要水质指标（TN,NH₃—N,TP,DP）进行监测及处理效果分析,以深入研究不同季节人工湿地水流沿程污染物的净化规律。结果表明:主要污染物总氮、氨氮、总磷及溶解性磷的去除率春季分别为45.5%,65.7%,77%,72.6%,夏季分别为56.9%,87.1%,76.9%,73.7%,对氮的去除效果存在季节性差异,而对磷的去除效果差异性不明显;并联的人工湿地塘床区左湿地系统各主要污染物净化效果明显高于右湿地系统,对氮、磷的去除率平均高4%和6%。研究认为,活水公园复合人工湿地系统春夏对不同污染物的净化存在季节差异,人工湿地塘床区不同植物组合与配置对人工湿地处理效果会产生一定的影响。     

膜生物反应器处理猪场污水研究

为探讨膜生物反应器(MBR)处理猪场污水的可行性和膜生物反应器的运行、操作条件，为膜生物反应器在处理猪场污水中的应用提供必要的基础参数，该文采用U型中空纤维膜和L式中空纤维膜生物反应器，对不同的化学需氧量(COD)及氨氮(NH⁺₄-N)进水浓度、溶解氧水平(DO)、污泥龄(SRT)进行了4种工况试验研究。结果表明，MBR作为猪场污水处理好氧段是可行的，当进水COD平均浓度为1860 mg/L，U型、L式膜平均去除率分别为84.10％，81.20％；NH⁺₄-N进水平均浓度为511 mg/L，U型、L式膜平均去除率分别为93.81％，93.61％。     

零排放循环流水水产养殖机械—细菌—草综合水处理系统研究

零排放技术是循环流水水产养殖实现可持续发展的关键之一，该文以机械—细菌—草综合水处理系统为基础进行零排放循环流水水产养殖，生产系统的两个养殖池(各1.325 m³水)共养殖淡水白鲳(Colossoma brachypomum)62尾(平均体重208.3±28.6 g，养殖密度4.87 kg/m³)。经过25 d的运行，养殖池NO^-₃-N、TAN(总氨氮)、TN(总氮)、TP(总磷)、COD(化学需氧量)、pH等水质指标基本维持稳定(p<0.05)，NO^-₂-N和SS(悬浮物)显著下降。在处理系统中，机械过滤器和生物滤器的大多数水质指标显著优于沉淀器沉淀区水质(p<0.05)。沉淀器沉淀区的高浓度污液定期(每天34.3 L)输送到植物滤器，间隔循环灌溉2.55 m² NFT培高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)，并定期(每4 d一次)回流重复利用。牧草的净化使水质发生了显著的改善(p<0.01)，NO^-₃-N、NO^-₂-N、SS的净化率超过90%，TN、TP的净化率超过85%，TAN和COD的净化率为45.2%和71.6%，此外，回流水的EC和pH显著高于污液，每次回流67.5±6.0L。淡水白鲳日增重4.55 g，饲料系数1.610。     

四川省龙泉湖表层沉积物与表层水体中各种形态氮含量及其相关关系

以四川省龙泉湖湖泊表层沉积物和表层水体为研究对象,分析了表层沉积物的各种水溶性氮含量和表层水体的硝态氮和氨氮的含量。结果表明,表层沉积物中水溶性总氮、水溶性氨氮和水溶性硝态氮的平均含量分别为6.64,1.22和2.83mg/kg,水体中硝态氮和氨氮的平均含量分别为5.09和0.05mg/L;表层水体和表层沉积物中的硝态氮含量无显著相关关系,但表层水体和表层沉积物中的氨氮含量呈显著正相关,说明表层水体中氨氮可能是由沉积物释放而来。     

模拟降雨条件下垄沟坡度对溶解态氮磷流失的影响

为揭示不同垄沟坡度对径流中溶解态氮、磷流失的影响,采用人工模拟降雨试验,设置4个垄沟坡度处理(0°,9°,18°和27°),研究了不同垄沟坡度对径流中速效磷(PO_4~(3-)—P)、硝态氮(NO_3~-—N)和铵态氮(NH_4~+—N)浓度和流失量的影响;并利用Inorganic—N/PO_4~(3-)—P、NO_3~-—N/PO_4~(3-)—P和NH_4~+—N/PO_4~(3-)—P 3种氮磷比,评价不同处理的富营养化风险。结果表明:(1)在降雨过程中,4个垄沟坡度处理径流中PO_4~(3-)—P、NO_3~-—N和NH_4~+—N浓度随时间均呈锯齿状变化;其流失量随时间变化均呈先增加后以锯齿状变化的趋势,且波动幅度大,最大值(16.60,1 020.73,48.35 mg)分别出现在垄沟坡度为0°,0°和9°处理。(2)4个垄沟坡度处理间相比较,径流中PO_4~(3-)—P和NH_4~+—N流失量均表现为0°9°27°18°,其浓度最大值(0.50,1.08 mg/L)和最小值(0.37,0.76 mg/L)均分别出现在垄沟坡度为9°和18°处理;而径流中NO_3~-—N浓度和流失量均在垄沟坡度0°处理时为最大值(30.68 mg/L和64.16 mg/m~2),18°处理时为最小值(21.78 mg/L和42.22 mg/m~2)。(3)Inorganic—N/PO_4~(3-)—P率和NH_4~+—N/PO_4~(3-)—P率表明4个垄沟坡度处理径流中均存在一定的富营养化风险。其中,垄沟坡度为0°处理的径流富营养化风险水平最高,27°处理的径流富营养化风险水平最低。研究结果可为横坡垄作的水土流失及养分流失评价、预测以及防治提供科学依据。     

Simultaneous Pollutant Removal and Electricity Generation in a Combined ABR-MFC-MEC System Treating Fecal Wastewater

Simultaneous power generation and fecal wastewater treatment were investigated using a combined ABR-MFC-MEC system (anaerobic baffled reactor-microbial fuel cell-microbial electrolysis cell). The installation of multi-stage baffles can benefit retaining the suspended solids in the system and help separate the hydrolysis-acidification and the methanogen processes. The efficiencies of the nitrification-denitrification process were improved because of the weak current generation by coupling the microbial electrochemical device (MFC-MEC) with the ABR unit. Maximum removal rates for chemical oxygen demand (COD) and ammonia nitrogen (NH₄ ⁺-N) were 1.35 ± 0.05 kg COD/m³/day and 85.0 ± 0.4 g NH₄ ⁺-N/m³/day, respectively, while 45% of methane (CH₄), 9% of carbon dioxide (CO₂), and 45% of nitrogen gas (N₂) contents in volume ratio were found in the collected gas phase. An average surplus output voltage of 452.5 ± 10.5 mV could be achieved from the combined system, when the initial COD concentration was 1500.0 ± 20.0 mg/L and the initial NH₄ ⁺-N concentration was 110.0 ± 5.0 mg/L, while the effluent COD could reach 50.0 mg/L with an HRT of 48 h. The combined process has the potential to treat fecal wastewater efficiently with nearly zero energy input and a fair bio-fuel production.     

生态型多层养鳖装置的试验研究

介绍了生态型多层养鳖装置的结构原理。成鳖养殖试验表明，养鳖水经过红萍的生物净化后可以循环使用，水体中NH⁺₄-N含量保持在10 mg/L以下，成功实现高密度、超浅水、集约化养鳖。     

哈尼梯田生态系统地表水不同形态氮含量时空分布特征

为探讨哈尼梯田生态系统天人合一的水分和营养元素的利用模式,揭示哈尼梯田生态系统氮素时空变化规律,明确土地利用对氮浓度的影响,为哈尼梯田的水环境保护和可持续发展提供科学依据。以元阳县全福庄小流域为研究对象,应用Kriging空间插值法分析了该系统地表水氮素的时空分布特征。结果表明:(1)除NO_3~--N浓度在夏季和冬季呈强变异外,其他N浓度在不同季节的变异系数均小于100%,表现为中等程度变异。(2)梯田中下部TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度变幅都较大,分别为0.103~0.849,0.010~0.143,0.052~0.446mg/L,森林地表水中TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度的变幅都相对较小,分别为0.108~0.471,0.003~0.102,0.058~0.164mg/L。(3)TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的块金系数均小于50%,各季节均有较强的空间自相关性。TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的变程均在1 000m以内,表明各指标各个季节分别在不同尺度范围内分布连续,存在空间自相关性。(4)通过Kriging插值法得知,不同季节TN、NO_3~--N,NH_4~+-N地表水浓度从整体上为村庄梯田河流森林的分布规律。     

多层抽屉式循环水幼鲍养殖系统及养殖效果

为了提高皱纹盘鲍的养殖效果,该文设计了多层抽屉式循环水养殖幼鲍系统,分析了养殖期间系统的水质指标和耗能量,及不同养殖密度下幼鲍的生长率和成活率。结果表明,该系统适宜的幼鲍养殖密度为150个/屉(70cm×40cm×10cm/屉),为流水式养鲍密度的6～9倍。试验过程中水温、溶解氧、pH值、盐度、NH4+-N和NO2-N指标均达到幼鲍生长条件,NH4+-N和NO2-N体积质量基本稳定在0.023～0.065mg/L和0.014～0.041mg/L范围内。试验期间总耗电量为688.88kW·h,其中海水加热占总耗电量19.62%,相当于每天1.287kW·h耗电量,大约是流水式养殖加热耗能的1/7。该研究表明,多层抽屉式循环水养鲍系统是一种安全、高效、节能减排的养殖模式。该系统可供选择养鲍设施时参考。     

Responses of Root Growth and Nitrogen Transfer Metabolism to Uniconazole,a Growth Retardant,during the Seedling Stage of Soybean under Relay Strip Intercropping System

Relay strip intercropping of soybean has been widely developed in the southwest of China to secure China's soybean production. However, due to the shading from maize, soybean plants are thin and have a poor root system. Uniconazole is a plant-growth retardant that could enhance root vigor; increase root length, root volume, and root dry weight; and affect nitrogen (N) metabolism. To understand the effects of uniconazole on the root growth and N-transfer metabolism of soybean seedlings under relay strip intercropping, the changes in some morphological characteristics of root, dry-matter weight, root vigor, nitrate (NO₃ ^?)-N, ammonium (NH₄ ⁺)-N, and amino acid of xylem sap after seed treatment with uniconazole powder (0, 2, 4, and 8 mg kg^?1 seed) were investigated. Main root length, total lateral root lengths, first lateral root numbers, root nodule numbers, root vigor together with bleeding sap, bleeding sap–top ratio, root dry weight, and root/shoot ratio were increased, indicating uniconazole improved soybean root system in relay strip intercropping. Uniconazole powder treatment could increase NO₃ ^?-N, NH₄ ⁺-N, and total amino acid of xylem sap, to increase the potential of leaf and root N reduction and assimilation, and increase of leaf and root N contents. Thus, results suggested that uniconazole treatment can improve root growth and N transfer mechanism of soybean to support its further growth.     

N-Source Effects on Temporal Distribution of NO3-N Leaching Losses to Subsurface Drainage Water

Understanding the temporal distribution of NO₃-N leaching losses from subsurface drained ‘tile’ fields as a function of climate and management practices can help develop strategies for its mitigation. A field study was conducted from 1999 through 2003 to investigate effects of the most vulnerable application of pig manure (fall application and chisel plow), safe application of pig manure (spring application and no-tillage) and common application of artificial nitrogen (UAN spring application and chisel plow) on NO₃-N leaching losses to subsurface drainage water beneath corn (Zea mays L.)–soybean (Glycine max L.) rotation systems as a randomized complete block design. The N application rates averaged over five years ranged from 166 kg-N ha^?1 for spring applied manure to 170 kg-N ha^?1 for UAN and 172 kg-N ha^?1 for fall applied manure. Tillage and nitrogen source effects on tile flow and NO₃-N leaching losses were not significant (P?<?0.05). Fall applied manure with CP resulted in significantly greater corn grain yield (10.8 vs 10.4 Mg ha^?1) compared with the spring manure-NT system. Corn plots with the spring applied manure-NT system gave relatively lower flow weighted NO₃-N concentration of 13.2 mg l^?1 in comparison to corn plots with fall manure-CP (21.6 mg l^?1) and UAN-CP systems (15.9 mg l^?1). Averaged across five years, about 60% of tile flow and NO₃-N leaching losses exited the fields during March through May. Growing season precipitation and cycles of wet and dry years primarily controlled NO₃-N leaching losses from tile drained fields. These results suggest that spring applied manure has potential to reduce NO₃-N concentrations in subsurface drainage water and also strategies need to be developed to reduce early spring NO₃-N leaching losses.