秋茄人工湿地净化循环海水养殖废水效果

为了深入研究采用人工湿地方法处理循环海水养殖废水的可行性及其运行特性,以红树林植物秋茄(Kandelia candel)为湿地植物构建耐盐人工湿地,对循环海水养殖废水进行生物处理。该文对比研究了秋茄人工湿地与无植物人工湿地的处理效果,在系统启动17d后的稳定运行阶段,秋茄人工湿地对化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和氨氮(NH4+-N)的去除率分别在66.4%～73.8%和64.3%～72.4%,明显高于无植物人工湿地对COD56.7%～62.4%的去除率和对NH4+-N51.2%～57.5%的去除率;在总磷(total phosphorus,TP)去除方面,秋茄人工湿地和无植物人工湿地的去除率分别为55.7%～61.7%和54.3%～60.4%,两者并无明显差别。对人工湿地基质酶活性的分析发现,秋茄人工湿地的基质脲酶活性和磷酸酶活性均明显高于无植物人工湿地;同时在秋茄人工湿地基质床中,根系分布最多的表层0～5cm区域基质酶活性明显高于其他区域,表明秋茄的根部对于提高人工湿地基质床的生物活性及其去污能力发挥了显著的作用。对秋茄人工湿地水力条件的研究表明,表面水力负荷对系统去除有机物和氮有较明显的影响,表面水力负荷控制在0.1m3/(m2·d)及以下时,出水水质可达到国家渔业水质标准的要求。该文研究结果为循环海水养殖废水提供了一种生物处理途径。     

弧形筛及生物净化池净化陆基工厂化海水养殖废水的效果

为了研究陆基工厂化海水养殖废水理想的净化工艺,对山东省烟台市1个大型海水养殖厂的“弧形筛＋4级生物净化池”的废水净化系统进行了各项水质指标的定量检测。结果表明：系统对悬浮物与无机氮和无机磷的去除效果明显;经该系统处理后,养殖废水的溶解氧、pH值、电导率、温度和盐度在排放前已经达到自然海水的常规值;系统中的细菌总量和弧菌总量依废水流入的次序,在各级净化池之间呈现了下降趋势;净化池中底栖单胞藻则体现了丰富的生物多样性。利用废水净化池进行刺参养殖,还可创造显著的经济效益。研究结果证明,该套系统易于建造、废水处理能力强,是一种适合中国国情的理想的陆基工厂化海水养殖废水处理模式。     

水培番茄对甲鱼养殖废水的净化和滤清

采用温室内水培试验方法，研究了水培番茄对甲鱼养殖废水的净化和滤清作用。结果表明，水培番茄栽培系统对甲鱼养殖废水中的COD，NO2.3-N,NH4-N,P等有较高的净化率，其值分别为77％，33％，97％，100％。水培番茄植株根须和根毛对养殖废水中的悬浮物和固体残渣有良好的吸附和过滤性能，平均每棵植株部可吸附和沉淀大约10－12g固形物。     

盐度降低间歇曝气动态膜生物反应器净化水产养殖废水的效果

采用间歇曝气动态膜生物反应器(DMBR)处理不同盐度下的水产养殖废水,研究盐度对有机物降解和反硝化过程的影响。结果表明:当盐度在0～35g/L范围内,随着盐度的提高,由于盐度对微生物的抑制作用,在含盐条件下有机物降解和反硝化效率下降,间歇曝气动态膜生物反应器对水产养殖废水化学需氧量CODMn的去除率从89.5%下降到75.5%;出水总氮TN去除率从89.9%下降到74.4%。通过对有机物降解速率常数和反硝化速率常数的动力性模拟,CODMn降解速率常数和硝态氮NO3--N的降解速率常数随盐度的提高呈线性下降的趋势,其线性回归模型的决定系数分别为0.9838、0.9665。盐度对水产养殖废水反硝化过程的抑制作用要大于有机物降解过程。     

曝气对垂直流湿地处理水产养殖废水脱氮的影响

人工湿地作为一种有效的污水处理技术,现已被逐渐拓展到水产养殖业中。鉴于其与养殖竞争有限土地资源的弊端,如何构建节地高效型湿地成为未来研究的重点。曝气增氧是强化潜流湿地净化效能的重要措施之一,但是关于曝气强度以及净化效率与影响因素的关系仍缺乏深入系统的研究。为此,该文设计构建了7组不同要素组合的垂直流湿地小试系统,同步或分阶段探讨了曝气强化对垂直流湿地脱氮的影响。研究结果表明,无论曝气与否,构建的7组湿地系统于试验运行工况下都存在明显的硝化过程,且空气复氧和植物根系泌氧足以弥补硝化作用耗氧量。曝气增氧进一步强化了湿地内部的矿化和硝化过程;鉴于养殖废水不缺乏碳源(该研究各组湿地进水碳氮比在28.4~30.6之间),湿地内部的反硝化几率增大,导致曝气后总氮的去除效率提高。但是曝气条件下过高的溶解氧又会进一步抑制反硝化过程,从而也会导致系统总氮去除速率的下降。因此,对垂直流湿地而言,曝气强度不是愈高愈好。为了获得更高的脱氮效率,建议可以通过延长水力停留时间或者在垂直流湿地尾部增设水平潜流湿地来补充反硝化过程,进而提高系统对总氮的去除效果。     

固体碳源填充床反应器反硝化性能的研究

为了优化固体碳源填充床反应器的运行条件,以PLA/PHBV颗粒为碳源和生物膜载体,研究了水力负荷与硝态氮负荷对反应器反硝化性能的影响,并用扫描电镜观察碳源表面生物膜的形态。结果表明,在进水硝态氮浓度为100 mg·L-1,水力负荷为1.71~8.39 m3·m-2·d-1时,反硝化速率呈现先增加后降低的趋势,最大值为40.53 mg·L-1·h-1;随着水力负荷的提高,出水硝态氮浓度逐渐增加,而COD浓度逐渐降低;维持水力负荷在3.54 m3·m-2·d-1以下,可保证反应器的出水满足我国饮用水标准对硝态氮与亚硝态氮浓度的要求;维持水力负荷为5.30 m3·m-2·d-1,反应器的反硝化速率与进水硝态氮负荷线性相关（R2=0.937）,而硝态氮负荷对出水的COD浓度未发生明显影响;维持进水硝态氮负荷不高于0.16 kg·m-2·d-1,可保证反应器出水的硝态氮与亚硝态氮浓度满足国家标准。通过扫描电镜照片可以看出,PLA/PHBV颗粒表面的生物膜以球菌和杆菌为主,成簇定植在碳源颗粒表面。     

利用水葫芦净化养鳖废水的问题研究

甲鱼的代谢废物及残余饵料是养殖水体的主要污染源，同时也是可被水生植物（水葫芦）利用高能、优质的营养物质。针对在甲鱼废水池中养殖的用于净化水体的水葫芦经常出现幼叶发白症状的问题，采用4种处理来分析诊断其原因，即：（1）延长废水在水葫芦池中的停留时间；（2）用硝酸将原始废水的pH值调节到6．5左右；（3）添加微量Fe-EDTA;(4)先用硝酸将废水pH调至6．5左右后，再添加微量Fe-EDTA。试验表明，这4种方法均能使水葫芦克服缺绿症状而正常生长。考虑到废水处理的经济性，处理（1）和（2）具有一定的实用价值。     

反硝化技术对模拟养殖池塘修复的研究

浙江奉化市池塘的底泥经过反复培养、驯化,从中筛选、分离出反硝化细菌,在模拟实验条件下,研究其对不同浓度的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的去除情况,讨论反硝化菌种的生长情况。结果表明,在初始浓度为1、25、50mg·L^-1的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮模拟池塘中,随着实验的进行,对污染物的去除效果逐渐提高。其中在1mg·L^-1的浓度组中,3d内硝酸盐氮和亚硝酸盐氮去除率就分别达到了95．8％和90．2％;在25mg·L^-1的浓度组中,第6d硝酸盐氮和亚硝酸盐的去除率分别为93．8％和87．8％;在50mg·L^-1的浓度组中,第6d硝酸盐氮和亚硝酸盐的去除率分别为89．7％和78．7％。此外,反硝化菌对硝酸盐氮的去除效果略优于亚硝酸盐氮,而且硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的浓度越低,对其去除效果越好,达到稳定状态的时间越短。在模拟池塘中,菌种的生长情况与硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的浓度呈负相关,即污染物的浓度越高反硝化菌的生长情况越差。对反硝化菌的生态影响因子研究表明,其反硝化最适宜的pH值为6～7,温度为25～35℃;而且在同一pH值和温度条件下,硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度越低,反硝化菌对其去除效果越好。     

四种填料滤器处理养鱼废水的硝化性能

为了研究不同填料对海水养殖废水处理的硝化效能,并为生物滤器硝化动力学模型的构建、生物滤器的设计与管理提供基础数据支持,本文在5个化学耗氧量/总氨氮比0、0.8、2、6、12条件下,研究了竹制空心生化球、麦饭石、陶粒和生物滤球等4种填料的生物滤器去除模拟海水养殖废水中化学需氧量和总氨氮,以及生物膜微生物种群结构和数量的变化。结果表明：在低化学需氧量/总氨氮（＜6）条件下麦饭石填料的生物滤器具有最高的化学需氧量和总氨氮去除效能,最高分别可达850和21 g/(m3·d)（化学需氧量/总氨氮=0.8）;竹制空心     

海水养殖废水灌溉条件下SPAC系统中水盐肥通量研究

2004年4月～10月，在半湿润的莱州地区布置蒸渗试验，研究海水养殖废水灌溉条件下SPAC系统水盐肥通量。试验设5个处理，分别为CK（种作物，不灌溉）和淋洗分额（LF）为0．1、0．2、0．3、0．4的海水养殖废水灌溉处理。结果表明：对于淋洗分额为0．1、0．2、0．3、0．4的海水灌溉处理，用于土壤蒸发和作物蒸腾的海水养殖废水量分别占菊芋生育期总蒸散量的36．5％、36．2％、37．0％、37．3％；对于上述海水养殖废水灌溉处理，土壤耕层的盐分积累量分别为91．1、94．1、98．7、107．1g；而铵态氮的积累量分别为2．00、2．29、2．27、2．82mg，硝态氮的积累量分别为1．81、1．40、1．29、0．92mg，活性磷酸盐的积累量分别为3．03、2．68、2．44、1.67mg。因此，认为海水养殖废水灌溉在供给作物水分和养分方面起到积极作用，但需采取调控措施以防耕层土壤盐分过量积累。     

基于垃圾组分和粒径分布的垃圾处理模式

为探究生活垃圾中厨余类物质种类和热值在不同粒径段的分布规律,确定基于该粒径分布特征的处理模式,以北京南城地区2个转运站收集的生活垃圾为研究对象,将混合垃圾细分为<10,10～<20,20～<30,30～<40,40～<50,50～<60,60～<70,70～<80以及≥80 mm 9个粒径组,分析了不同粒径段垃圾的物理组成、含水率和热值的关系,应用模糊聚类分析法,确定了适合粒径属性的筛分工艺、处理技术和最终处理模式,并以现有筛分工艺为对比,分析了2种筛分工艺物料最终归宿的差异。研究结果表明,含水率和厨余垃     

半咸水人工湿地净化越冬养殖循环水的效果

为拓展人工湿地在水产养殖上的应用,该文研究了半咸水人工湿地的循环水越冬系统中暗纹东方鲀越冬养殖效果和净化效能。结果表明,经过166d越冬养殖,暗纹东方鲀越冬成活率(76.94±13.87)%,饵料系数5.49±1.77。在无任何外源能源加温的情况下,系统水温保持在暗纹东方鲀幼鱼的生存最低温度以上。在半咸水环境下(7.6‰～9.9‰),人工湿地对养殖水有良好的净化效果:总氮去除率为30.5%、总氨氮为69.6%、亚硝酸盐为96.1%、硝酸盐为9.7%、总磷为18.4%、COD为38.8%、总悬浮物为79.7%,循环水经过人工湿地后水质符合国家渔业用水标准;越冬期间,越冬养殖池水质状况良好;除TN和NO3-N在越冬期间的去除率比在夏季的明显低外,其他主要污染物的去除率与夏季比较没有明显变化。在试验负载范围内,系统去除量随进水污染负载量的增加而增加;通过建立预测模型预测出湿地养殖面积比值0.36～0.97,与实际值1.26相比,养殖密度尚有提高的空间。因此,人工湿地能持续有效地去除暗纹东方鲀越冬循环水养殖系统中的主要污染物,说明该系统能在越冬养殖生产实际应用。     

生活垃圾堆肥过程中有机态氮形态的动态变化

利用接种不同外源微生物进行城市生活垃圾的堆肥试验,研究在堆肥过程中不同形态有机态氮组分的变化规律。结果表明,随着堆肥的进行,全氮与酸水解性氮含量均呈下降的趋势,其中外源微生物处理能加速全氮与酸水解性氮含量的降低,但至堆肥结束时,与不加外源微生物处理相比,并没有引起氮素的损失。氨基酸态氮含量则呈现先降低后增加的趋势,堆肥结束时,外源微生物处理氨基酸态氮含量明显高于不加微生物处理,表明外源微生物处理可促进氨基酸态的形成;酰胺态氮与氨基糖态氮含量有相同的变化趋势,各处理都是在堆肥的升温期、高温期增加,随着堆肥温度的下降而降低,在堆肥的腐熟阶段,则呈现较为平稳的走势。但相对于堆肥的不同时期,由于处理不同,酰胺态氮与氨基糖态氮含量有明显的差异,其中外源微生物处理酰胺态氮含量明显低于不加微生物处理,而氨基糖态氮则相反。     

基于复合垂直流人工湿地的循环水养殖系统净化养殖效能与参数优化

该文对基于复合垂直流人工湿地(IVCW)的循环水养殖系统的净化效率、养殖效果和系统优化设计进行了研究.结果表明,在420 mm/d的水力负荷下,湿地可有效地去除循环水中的总悬浮物(去除率85%)、CODCr(去除率50%)、BOD5(去除率44%)、总氨氮(去除率53%)、亚硝酸盐(去除率83%)和硝酸盐(去除率54%),能够满足养殖用水的要求,整个试验期间系统实现了零污水排放.经过5个月的养殖,成功地将斑点叉尾鲴(Ictalurus punctatus)鱼苗(1.8 cm,0.08g)培育成鱼种(15.9 cm,33.9 g),成活率达到92.6%.在养殖容量、病害控制、成活率以及鱼体生长速度等方面均优于常规池塘养殖模式.建立了一个预测湿地与养殖池塘面积配比的数学模型,为实际应用和优化设计提供依据.     

分隔式循环水池塘养殖系统设计与试验

为了解决池塘养殖设施化程度低、净化能力不足和排污效果差等问题,设计了分隔式循环水池塘养殖系统。该系统由20%水面的吃食性鱼类养殖区和80%水面的滤杂食性鱼类养殖区构成,配置过水堰、螺旋桨式和水车式推流装置、集污和吸污装置等养殖系统设施和装备。性能测试结果表明:螺旋桨式推流装置提水动力效率为340 m~3/(k W·h),流量为204 m~3/h,空载噪音为60 d B;水车式推流装置提水动力效率为360 m~3/(k W·h),流量为180 m~3/h,空载噪音为67 d B;过水堰过水的总流量约为331 m~3/h,利用水循环装备实现水体流动可实现水体日交换量7 900 m~3,达到养殖池塘水体的50%左右。利用推流装置搅动水体,可实现水体大范围的对流,交替暴晒水体,增加水体中的溶解氧,试验池塘中下层溶解氧水平比对照塘高出59.5%,试验池塘叶绿素a浓度比对照塘低,说明一定程度上限制了浮游植物过渡繁殖。该养殖系统可为池塘健康养殖系统模式构建提供参考。     

Extractability of trace metals during co-composting of biosolids and municipal solid wastes

 Composts made from biosolids and municipal solid wastes contain heavy metals which may be exported outside soil systems by plants, animals and surface and subsurface waters after the compost has been added to soils. Chemical distributions of Cu, Zn, Cr, Pb, Ni and Co were determined by eight sequential extractions of co-composted materials sampled on days 0, 13, 27 and 41. The concentrations of residual Zn, Cr, Cu and Pb increased by 145, 124, 73.6 and 26.3% during the composting period, respectively, whereas the concentration of residual Ni remained relatively constant and that of Co decreased by 60% over the same period. These results show that co-composting contaminated residues substantially reduces the extractability and exchangeability of four out of six heavy metals, suggesting that the risks of entering the food chain and contaminating crops, animals and water reserves would be equally reduced. Fourier-transform infrared spectra showed that heavy metals in the compost are bonded to COO- groups of the organic matter. Received: 20 March 1998     

菌根对煤矿废弃物生态恢复的营养动力学影响

采取分次刈割的方法,对煤矿区废弃物中接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿的生长状况、营养吸收进行动态监测。结果表明,在煤矿区废弃物中,接种摩西球囊霉菌根真菌苜蓿的侵染率大于接种地球囊霉菌根真菌的侵染率。丛枝菌根真菌对宿主矿质营养吸收尤其是磷吸收有一定促进作用,接种菌根使植物从基质中吸收氮、磷的强度比对照高,在第6个月时磷含量达到高峰,而对照在第9个月时才达到高峰。     

Evolution of organic matter and nitrogen during co-composting of olive mill wastewater with solid organic wastes

 Four olive mill wastewater (OMW) composts, prepared with three N-rich organic wastes and two different bulking agents, were studied in a pilot plant using the Rutgers system. Organic matter (OM) losses during composting followed a first-order kinetic equation in all the piles, the slowest being the OM mineralisation rate in the pile using maize straw (MS). The highest N losses through NH₃ volatilisation occurred in the mixtures which had a low initial C/N ratio and high pH values during the process. Such losses were reduced considerably when MS was used as the bulking agent instead of cotton waste (CW). N fixation activity increased during the bio-oxidative phase before falling during maturation. This N fixation capacity was higher in piles with a lower NH₄ ⁺-N concentration. Only the composts prepared with OMW, CW and poultry manure or sewage sludge reached water-soluble organic C (C_W) and NH₄ ⁺-N concentrations and C_W/N_org and NH₄ ⁺/NO₃ ^– ratios within the established limits which indicate a good degree of compost maturity. Increases in the cation-exchange capacity, the percentage of humic acid-like C and the polymerisation ratio revealed that the OM had been humified during composting. The germination index indicated the reduction of phytotoxicity during composting. Received: 14 June 1999     

基于CFD的循环生物絮团系统养殖池固相分布均匀性评价

为探索循环生物絮团系统相对原位生物絮团系统在生物絮团分布均匀性方面的改善,以欧拉-欧拉多相湍流模型为理论框架,运用计算流体力学(computational fluid dynamics)技术,对两种系统养殖池固液气三相三维流动进行了数值模拟,分析了两种养殖池的液相速度云图、液相流线图以及固相分布特性。模拟结果表明:在水力停留时间为0.90 h时,循环养殖池流场相对复杂,流向变化较乱且分布于整个空间,紊流相对剧烈,流场速度大小分布更均匀,死区相对较少,固相主要分布在中心大范围区域,便于循环,在底部未出现沉积现象,能够避免生产中由于生物絮团在桶底角处的沉积造成厌氧病菌的滋生。另外,循环养殖池生物絮团固相体积分数约为0.1,比较适宜罗非鱼等养殖对象的生长。通过与实测数据对比,模型的模拟值误差均在20%之内,模拟结果可信,该研究说明循环生物絮团系统能够解决原位生物絮团系统中生物絮团分布不均匀以及流场死角多的问题。