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浮萍塘中氮归趋模式模拟分析

环境科学 2006年第10期27卷 1963-1968页

作者：彭剑峰宋永会袁鹏王宝贞中国环境科学研究院北京100012 哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090

通过模拟分析浮萍塘中氮的循环迁移过程,考察了N主要迁移途径对各形态氮的去除贡献,并确定了水环境季节变化对氮循环过程影响.模拟结果显示:浮萍塘中氮的去除主要通过硝化/反硝化作用实现,而有机氮沉降以及氨氮挥发作用对TN去除贡献仅为... 详细信息

通过模拟分析浮萍塘中氮的循环迁移过程,考察了N主要迁移途径对各形态氮的去除贡献,并确定了水环境季节变化对氮循环过程影响.模拟结果显示:浮萍塘中氮的去除主要通过硝化/反硝化作用实现,而有机氮沉降以及氨氮挥发作用对TN去除贡献仅为2.1%.浮萍塘中氨氮和硝态氮的变化主要受硝化和反硝化作用影响;有机氮主要受藻类腐败以及氨化作用影响;底泥中氮的变化主要由有机氮沉降和底泥中氮氨化过程控制.此外,浮萍塘能有效去除水体中藻类,并维持藻类的较低含量;浮萍主要通过促进硝化/反硝化速率来提高系统对TN的去除能力.

关键词： N循环迁移转化机制动力学模型硝化/反硝化浮萍塘

曝气时长对中试曝气塘-浮萍塘联合系统中污染物去除的影响

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环境工程学报 2021年第6期15卷 2133-2142页

作者：杨月姣刘昱洁陈小弯朱广杨寅芳丁雅恬赵永贵云南大学生态与环境学院昆明650091 云南省高原山地生态与退化环境修复重点实验室昆明650091

浮萍塘污水处理技术具有管理简便、运行成本低、可资源化回收氮磷污染物等优势。然而,因水体溶解氧(DO)不足造成的污染物去除率低的问题限制了该技术的推广应用。为此,本研究在浮萍塘前端引入曝气塘,构建中试曝气塘-浮萍塘联合系统,借... 详细信息

浮萍塘污水处理技术具有管理简便、运行成本低、可资源化回收氮磷污染物等优势。然而,因水体溶解氧(DO)不足造成的污染物去除率低的问题限制了该技术的推广应用。为此,本研究在浮萍塘前端引入曝气塘,构建中试曝气塘-浮萍塘联合系统,借此增加浮萍塘DO含量,并进一步考察了曝气时长(0、0.5、1、2和4 h)对污染物去除效果及浮萍生长的影响,以此探寻低耗高效的最佳曝气时长。结果表明,曝气塘可有效降低水体的浊度,但对氮磷去除的贡献较小,氮磷的去除以浮萍塘为主。曝气处理可显著提高曝气塘及浮萍塘水体DO含量和氧化还原电位(Eh),且DO和Eh随曝气时长的增加而上升。此外,曝气处理还能显著促进浮萍生长及其污染物的去除,但促进效果并未简单地随曝气时长的增加而提高。其中,TN、氨氮和浊度的去除率在曝气时长1 h时已基本达到峰值(去除率分别为58.4^(2)%、61.89%和89.90%),TP去除率虽在曝气时长4 h时最大(81.44%),但与曝气时长0.5 h(73.05%)相比并无显著差异;浮萍虽在曝气时长^(2) h时干基生长速率最高(8.00 g·(m^(2)·d)^(-1)),但与曝气时长0.5 h和1 h(7.35 g·(m^(2)·d)^(-1)左右)相比也无显著差异,而曝气成本却成倍增加。因此,综合考虑污染物去除、浮萍生长及曝气成本,建议曝气时长不宜高于1 h,推荐0.5~1 h为佳。以上结果可为曝气塘-浮萍塘联合系统的应用及曝气时长的选择提供参考。

关键词：中试联合处理系统曝气塘浮萍塘曝气时长浮萍生长污染物去除

浮萍塘系统中氮去除及甲烷排放相关菌群组成及其丰度研究

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浮萍塘系统中氮去除及甲烷排放相关菌群组成及其丰度研究

作者：舒香娣云南大学

学位级别：硕士

浮萍,作为全球广泛分布的小型浮水植物,因能直接吸收水体营养物并生产富含蛋白淀粉的高品质生物质,被广泛用于污水处理。然而,研究发现,基于浮萍构建的塘系统在污水处理过程中存在突出的甲烷排放现象,并且氮去除及甲烷排放明显受环境因... 详细信息

浮萍,作为全球广泛分布的小型浮水植物,因能直接吸收水体营养物并生产富含蛋白淀粉的高品质生物质,被广泛用于污水处理。然而,研究发现,基于浮萍构建的塘系统在污水处理过程中存在突出的甲烷排放现象,并且氮去除及甲烷排放明显受环境因素,如浮萍覆盖、底泥及季节因素等的影响,推测该影响与系统中的相关微生物菌群有关,为进一步证实该推测并揭示其影响过程,为浮萍塘应用的综合管理提供科学依据和技术指导,开展本项研究。本研究以常年稳定运行的有无浮萍覆盖及有无底泥的塘系统为对象,结合分子生物学和传统纯培养方法,通过浮萍塘微生物群落组成及浮萍附生功能菌株的分离的研究,探寻浮萍覆盖及底泥如何通过影响塘系统中的功微生物进而影响氮去除及CH排放。结果表明:(1)浮萍塘的底泥中含有种类丰富的产甲烷古菌(含6个产甲烷菌群目),底泥的存在促进了甲烷的产生,但底泥中产甲烷菌丰度的季节变化并不直接影响甲烷的产生,甲烷产生可能与产甲烷菌活性的相关性更大。在浮萍塘系统中添加底泥能降低浮萍附生细菌的丰富度,但对多样性影响较小。同时,底泥对浮萍附生细菌及水体细菌群落有一定影响,但影响较小,相对而言,季节变化对水体细菌和浮萍附生细菌群落的影响更为重要。然而,底泥中细菌和古菌稳定性较高,受季节影响较小。此外,浮萍植株和水体均含有较为丰富的甲烷氧化菌,底泥能显著增加水体中甲烷氧化菌的丰度,但对浮萍附生甲烷氧化菌的影响无明显规律。(2)浮萍覆盖增加了塘系统底泥中产甲烷菌群的丰度及古菌群落的稳定性,但产甲烷菌丰度的增加并未促进甲烷的产生。同时,浮萍覆盖也能增加塘系统中底泥和水体细菌的多样性及丰富度,并显著影响底泥细菌群落组成,但对水体细菌群落的影响较少,水体细菌群落更多受季节因素影响;在甲烷氧化菌丰度方面,浮萍覆盖能增加水体中甲烷氧化菌的丰度。此外,浮萍附生菌群中包含有大量与氮循环及甲烷排放相关的功能菌群,如甲烷氧化菌(Methylophilus)、反硝化细菌(Pseudomonas)、固氮菌(Rhizobium)等,其功能和作用有待通过分离纯化及性能研究进行揭示。(3)从浮萍塘系统的浮萍根系样品中分离得到一株甲烷氧化能力较强的甲烷氧化菌株DMO-1,经鉴定,该菌株属于Methylomona属,命名为Methylomonas ***-1。该菌株能以甲醇或甲烷为唯一碳源生长,在不同的甲烷浓度中均表现出较高的甲烷氧化能力,最高的CH氧化速率可达到0.40μmol/h/mL,高于大部分已报道的菌株。DMO-1与浮萍的共培养研究表明Methylomonas ***-1还具有浮萍促生作用,是目前已知的第一株具有CH氧化能力的浮萍促生菌(PGPB),同时,浮萍也能促进DMO-1的生长,并增强DMO-1的CH氧化效率。(4)在浮萍附生好氧反硝化菌富集过程中,向富集液中添加不同浓度浮萍分泌物或研磨物,均能影响富集液中细菌的组成及多样性。从6种富集液中共获得5株潜在反硝化菌,其中Pseudomonas属的菌株DN9和DN10在好氧和厌氧条件下,均表现出极好的硝酸盐反硝化去除能力,可在24小时内将浓度约120 mg/L的硝酸盐氮从培养液中基本完全去除,然而,伴随硝态氮的去除,亚硝态氮出现积累且无下降趋势,表明菌株DN9和DN10仅能将硝酸盐氮还原成亚硝酸盐氮,不具有进一步还原亚硝酸盐氮的能力。此外,还分离得到一株Sphingorhabdus属的浮萍附生优势菌株DN15,但在本研究条件下并未检测到该菌株具有反硝化能力,有待进一步研究。总体而言,不同环境因素,如底泥、浮萍覆盖、季节差异等均不同程度影响塘处理系统各组分(如水体、底泥和植物)的微生物群落,进而影响浮萍塘的氮去除及CH排放。相关发现对浮萍塘的应用具有一定的现实指导意义,例如:底泥的存在为浮萍塘提供了丰富的产甲烷菌进而增加CH的产生,底泥的定期清理十分必要;塘系统中浮萍的存在可以为许多功能微生物,如甲烷氧化菌、硝化细菌和反硝化菌等的生长和聚集提供支撑,更有利于系统中氮去除及CH的减排,因此适当的浮萍覆盖较为有利。此外,本研究从浮萍样品中分离得到的甲烷氧化菌和好氧反硝化菌,有较强的甲烷氧化能力和反硝化能力,能为浮萍塘系统或其他塘系统的微生物强化提供重要的微生物资源。

关键词：浮萍塘微生物群落产甲烷菌甲烷氧化菌反硝化细菌

浮萍塘处理系统污染物去除和温室气体排放特征及其影响因素研究

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浮萍塘处理系统污染物去除和温室气体排放特征及其影响因素研究

作者：土琦云南大学

学位级别：硕士

近年来,水环境污染及温室气体增加引起的全球气候变暖已成为国际社会公认的全球性问题。浮萍塘处理系统因具有成本低、浮萍易打捞及能将氮磷污染物转化为富含蛋白淀粉的浮萍生物质等优势,广泛应用于水体污染治理,但其作为水生生态系统... 详细信息

近年来,水环境污染及温室气体增加引起的全球气候变暖已成为国际社会公认的全球性问题。浮萍塘处理系统因具有成本低、浮萍易打捞及能将氮磷污染物转化为富含蛋白淀粉的浮萍生物质等优势,广泛应用于水体污染治理,但其作为水生生态系统的组成部分,也能向大气排放温室气体。探究浮萍塘污染物去除和温室气体排放特征及其影响因素,对实质性促进浮萍塘的规模化应用极为重要。本研究以位于昆明滇池畔的多个中试浮萍塘处理系统(表面积12m2或8m2)为对象,通过设置四个实验组并进行长期连续运行(一年以上),研究浮萍自然生长覆盖(无打捞)、进水营养负荷、覆盖密度、水深等对浮萍塘污染物去除及温室气体排放的影响。结果表明:(1)浮萍长期自然生长覆盖(不打捞)的浮萍塘,会因覆盖度较厚导致浮萍大量死亡,生长速率较低(年均仅2.66g/m2/d),并隔绝了水体与大气间的气体交换,降低水体溶解氧(DO)、pH及底泥氧化还原电位(ORP);也不利于系统对COD、TN、TP、氨氮和浊度的去除(年均去除率分别为28.76%,17.25%,23.14%,8.01%和-98.05%),尽管能减少温室气体CO2和N20的排放,但也增加CH4的排放,综合温室效应潜能较高(4035.56 g CO2/m2/yr),远高于无浮萍覆盖的氧化塘(2749.96 g CO2/m2/yr)。表明浮萍长期自然生长覆盖不利于浮萍塘系统的应用,有必要对诸如覆盖密度、水体营养负荷、水深等重要参数进行研究和有效管控。(2)通过定期打捞并控制浮萍覆盖密度为825 g湿重/m2(约300%)的措施管控浮萍塘,浮萍的年均生长速率提高至6.66g/m2/d,对污水COD、TN、TP、氨氮和浊度的去除率分别提高至年均45.48%,34.74%,59.15%,33.39%和65.73%,同时,有效减少温室气体排放,降低全球温室效应潜能(2815.22 g CO2/m2/yr)。(3)对进水营养负荷的影响研究发现,高营养负荷显著抑制了浮萍塘系统浮萍的生长速率(低高营养负荷年均分别为7.47 g/m2/d和6.77 g/m2/d),显著降低水体DO和ORP,以及污染物的去除率,但污染物去除速率较高,并培养出高碳氮磷(CNP)含量的浮萍(年均碳约39%,粗蛋白约30%,磷约1.2%)。此外,尽管高营养负荷显著减少浮萍塘N2O排放(低高负荷分别为194.01μg/m2/h和150.24μg/m2/h),未显著影响浮萍塘对CO2和CH4的排放,但却在数值上增加了综合温室效应潜能(低高负荷分别为3984.39 g CO2/m2/yr和4120.52 g CO2/m2/yr),表明高负荷不利于温室气体综合减排。(4)对覆盖密度的影响研究发现,高覆盖密度由于空间限制,加速浮萍的死亡及沉降,不利于浮萍生长(高低覆盖度年均生长速率为7.47 g/m2/d和6.66 g/m2/d),并降低水体DO和ORP,但却提高COD和浊度的去除率,低高覆盖度下年均去除率COD分别为37.05%和45.48%,浊度分别为59.78%和65.73%,而对TN、TP和氨氮的去除无明显影响。同时,高覆盖密度显著增加CO2的排放(低高覆盖密度分别为31.67mg/m2/h和52.83 mg/m2/h),但也显著降低CH4和N2O的排放(CH4分别为15.71 mg/m2/h和 10.04 mg/m2/h,N2O分别为 102.40 μg/m2/h和59.08 μg/m2/h),综合降低浮萍塘温室效应潜能(高低负荷年均分别为3984.39g C02/m2/yr和2815.22 g CO2/m2/yr)。(5)对水深的影响研究发现,在单位面积进水量(即进水表面积负荷)相同时,水深增加不利于浮萍塘系统浮萍的生长(深浅系统生长速率分别为6.59 g/m2/d和7.47 g/m2/d)及对营养物质的吸收固定,并因营养限制加快浮萍的死亡及沉降。同时,因水深增加导致水体总量变大,水力停留长,出水水质较好,去除率较高(深浅系统年均去除率COD分别为45.73%和37.05%,TN分别为44.66%和34.50%,氨氮分别为51.02%和35.95%,浊度分别为90.79%和59.78%,但去除速率却较低。此外,水深并未显著影响浮萍塘CO2和N20的排放,但水深增加却显著减少CH4的排放(由15.71 mg/m2/h减少为4.43 mg/m2/h),综合降低浮萍塘温室效应潜能效果明显,由3984.39 g CO2/m2/yr降为 1380.58 g C02/m2/yr。(6)相比较而言,CH4是浮萍塘系统排放最主要的温室气体,其对大多数浮萍塘温室效应潜能的贡献超过80%,是浮萍塘温室气体减排应重点控制的对象。总体来说,不同因素对浮萍塘污染物去除及温室气体排放的影响呈现各自不同的规律,

关键词：浮萍塘污水处理温室气体覆盖密度进水负荷水深

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巧钓浮萍塘

钓鱼 2005年第23期 34-34页

作者：江金宝南京

浮萍厚实的水面被捂得严密水,的溶氧浓度相对稀少而,鱼对水中溶氧极为敏感,自然不会往那里聚集而。且在,厚实的浮萍用传统钓手竿配七星漂必,须开窝如,用立标钓下钩常会受阻。『办法总比困难多』不妨一睹!

关键词：浮萍塘溶氧浓度钓鱼打窝

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生态塘中17α-块雌醇的去除途径与机制

哈尔滨工业大学学报 2010年第8期42卷 1269-1273页

作者：时文歆赵丽晔李冠洋崔福义哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090 黑龙江省城乡规划勘测设计研究院哈尔滨150040

为了考察生态塘污水处理系统中17α-炔雌醇(EE2)的去除途径与机制,采用静态试验、动态吸附试验和连续流试验研究了菌藻塘和浮萍塘中EE2的降解与吸附特性,并进行了静态试验的质量平衡计算;采用酶联免疫法(ELISA)测定EE2的质量浓度.结果表... 详细信息

为了考察生态塘污水处理系统中17α-炔雌醇(EE2)的去除途径与机制,采用静态试验、动态吸附试验和连续流试验研究了菌藻塘和浮萍塘中EE2的降解与吸附特性,并进行了静态试验的质量平衡计算;采用酶联免疫法(ELISA)测定EE2的质量浓度.结果表明,接种的藻类和浮萍提高了废水中EE2的去除率.在持续180min的动态吸附试验中分别有25%和80%的EE2被藻类和浮萍所吸附,但6d的EE2质量平衡试验结果却显示被吸附的EE2只占6%,说明生态塘中的EE2首先被生物质快速吸附,而吸附态的EE2又被系统中的微生物进一步降解.连续流试验的结果也显示即使废水中的EE2质量浓度为ng/L级,菌藻塘和浮萍塘仍能有效地将其从废水中去除.吸附和生物降解是污水生态塘处理工程中EE2去除的主要途径.

关键词： 17α-炔雌醇吸附生物降解菌藻塘浮萍塘内分泌干扰素

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漂浮大型水生植物塘的污水处理

福建环境 1990年第5期7卷 17-18页

作者：雷公民

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富营养化水体的浮萍除氮技术研究与应用

江苏水利 2013年第11期29卷 51-51页

针对江苏地区夏季浮萍种质资源进行调查分析,试验研究了各种类浮萍生长规律、浮萍生长的适宜环境条件、影响浮萍除氮能力主要因素、浮萍对自然和半人工水体的氮磷去除效果。以武进区前黄镇范围内农田周边河塘为示范场所,进行富营养化水... 详细信息

针对江苏地区夏季浮萍种质资源进行调查分析,试验研究了各种类浮萍生长规律、浮萍生长的适宜环境条件、影响浮萍除氮能力主要因素、浮萍对自然和半人工水体的氮磷去除效果。以武进区前黄镇范围内农田周边河塘为示范场所,进行富营养化水体紫萍除氮试验,定期、定量收割浮萍,监测浮萍塘水质变化过程,评价分析了示范项目的经济、环境效益。

关键词：富营养化水体浮萍塘除氮应用技术生长规律种质资源江苏地区