曝气预处理强化底泥对磷的吸附效果研究

针对水体底泥比表面积大及富含粘土、铁铝氧化物、碳酸钙等矿物颗粒的特点,开展了曝气预处理强化底泥吸磷效能的研究.试验结果表明：在对底泥进行曝气的过程中,上覆水中的磷含量保持在较低水平（0.017 mg/L）;底泥对磷的累计吸附量和吸附速率均显著高于未经曝气预处理的底泥.吸附312 h后,预处理底泥对溶解性磷酸盐（SRP）和总磷（TP）的吸附速率分别降至2.484和2.53 mg/（kg·h）,而未预处理底泥的吸附速率分别降至0.391和0.896 mg/（kg·h）.不同的底泥吸附磷后,其弱吸附态磷（NH4Cl-P）及铁结合态磷（BD-P）的含量显著增加,说明磷被底泥吸附时,可能最先形成生物可利用态磷.     

龙虎泡库区柱状沉积物中磷形态分级研究

通过对大庆龙虎泡水库的柱状沉积物中总磷和磷形态的研究,揭示了该库区底泥总磷和不同层位磷形态的分布规律。结果表明,沉积物中Ca-P(钙结合态磷)和Res-P(残渣磷)的含量较高,且Ca-P含量越高则Res-P含量越低,反之亦然。Ex-P(水溶态磷)虽然含量较低,但其向水体释放磷的可能性较大,是水体富营养化形成的重要因素之一。     

不同底泥系统的湖泊内源释磷规律研究

综合运用了现场高频率水质和环境因子检测、底泥磷分级测定、实验室模拟这3种研究手段,对3个底泥生态系统各异（自然湖、存有底泥的人工湖、铺有防渗膜无底泥的人工湖）的典型湖泊进行了底泥磷释放和水体富营养化规律研究.结果表明：除掉底泥而铺设防渗膜无法改善湖泊的富营养化状况;夏季水华暴发会导致湖泊底层处于缺氧状态,最低DO浓度＜1 mg/L,同时pH值会升高,最高可达9.5,此状态可持续2个月以上;人工湖底泥中Fe-P和Al-P的成分均高于自然湖,在夏季高温、缺氧、碱性pH的典型环境条件下底泥磷的释放量要远大于自然湖,同时其富营养化程度也高于自然湖.     

汾河水库沉积污染物赋存形态及释放特性研究

以汾河水库沉积物为对象,通过灭菌-未灭菌、投药-未投药(还原剂)静态对比实验,系统考察了PO43-、NH4+-N、Fe等污染物的内源释放特性,并对沉积磷及其各组分形态进行分析。结果表明:微生物代谢活动促进底泥磷释放;ORP影响氮、磷释放,但NH4+-N释放对于ORP变化的敏感度不及PO43-;厌氧条件下(DO=0～0.5mg/L),灭菌反应器中NH4+-N、Fe释放强度均高于未灭菌组;Fe、P释放间存在线性正相关性(R2=0.7585～0.7656)。底泥磷释放以O-P、Fe-P为主,其中各形态无机磷占其总量的百分比排序为:Ca10-P(47%)>Fe-P(25%)>O-P(19%)>Ca8-P(5%)>Ca2-P(3%)>Al-P(1%);此外,还证明了碱性磷酸酶比活性(APA)变化与内源磷释放间存在负相关性。     

磷酸盐生物还原系统构建过程中磷形态的转化研究

对高浓度生活污水磷酸盐生物还原系统构建过程中的磷平衡和磷形态进行了研究。结果表明,反应器在负荷为1.0 kgCOD/(m3·d)、DO浓度为6 mg/L、温度为30℃、不外排污泥、连续曝气的条件下,运行25 d期间对TP的去除率稳定在85%~93%;生物膜污泥中的聚合磷酸盐含量仅为0.274 mgP/gDS,而结合态磷化氢含量高达3.51×106ngP/kgWS;系统每天对外源磷的去除量为44.2 mg,共损失0.77 g的磷,成功构建了磷酸盐生物还原除磷系统。与接种污泥相比,运行25 d后生物膜污泥中的有机磷(Org-P)和无机磷含量分别减少了3.0和1.43 mgP/gDS;在各种无机形态磷中,水溶性活性磷(H2O-P)、金属结合态磷(NaOH-P)、氧化还原敏感态磷(BD-P)、难溶性的无机和有机态聚合磷(NaOH85-P)含量分别减少了84.1%、13.7%、6.24%、27.3%,钙结合态磷(HCl-P)含量增加了68.9%,据此推断磷形态的转化途径可能是Org-P→H2O-P→NaOH-P→BD-P→NaOH85-P→HCl-P。     

灼烧对河道底泥中磷迁移转化特性的影响

研究了灼烧河道底泥过程中磷的环境浸出行为以及磷的潜在活性和生物有效性.结果发现,当灼烧温度为150℃时,溶解性活性磷(SRP)的累计浸出量最大(300.05 mg/kg),而灼烧温度为750 ℃时,SRP的累计浸出量最小(184.33 mg/kg).灼烧强化了底泥中NaOH-nrP和BD-P向NH4C1-P、A1-P、Ca-P的转化.随着灼烧温度升高,这种强化作用明显增加.底泥灼烧温度不同.生物有效磷的形成量也不同.当灼烧温度>550 oC时,生物有效磷的形成受到明显抑制;当灼烧温度为750 ℃时,生物有效磷形成量下降了43.44%.     

磷元素形态及悬浮物含量对再生水磷浓度的影响

针对再生水厂出水磷浓度标准限值日趋严格的需求，开展了磷元素形态及悬浮物含量对再生水磷浓度的影响研究。结果表明，溶解性非活性磷（sNRP）和颗粒态磷（pTP）是影响再生水达到极限低磷浓度的关键因素。污水经过生物化学法处理以后，再生水中sNRP和pTP浓度分别为0.06和0.04 mg/L，其中去除sNRP较为困难，化学除磷也无明显效果，且过量使用除磷药剂会导致水中铝离子浓度升高。当硫酸铝投加量为20 mg/L时，水中残余铝离子浓度高达55.4μg/L。pTP浓度与再生水中悬浮物（SS）浓度成正比，SS中磷浓度为27～43 mg/g,SS越高，出水pTP浓度越高，进而导致出水总磷升高。此外，SS中磷浓度与水厂生物除磷效果和污泥停留时间呈正相关关系，鉴于目前水厂的处理工艺，降低出水SS是再生水达到极限低磷浓度最有效的途径。在水厂运行过程中需要控制出水SS低于1 mg/L，即可实现再生水总磷浓度低于0.05 mg/L，从而降低再生水磷元素超标引起的藻华风险。     

底泥扰动在水体富营养化发展进程中的作用

对底泥在扰动状态下磷的迁移转化规律的相关研究进行了回顾,并对底泥扰动在水体富营养化发展进程中的作用机制进行了深入探讨.着重讨论了以往研究中存在的争议问题,并对其原因进行了分析.结果表明,底泥扰动降低了水体中易被生物利用态磷的含量,降低了内源磷的释放能力.因此推测,底泥扰动有助于延缓水体富营养化的发展进程.     

鱼类越冬池底泥若干特性的研究

对进行生物增氧的鱼类越冬池底泥低温（４℃）状态下的研究表明：（１）底泥吸附性氨态氮含量平均为０．１９４ｍｇ／ｇ（烘干重，下同），有效磷平均为０．０３９４ｍｇ／ｇ，有机物平均为２５．７ｍｇ／ｇ；（２）间隙水中氨态氮（ＮＨ＋４－Ｎ）含量为５．３１～３８．４ｍｇ／Ｌ，平均１４．０ｍｇ／Ｌ，占无机氮总量的９９．１％。活性磷酸盐（ＰＯ４－Ｐ）含量为０．１１１～０．６３２ｍｇ／Ｌ，平均０．３０１ｍｇ／Ｌ；（３）在无扰动条件下ＮＨ＋４－Ｎ的释放速率为３２．０～８８．４ｍｇ／（ｍ２·ｄ），平均５０．４ｍｇ／（ｍ２·ｄ），ＰＯ４－Ｐ不释放或微量释放。在微流水条件下ＮＨ＋４－Ｎ和ＰＯ４－Ｐ的释放速率显著提高，其平均值依次为８４．４ｍｇ／（ｍ２·ｄ）和４．３１ｍｇ／（ｍ２·ｄ）；（４）越冬中期底泥耗氧率平均为４３４Ｏ２ｍｇ／（ｍ２·ｄ）。研究表明在补施磷肥的情况下，适量的底泥对鱼类在进行生物增氧的越冬池中安全越冬是有好处的。     

治理感潮河道黑臭的底泥原位修复技术研究

选择典型的珠江流域重污染感潮河道——广州市荔湾区郭村涌为研究对象,结合河道感潮特性,在退潮后的最低水位时采用底泥曝气并投加TRSS稳定剂来消除河道黑臭,以利于河道生态系统的恢复。研究结果表明：底泥曝气可有效氧化底泥中的硫化物,运行一个月后对其去除率达到了86.3%～92.1%,臭味基本被消除;底泥经投加TRSS进行稳定化处理后,Cu、Zn、Cr、Cd等重金属的释放量降低了79.5%～87.2%,且形态更加稳定,经底泥毒性鉴别其浸出量分别降低了66.2%、81.5%、82.2%和78.6%,均低于危险废物毒性鉴别标准值,同时还使磷的释放量降低了约90%;停止投药两个月后,底泥中硫化物的含量稳定在0.035 g/kg以下;维持微碱性、好氧条件（pH≈8,DO〉2 mg/L）,可使表层底泥由黑色变成亮褐色,上覆水体水质稳定,黑臭基本消除。     

植物有效磷与水溶性磷对土壤磷素积累的响应研究

以浙江省河谷平原、水网平原、滨海平原和丘陵山地等4类地貌的耕地为例,探讨了植物有效磷和水溶性磷随土壤磷素积累的变化特征。结果表明:植物有效磷和水溶性磷均随土壤磷素积累呈现明显的增加,它们随土壤磷素积累的增加量存在转变点。当土壤全磷达到0.80~0.95 g/kg以上时,植物有效磷随土壤磷素积累的增幅明显地增强;而当植物有效磷分别为42~62、165~265 mg/kg以上时,土壤水溶性磷水平发生了明显的2个递增过程。总体上,河谷平原土壤中植物有效磷和水溶性磷发生明显变化时土壤积累磷的临界值相对较低。由于易释放态磷占土壤磷的比例随磷积累的增加而增加,研究认为控制土壤磷素的过度积累可有效降低土壤磷素的流失。     

污泥减量化工艺:HA-A/A-MCO的除磷性能及磷回收

针对污泥减量技术中对氮、磷去除能力低的问题,开发了一种具有强化脱氮除磷功能、污泥减量化的HA-A/A-MCO工艺,其通过回流释磷污泥的水解酸化来刺激磷的厌氧释放并辅以外排富磷污水进行化学固定的方式除磷.研究发现:当进入水解酸化池的厌氧释磷污泥量为进水量的2%时,水解产生的VFA导致释磷量达57 mg/L,聚磷菌的生长得到促进而聚糖菌则受到抑制;当控制侧流除磷液量为进水量的13%、化学除磷池出水磷为5 mg/L时,系统处理出水TP<0.5 mg/L;提高厌氧释磷浓度并控制化学除磷池的出水磷浓度为5 mg/L,可以提高化学药剂利用率、减少药剂用量并提高化学污泥的含磷量,HA-A/A-MCO系统产生的化学污泥含磷率高达18%,接近纯含磷化合物的含磷率,可直接用作生产磷肥的原料.     

菹草生长对西安护城河底泥营养及重金属的影响

以西安市护城河某一水域为研究对象,通过现场采样测定了菹草生长区和无菹草生长区底泥中碳、氮、磷及重金属含量的季节性变化。结果表明,同一水域,菹草生长区底泥中的TN和TOC含量明显高于无菹草生长区的,四季均值分别为10.7、104.41 mg/g,分别为无菹草生长区的1.66和1.23倍,且两者均在春季最大、秋季最小。而菹草生长区底泥中的TP含量明显低于无菹草生长区的,四季均值为2.01 mg/g,为无菹草生长区的85.9%,且季节性变化不大。TP的主要赋存形态为无机磷(IP),菹草生长区底泥的IP中铁铝磷含量均值仅为无菹草生长区的65.7%;菹草生长区底泥的有机磷(OP)中稳性有机磷含量占OP的49.4%。此外,菹草生长区底泥中主要重金属Cr、Mn、Cu、Zn的含量均值分别为68.03、100.63、66.12和295.19μg/g,分别为无菹草生长区的88.8%、65.7%、56.2%和110.9%。总之,菹草在实际水体中的生长,增加了底泥中碳、氮的含量,降低了磷含量并促使IP向OP转化,且会引起底泥中重金属含量的变化。     

采用AOA模式在SBR中实现同步脱氮除磷

借助SBR反应器,通过采用厌氧/好氧/缺氧（AOA）的运行方式来实现同步脱氮除磷.结果表明,在好氧段补充一定量的碳源可以抑制好氧吸磷,进而在缺氧段实现反硝化除磷,从而达到了同步脱氮除磷的目的.最佳碳源投量为30～40 mg/L,补充碳源负荷为12.8～17.2 mgCOD/gMLSS;长期运行时系统的脱氮除磷性能稳定,对TN和PO4^3- -P的平均去除率分别可达85.5%、91.4%,同时NO2^- -N可以作为反硝化聚磷菌吸磷的电子受体;在一个SBR周期内,pH值呈规律性变化并和氮、磷的吸收/释放相关联,通过监测pH值可以初步判断磷释放、氨氮转化和磷吸收的终点.     

A2/O型氧化沟的旁侧化学除磷试验研究

为了解决A2/O型氧化沟工艺生物除磷不稳定、出水磷难以达标的问题,在A2/O型氧化沟工艺生物脱氮除磷的基础上,增加厌氧段旁侧化学除磷,以提高其除磷效率,使之满足水质排放标准.结果表明：增加化学除磷能够提高系统的除磷效果,使系统出水TP＜1.0 mg/L,达到了国家排放标准（GB 18918-2002）;化学除磷前厌氧池出水的TP含量为20～39 mg/L,远大于原水中的TP平均值（5.88 mg/L）,在处理水量较少且化学除磷率为70%的情况下,便能够取得较好的总体除磷效果;回流污泥中携带的NO-x对生物除磷有较大的影响,其浓度和出水TP值有着较好的相关性,但旁侧化学除磷能够减弱回流污泥中的NO-x对生物除磷的影响;化学除磷剂的投配率为1：1（与TP物质的量之比）,低于传统化学除磷的1.5：1.基于氧化沟工艺的旁侧化学除磷能够弥补氧化沟工艺的除磷不稳定,使该工艺得以进一步完善.     

污水厂生化工艺和深度处理工艺对不同形态磷的去除

以东北地区某大型城市污水处理厂为例,通过考察污水厂进水、二沉池出水以及深度处理出水中各形态磷的组成和含量,比较分析了A~2/O生物处理和混凝-沉淀-过滤深度处理工艺对各形态磷的去除效果。结果表明,进水中颗粒态磷占总磷比例较大,溶解性活性磷酸盐占溶解性总磷的87.5%;经过生化处理,二沉池出水中溶解性总磷占比较大,其他溶解磷和溶解有机磷含量较低;经过深度处理工艺后,出水阶段TP浓度从0.440 2 mg/L降至0.191 1 mg/L,去除率可达72.9%,其中活性磷酸盐去除效果最好,去除率高达94.0%。污水厂的除磷效果总体比较理想,且出水满足排放标准,但是对于其他溶解有机磷需采取有针对性的去除对策。     

有机负荷对污泥减量HA-A/A-MCO工艺吸放磷的影响

开发了一种具有同步除磷脱氮和污泥减量功能的HA-A/A-MCO工艺,分析了该工艺的方法及流程,并对其进行了试验研究,通过静态试验发现,当负荷增加至一定程度,有机物不再是磷释放的限制性因子,HA-A/A-MCO系统厌氧释磷的临界有机负荷为0.141 g COD/（g MLSS.d）,单位污泥最大可释放贮磷量为5.7 mg P/g MLSS。     

强化化学淋滤对污泥重金属溶出及磷释放的影响

针对采用传统化学淋滤方法处理污水污泥时重金属溶出率低的问题,设计了两种强化化学淋滤方法的对比试验,通过检测重金属形态分布、污泥有机质及磷释放、污泥含固率,研究了强化化学淋滤对污泥各方面综合性能的影响。结果表明:稀硫酸与氯化铁联合处理(处理方法1)对Cu和Cr的溶出效果不明显,但在加入NaNO₂(处理方法2)后使Cu溶出率由7%提升至82%,Zn溶出率由79%提升至88%;同时,两种强化化学淋滤方法均增加了污泥中有机质和磷的释放,污泥中磷含量由23.2 mg/g分别降至12.3 mg/g和10.7 mg/g;与原污泥相比,强化淋滤后的污泥脱水性也均得到了明显改善,其污泥含固率分别提高了52%和61%。     

进水磷碳比对聚磷菌与聚糖菌竞争生长的影响

以葡萄糖和乙酸盐为混合碳源,考察了进水磷碳比对SBR生物除磷系统中聚磷菌和聚糖菌竞争生长的影响.结果表明,进水磷碳比较高（10：100）时,会在运行初期导致系统出水磷浓度较高,但反应器运行40d后,出水磷浓度可降至1 mg/L以下.当进水磷碳比为2.5：100时,单位污泥释磷量、单位污泥吸磷量、污泥含磷量和污泥含糖量分别为7.5 mg/g、8.3 mg/g、2.3%和9.5%;当进水磷碳比为10：100时,上述各指标值分别为12.1 mg/g、14.7 mg/g、6.7%和7.0%.在高进水磷碳比条件下,单位污泥释磷量、单位污泥吸磷量和污泥含磷量均较高,污泥含糖量则较低,故高进水磷碳比对于聚磷菌的生长更为有利.     

粉煤灰协同水泥、CaO2固化底泥及控制内源污染效果

以城市受污染河道的底泥为研究对象,首先掺入不同比例的单独固化剂(水泥)和复合固化剂(水泥+CaO₂)对其进行固定,检测固化底泥的无侧限抗压强度、静置和降雨冲刷条件下底泥氮磷的释放特征。在此基础上分别挑选两组中固化效果较优的掺量(50%水泥以及50%水泥+10%CaO₂),进一步加入不同量的粉煤灰,探究在粉煤灰协同下水泥和CaO₂固化底泥的效果。结果表明,单独水泥固化和水泥+CaO₂固化均使底泥成块且具有较强的抗压能力,并且明显降低了底泥中溶解态无机磷(DIP)向上覆水的释放,在静置和降雨冲刷条件下均有较好的固化效果。此外,水泥和CaO₂改变了底泥中磷的形态,但水泥并未促进非磷灰石无机磷(NAIP)向磷灰石无机磷(AP)的转化,而加入CaO₂后促进了NAIP向AP的转化。加入粉煤灰后进一步提高了水泥和CaO₂的固化效果,其中固化剂最优配比为水泥∶CaO₂∶粉煤灰=5∶1∶2,与对照组相比,在实验后期(13～20 d...