逯多[1]2000年在《利用藻类除去污水中的磷》文中研究指明本文比较了四种藻类——沙角衣藻(Chlamydomonas sajao lewin)、普通小球藻(Chlorella vulgaris)、小型月牙藻(Selenastrum minutum)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)在高磷环境下生长和对磷的去除能力。结果表明，藻类除磷能力的强弱不仅与藻类生物量多少有关，还与藻类种类及单个细胞除磷量多少有关。那种生长迅速，繁殖能力强，单个藻细胞除磷能力强的藻种有较好的除磷效果。沙角衣藻(Chlamydomonas sajao lewin)就是一个较优秀的除磷藻种。 在研究高磷环境对沙角衣藻(Chlamydomonas sajao lewin)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)碱性磷酸酶的影响时发现，单个藻细胞除磷能力的大小与碱性磷酸酶合成量有密切的关系，除磷能力随碱性磷酸酶合成量的增加而增大。根据“一基因一酶”的原理，基因的最后表达是通过酶及其指导的生理生化过程实现的，说明除磷能力的强弱是受基因控制的，不同种藻类磷酸酶基因存在差异。当找到控制碱性磷酸酶的基因，就可以有目的地对该性状进行遗传学改良，得到优秀的除磷藻种。
周嘉裕, 逯多, 卿人韦, 兰利琼, 傅华龙[2]2001年在《利用藻类除去污水中的磷》文中研究说明本文比较了四种藻类:沙角衣藻( Chlamydomonas sajao Lewin)、普通小球藻( Chlorella vulgaris)、小型月牙藻( Selenastrum minutum)、斜生栅藻( Scenedesmus obliquus)在高磷环境下生长和对磷的去除能力。结果表明:藻类除磷能力的强弱是受藻种类和生物量共同决定的。那种单细胞除磷量大的藻种,在大生物量的配合下有着较好的除磷能力。单细胞除磷量因藻种不同而异。更进一步研究发现碱性磷酸酶活性与单细胞除磷
司建伟[3]2010年在《小球藻处理生活污水及污泥提取液的试验研究》文中研究指明大气中CO2浓度的上升导致了温室效应、海洋酸化等一系列环境生态问题,已经引起了国际社会的高度关注。因此,CO2的减排刻不容缓。本论文将污水中的碳源(COD)转化为某种生物可利用的形式而不是CO2,以减少污水处理过程中CO2的产生和排放。因此试验采用小球藻处理生活污水及污泥提取液。由正交试验探讨了小球藻处理生活污水的效果,分析了小球藻处理生活污水最佳的碳氮磷比例,生活污水中pH的变化及小球藻的生长情况。试验结果表明:小球藻处理生活污水最佳的碳氮磷比例为160:24:1,同时,小球藻对污水中COD、氨氮、正磷酸盐也有很好的处理效果,最大去除率分别为96.11%、98.72%、81.79%。试验结果还发现,初始COD浓度越高,则COD去除效果越好;而且在COD浓度相同的情况下,磷浓度越高,氨氮的去除率也越高。此外,小球藻处理生活污水过程中,水体偏碱性,但并未影响小球藻的生长。污泥是污水处理中COD的最终载体。试验采用加热煮沸、超声波、厌氧发酵等不同的方法对污泥进行了预处理,其中超声波破碎处理污泥的效果较好,其污泥提取液中COD、总氮(TN)、总磷(TP)的含量较高。利用小球藻处理污泥提取液,结果表明,小球藻对提取液中COD、TN、TP均有较高的去除率,最大去除率分别为97.41%、92.88%、73.98%,且处理过程水体偏碱性。由于污泥提取液中物质浓度较高,试验小球藻的生长有适应期,生长状况良好。这说明小球藻在高浓度的有机物中仍可生长。小球藻处理生活污水及污泥提取液是CO2减排的间接方法,收获的小球藻可作为蛋白饲料或饲料添加剂。这种兼具环境效益和经济效益的利用方式,符合可持续发展与循环经济的原则,因而具有广阔的应用前景。
季兵[4]2010年在《生态塘—湿地耦合系统处理上海崇明地表水研究》文中研究表明主要研究内容有:(1)建立生态塘-垂直流湿地和生态塘-水平流湿地小试装置净化中心河水的效能研究(2)考察水力负荷、溶解氧和温度对污染物去除能力的影响及污染物的沿程变化。(2)从基质、高等植物、低等植物角度研究中心河水中氮磷在系统中的迁移转化规律。(3)建立中试工程研究整个系统去除污染物的效能和主要单元生态纤维塘、潜流式湿地去除污染物的机理,对整个系统的贡献,营养元素输移规律。(4)拟合污染物在无植物系统、浮萍系统、金鱼藻系统去除动力学模型并进行参数研究。(5)对系统进行环境效益、生态效益、经济效益和社会效益的评价,研究提高系统去除污染物能力的途径。主要创新点:(1)针对崇明前卫村的高浊度表征地表水,进行氮、磷元素高效去除污染控制技术及机理的深化研究。(2)污染物质在生态净化系统中的迁移转化一直用“灰箱”理论加以描述,本论文通过实验对污染物质具体的迁移过程和转化途径进行深入的研究和探讨,揭示生态塘-湿地耦合系统中氮磷的存在形式及转化方式,从基质、高等植物和低等植物等角度对氮磷的吸收吸附的进行实验,为塘.湿地系统的脱氮除磷提供理论依据。(3)在中试系统氧化塘中采用东华大学自主研发的聚酯纤维弹性填料模拟自然水草,微生物在纤维丝上附着生长,强化塘对水中浊度去除,并前置于人工湿地前解决目前潜流式湿地普遍存在的堵塞问题。(4)采用河道疏竣底泥作为原料,烧制多孔生态轻质陶粒,应用于崇明的水体生态修复,研究其在氮磷去除方面的功效和吸附释放平衡。主要研究结论如下:(1)小试系统对浊度变化有很强的适应性。随着水力负荷的降低,系统对浊度的去除率呈曲线型升高,在水力负荷条件达到0.015 m~3/(m~2.h)前,水力负荷的降低与去除率的升高呈线性关系,水力负荷达到0.015 m~3/(m~2.h)后,随着水力负荷的降低,去除率升高不明显,趋向平缓。确定水力负荷在0.015 m~3/(m~2.h)为宜。低水力负荷水力条件下,对总氮的处理效果明显优于高负荷水力条件。对于总磷的去除,进水总磷浓度相近的情况下,高负荷水力条件处理效果稍好一些。(2)采用y=A*e~(Bx)指数方程拟合温度与COD去除速率效果最佳,生态塘一水平流湿地COD去除速率与温度的拟合方程为y=10.58exp(0.0344x)R~2=0.6028;生态塘—水平流湿地COD去除速率与温度的拟合方程为y=10.59233exp(0.03662x)R~2=0.75。两塘温度与COD去除速率之间均呈正相关的关系,在相同温度条件下垂直流复合系统明显高于水平流。总氮去除速率极差垂直流大于水平流,垂直流人工湿地系统总氮去除速率受温度影响较大。总氮去除速率不仅与氨氮相关,还会受到物理、化学和生物等诸多过程共同影响。两系统总磷去除速率的相伴概率皆为0.000,相关性在α为0.01显着。两系统温度与总磷去除速率的拟合采用Sigmoidal方程。两系统总磷去除速率的极差相近,去除速率受温度影响差异不大,总磷的去除主要取决于填料的物理吸附作用。(3)塘区单元内沿深度方向的DO变化情况所配合的回归方程为y=A×exp(B*x),塘—垂直流湿地系统A=5.409,B=-0.032,R~2=0.9937;塘—水平流湿地系统,A=6.053,B=-0.036,R~2=0.9880。显着性检验均非常明显。在沿着水流方向,塘—水平流湿地生态系统的DO表现出很好的相关性。所配合的回归方程为y=ax~2+bx+c,求得a=-0.002379,b=0.2386,c=4.07,R~2=0.9599,线性相关性显着。微生物和植物呼吸作用耗氧速率与植物的光合作用产氧速率以及大气复氧速率基本保持动态平衡。(4)对浊度、氨氮去除生态塘-垂直流湿地出水效果优于生态塘—水平流湿地。生态塘是NH_4~+-N去除的主要单元,平均占到总去除率的75%～90%,后续湿地系统主要滤去处理水中的藻类和截留大部分的悬浮物,利用植物根系和陶粒的吸附、截留作用对出水氨氮再做进一步处理。两系统对TP的去除率分别在19%～54%和14%～45%之间,塘-垂直流系统对TP去除稍高于塘—水平流系统。湿地填料对总磷去除存在一个动态平衡,4～6小时解吸附的速率下降,6h以后陶粒对磷的解吸量呈现缓慢上升,0.2mg/L析出与吸附达到动态平衡。塘-垂直潜流湿地系统的COD_(cr)去除率要好于塘-水平潜流湿地系统。生态塘中去除率最高可达28%,是CODcr的主要去除单元。(5)系统中脱氮途径对除氮的贡献依次为微生物代谢(硝化反硝化及微生物吸收)、基质吸附、湿地植物地上生物量吸收、塘内藻类吸收。系统中除磷途径对除氮的贡献依次为基质吸附、植物地上生物量吸收、塘内藻类吸收。陶粒的吸附是湿地除磷的最主要的形式,植物也起到重要作用。(6)石灰石与陶粒对氮都有吸附作用,而且两种基质随着污染物浓度升高,吸附量也有所增高,但到一定程度增长速率有下降趋势,石灰石吸附量在总氮浓度21.5mg/L的条件下,达到最大值,随着总氮浓度的增加,吸附量基本维持稳定。对于总氮的吸附量,陶粒的吸附能力要强于石灰石,在总氮浓度为19mg/L条件下,达到吸附平衡,石灰石的吸附量为0.089mg/g,而陶粒的吸附量为0.228mg/g,约为石灰石吸附量的2.56倍。选择陶粒作为填料更有利于总氮的去除。(7)石灰石和陶粒对磷都具有吸附作用,陶粒吸附磷的作用要强于石灰石。在1.8mg/L总磷污水中,达到平衡时,石灰石对于TP的吸附量为0.1mg/g,陶粒的吸附量为0.15mg/g,约为石灰石吸附量的1.5倍。随着污染物浓度的增加,两种基质吸附量都有所增加,但是陶粒增加速度更快,在含0.6mg/L总磷的污水中,达到平衡时,而石灰石的吸附量为0.24mg/g,陶粒的吸附量为0.38mg/g,约是石灰石吸附量的1.6倍。对于吸附磷而言,基质应该选择陶粒为佳。相同条件下,陶粒对总磷吸附量为石灰石的1.5倍以上,总氮吸附量为2.5倍以上,而且陶粒多孔,比表面积大易于微生物附着,形成生物膜。但综合考虑起来,石灰石取用方便,而且石灰石的使用加大了厌氧层的厚度,有利于总氮和其他污染物的去除,同时石灰石可以调节水体的pH值,使微生物生活的环境更加稳定,有利于微生物生长,所以采用底层陶粒,中间层用石灰石。(8)植物对氮磷的转移量与植物量呈现正相关,与装置类型和种植面积关系不大。植物对氮磷的吸收量变化不大,吸收量很少,通过收割不能够大幅度提高装置的脱氮除磷效率,但应该采取适当收割,去除腐败植物的方式来处理湿地中植物。(9)研究藻类对氮素的吸收作用。TN进水浓度基本在1.6mg/L左右,出水浓度保持在1.2mg/L左右,而去除率却随着时间的延长逐渐变低,由开始的35%降到最后基本维持在20%左右,靠藻类对于氮素的吸收不能够满足处理要求。TP进水浓度在0.12-0.17mg/L范围内徘徊,出水也保持在0.07-0.11m/L之间,处理效果不是很理想。单纯利用藻类对于氮磷的吸收来处理河水,效果并不理想。在氮去除作用中,随着时间的延长,处理效果逐渐下降;而在磷去除作用中,去除率很不稳定,出水总磷浓度随进水变化很大,再考虑到水体中磷的含量与浊度的关系和实验中悬浮物的沉淀,从而反应藻类对磷的去除效果也并不明显。(10)建立的中试系统高效生态纤维塘/潜流式人工湿地对COD_(cr)、TN、TP、浊度的平均去除率分别为48.4%、45.3%、65.38%、94.89%;最终出水指标达到或接近设计要求,能满足农村景观水的需要。系统中有机污染物主要依靠微生物代谢,氮的去除主要依靠微生物硝化与反硝化,总磷主要通过基质吸附沉淀去除,浊度主要通过自然沉降、生态纤维膜和填料表面生物膜的吸附而去除。(11)陶粒填料的表层覆盖20厘米平均粒径在3～5厘米的碎石,主要为石灰石,从某种意义上将厌氧层增厚了20cm,延长了厌氧层的水力停留时间,有更多的有机物在厌氧层被消耗,降解同样质量的有机物厌氧微生物的产泥量远小于好氧微生物;表层碎石的粒径变大后吸附效果降低,污泥不易在表层沉积;石灰石还能改善底部厌氧微生物产酸发酵形成的酸性水质,为表层好氧微生物创造更好的环境条件,有利于CODcr的去除。(12)前置生态纤维塘能有效去除悬浮污染物,改善崇明地表水进水高浊度的状况。降低湿地的负荷,解决目前湿地普遍存在的堵塞问题。前置氧化塘中人工水草是采用东华大学自主研发的聚酯纤维弹性填料,由弹性丝、中心件和中心绳组成,其中弹性丝用于粘附生物膜,填料在水中悬浮,弹性填料垂直悬挂,进水中的悬浮颗粒与弹性填料碰撞后速度减小,进而沉降至氧化塘底部,和潜流式人工湿地相比,可以设置排泥管,这是生态纤维塘作为悬浮物主要去除单元不可替代的优势,(13)无植物、浮萍、金鱼藻系统对NH_3-N、TP、PO_4~(3-)-P、CODcr去除符合一级反应动力学。处理能力为:金鱼藻系统＞浮萍系统＞无植物系统。无植物、浮萍、金鱼藻系统NH_3-N去除速率系数分别为0.0372d~(-1)、0.1071d~(-1)和0.1534d~(-1),TP去除速率系数为0.0061d~(-1)、0.0097 d~(-1)和0.0234d~(-1),PO_4~(3-)-P去除速率系数为0.0036d~(-1)、0.0108d~(-1)和0.0364d~(-1),CODcr去除速率系数为0.0046 d~(-1)、0.064 d~(-1)和0.074d~(-1)。(14)该项目研究开发的污水资源化处理技术,不仅具有较高的实用价值,同时还具有明显的环境效益、社会效益和经济效益。
高达志, 毛文永, 刘双进[5]1984年在《水污染控制的研究与措施》文中进行了进一步梳理水是环境的基本要素,是人类赖以生存的宝贵资源。因此,防止污染,保护水源,改善水质,是维护生态平衡的重要方面,也是工农业生产发展的先决条件。 由于人类社会生产活动和生活活动的不断扩大,水资源未能得到有效利用和合理开
张彦浩[6]2004年在《固定化藻类去除城市污水中氮磷营养物质的应用研究》文中研究表明本文通过大量的藻类生长特性实验、藻类对氮磷去除实验及其实验结果分析，得出适宜城市污水氮磷营养物质去除的优良藻种及相应的固定化技术。小球藻采用褐藻胶包埋固定化方法，鞘丝藻采用藻类附着固定化方法。 固定化小球藻胶球接种密度实验结果显示，废水的氮磷去除率与藻细胞的负荷存在一定的关系，氮磷去除率随细胞负荷的提高而提高，但考虑到光遮蔽，初始接种藻细胞密度应选用低密度。对固定化胶球进行硬化处理后，可大大提高胶球最大细胞负荷量，延缓胶球的细胞泄漏时间，且3d后的NH_4~+-N、PO_4~(3-)-p的去除率分别达到90.1％、95.2％以上。 鞘丝藻附着固定化的静态实验结果表明，鞘丝藻在氮磷比为10:1、中等填料密度、饥饿两天、生物量(湿重)为1.0g／L的条件下对氮磷的去除效果最好。动态实验结果表明，藻类附着固定化系统对城市污水一级处理出水有着较好的氮磷去除效果，在水力停留时间为3d的情况下，19d连续运行所得NH_4~+-N、PO_4~(3-)-p的平均去除率分别达85.9％、63.0％。 这一研究结果在国内尚不多见，为固定化藻类去除城市污水中氮磷物质提供了新的理论依据。
陈娟[7]2007年在《固定化小球藻及其对氮磷利用的研究》文中提出分别以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)为固定化载体对小球藻进行固定化实验，改进传统的PVA-硼酸法并用于模拟污水(其中N、P浓度分别为：30mg／L和10mg／L)的脱氮除磷。改进的PVA-硼酸法该方法克服传统PVA固定化包埋过程的缺点。其操作过程简单，形成的凝胶小球不黏连，透光性好，对生物毒性小，机械强度高。经过叁个周期的脱氮除磷实验表明：(1)固定化小球藻与悬浮藻相比具有更高的脱氮除磷能力，对模拟污水中氮磷去除率最高可达85％和94.7％；(2)以SA和PVA两种不同材料为载体的固定化小球藻细胞对氮磷的利用率相当，但在实验末期SA藻珠出现严重的泄漏，而PVA藻珠仍能保持一定的胶球强度。因此，以改进的PVA-硼酸法制作的固定化小球藻较SA法更适用于污水的脱氮除磷。
白峰青[8]2004年在《湖泊生态系统退化机理及修复理论与技术研究》文中研究表明湖泊生态系统作为水生生态系统的重要组成部分,为湖区的经济发展和人民生活,提供了必要的物质保障,具有供水、防洪、航运以及调节局部气候等重要功能。然而,随着人口的不断增长,工农业生产的迅速发展,人类生产和生活过程中产生的大量废弃物直接排放到湖泊生态系统中,成为湖泊生态系统营养盐的主要来源。全国性的湖泊富营养化、干旱地区湖水咸化、湖泊淤积、萎缩等环境问题不断出现。尤其对位于我国东部平原的大部分浅水型湖泊以及城市附近的小型湖泊,湖泊的富营养化问题日益突出,已成为我国目前最突出的湖泊生态环境问题和急待解决的问题。 湖泊富营养化是湖泊生态系统结构破坏和功能丧失,以及湖泊生态系统退化和稳定状态转移的外在表现,是营养盐(磷、氮)等污染物在水体中不断积累的结果。我国25个大中型湖泊调查结果显示,已趋于富营养化的湖泊达92%。若按照国际上总氮浓度0.2mg/L和总磷浓度0.02mg/L作为湖泊富营养化的判定标准,多数湖泊总氮浓度一般高出5～12.5倍,少数湖泊总磷浓度高出10～50倍。因此,对湖泊富营养化的治理,已成为我国湖泊研究领域的热点问题,同时也引起了我国各级政府的广泛关注和重视。自“七五”计划开始,国家和地方相继投入了大量财力和物力,对富营养化程度比较严重的滇池、太湖和巢湖以及许多城市附近的小型湖泊,进行了一系列的治理技术和理论研究,并取得了一些可喜的研究成果,为实现湖泊生态系统恢复提供了借鉴和参考。但是,由于湖泊生态系统的复杂性,到目前为止,还没有一个湖泊能实现其预定的恢复目标。由此可见,实现湖泊生态系统恢复的问题是一个复杂的系统问题,在众多影响因素依然存在的前提下,采取任何单一的治理措施都很难奏效。 退化湖泊生态系统的恢复是现代生态学研究的热点和难点问题,涉及众多研究领域。本文在查阅了大量国内外文献、借鉴前人的研究工作基础上,从理论、技术与应用叁个方面,进行了湖泊生态系统的恢复的研究工作,主要研究内容包括:(1)以生态学、生态恢复学、水文学等相关学科的理论为指导,从湖泊生态系统退化机理入手,较系统地阐述了生态系统退化、恢复及其相关的概念、内涵、理论,湖泊生态系统退化机理以及影响因子;(2)湖泊生态系统中污染源的构成,以及对湖泊生态系统退化影响;(3)不同污染源控制的有效技术途经;(4)湖泊生态系统恢复的技术集成和恢复模式;(5)并以太湖为例,系统阐述了对不同污染源控制技术与方法。
赵志淼[9]2017年在《铁-碳酸钙对复合人工湿地生物化学调控研究》文中研究说明复合人工湿地是一种具有改善氮磷污染物去除效果的生态水处理系统。复合人工湿地存在多种氮磷去除机理,脱氮主要依赖于硝化-反硝化机制,除磷主要依赖于吸附和生物除磷。铁-碳酸钙的投入对系统的物理、化学及生物机制的发挥存在影响。复合人工湿地污染物去除能力的发挥依赖于系统中碳含量和氧含量。为了进一步提高复合人工湿地净水效果,改善系统内碳含量和氧含量供给水平是十分有必要的。本研究在对藻菌共生系统进行探讨的前提下设计一种新型藻塘-人工湿地复合系统,确定新型复合系统水质净化效果与运行机制。使用铁-碳酸钙投放于复合人工湿地系统内,确定其作为生长调节剂对复合人工湿地系统水质净化效果影响及生物化学调控机理。针对磷源、不同氮磷比及不同环境条件下,研究复合人工湿地系统效果改善情况,及生长调节剂投放对水质净化效果影响及生物化学调控。得到如下结果:(1)确定藻菌共生系统内最佳的生长调节剂量(10000 nmol/L Fe3+、5000 nmol/L铁粉和0.2 mg/L碳酸钙粉末)并通过微生物数量、种类及活性的分析对其进行验证。系统内总氮、总磷及BOD5的去除率分别可达99.98%,77.71%和91%。且加铁量可维持装置持续运行20天。铁与碳酸钙均对藻类的生长有促进作用。外加碳酸钙粉末在水解后产生了部分HCO3-,被藻类优先吸收,提高装置内藻类的生物量。铁作为微量元素进行补充,克服水体内铁缺乏的短板,提高装置内藻的生物量。(2)将新设计藻塘-人工湿地复合系统在不同季节条件下,使用低碳氮比污水运行装置,验证其水质净化效果,并探讨其脱氮除磷机理。研究表明装置全年运行均保持较高的水质净化效果,系统的净水效果明显改善依赖于藻塘和人工湿地的联合作用,藻类不仅吸收氮、磷等污染物同时藻类释放氧气、死亡的藻类作为微生物可利用绿色碳源缓解人工湿地由于碳、氧不足而造成的净水效果难提高的问题。(3)使用藻塘-人工湿地复合系统,在不同季节不同温度不同初始加铁剂量情况下,确定碳源补充及变化情况。浅水藻池-人工湿地复合水处理装置为最佳藻塘-人工湿地复合装置,最佳初始加铁量为(1)所述的10倍加铁量(5.6 mg/L Fe3+,2.8 mg/L铁粉and 0.2 mg/L Ca CO3粉末)。使用浅水藻池-人工湿地复合系统对低碳氮比污水进行水质净化,并设定不同初始加铁剂量,了解装置内铁的变化情况。可知碳源在整个系统中处于动态变化,但夏季时COD浓度最高可增加30 mg/L,且在经过1天的水处理后,TN可全部去除。通过对微生物群落遗传多样性高通量测序结果分析可知,死亡藻类作为微生物可利用绿色碳源更有利于生态水处理装置反硝化作用的发挥。(4)研究了藻塘-人工湿地复合系统中,对氮、磷等污染物去除效果影响明显因素,并对这些因素所引起的生物、化学调控机制所产生的变化进行讨论,从而确定最佳运行条件。最佳的磷去除条件:使用藻塘-人工湿地复合水处理系统,进水初始磷源为PO43-,进水氮磷比为30,HRT为3天,磷去除率可达69.74%,同时保持氮去除可达92.85%。(5)不同类型藻塘-人工湿地复合系统在不同加铁剂量情况下,针对不同氮磷比、不同初始磷源、不同环境条件下的水质净化效果进行研究,以确定最佳复合系统及最佳铁-碳酸钙生长调节剂投放量,确定最佳进水条件、水质改善情况及铁利用连续性。浅水藻池-人工湿地复合水处理系统为最适宜低碳氮比污水装置。其最佳进水条件为:N/P比为30,进水初始磷源为正磷酸盐、铁加入量为(1)所述10倍(5.6mg/L Fe3+,2.8 mg/L铁粉and 0.2 mg/L Ca CO3粉末)。使用浅水藻池型藻塘-人工湿地复合系统并采用间歇式进水作业,模拟污水为N/P比为30,进水初始磷源为正磷酸盐,铁加入量为10倍(5.6 mg/L Fe3+,2.8 mg/L铁粉and 0.2 mg/L Ca CO3粉末)。经过一次加入生长调剂剂后系统可维持5个水质净化周期,第五周期水质TN和TP去除率仍能保持在80.6%和57.3%,出水总铁浓度为0.042 mg/L。综上,本论文系统研究了藻塘内藻类生长和运行的机制;设计了一种新型的藻塘-人工湿地复合生态水质净化系统;揭示了复合系统中铁-碳转化机理以及与之相关的氮去除机制和磷迁移转化规律;并确定了铁-碳酸钙作为生长调节剂对复合系统中氮去除和磷迁移转化规律的影响。
丁怡[10]2016年在《塘床复合人工湿地系统协同水质净化效果及生态调控机制》文中认为在当前我国面临的水环境污染形势中,水体富营养化已经成为突出的问题。此外,多种污染物并存形成的复合污染也成为水环境修复的难题。其中,比较突出的水体污染物是氮、磷和有机污染物,而氮和磷也是造成水体富营养化的主要污染物质。因此,当前亟需能够同时有效地去除多种污染物质的水环境修复技术。本文以构建塘床复合人工湿地系统,利用藻类-细菌-沉水植物的代谢共生体系和人工湿地的协同净化过程开展对多种污染物的净化研究,主要研究工作及成果如下:(1)高效藻类塘的水质净化效果及机理研究。研究围绕夏季高藻浓度进水试验组(HRAP-H)、夏季低藻浓度进水试验组(HRAP-L)和秋季高藻浓度进水试验组(HRAP-T)展开,每个试验组中设置叁个进水藻浓度,以考察进水藻浓度变化和季节更替时温度变化对高效藻类塘水质净化效果的影响。研究表明:高效藻类塘内pH和DO呈现昼夜变化的特点,为塘内氨挥发和磷酸盐沉淀提供了有利条件。高效藻类塘中氨氮主要通过藻类同化吸收和氨挥发被去除。HRAP-H试验组对氨氮和总氮的净化效果最佳,其中温度变化对塘内藻类生物量的影响大于进水藻浓度对塘内藻类生物量的影响。高效藻类塘内磷主要通过藻菌生物同化吸收和磷酸盐沉淀去除,hrap-h对po3-p和tp的去除率是叁个试验组中最高的。高效藻类塘中有机污染物主要被塘内藻菌微生物在好氧条件下降解所去除,hrap-h试验组对dcod的去除效果最好。温度变化对高效藻类塘水质净化的影响大于进水藻浓度对水质净化的影响,因此hrap-t试验组对水体中各污染物质的净化效率最低。此外,停留时间对高效藻类塘水质净化也产生明显影响,随停留时间的延长,高效藻类塘的净化效率显着提高。(2)沉水植物塘的水质净化效果及机理研究。研究围绕夏季高质量浓度沉水植物试验组、夏季低质量浓度沉水植物试验组和秋季高质量浓度沉水植物试验组展开,每个试验组中均包含叁种沉水植物(金鱼藻、狐尾藻和苦草),以考察不同沉水植物及其生物量对水质净化效果的影响,同时分析各沉水植物的克藻效应及其化感物质组成。研究表明:沉水植物塘内ph和do也呈现昼夜变化的特点,这与进水中存在藻类有关。沉水植物塘中nh4-n的去除主要包括叁个途径:沉水植物生长吸收、氨挥发和硝化作用;在叁种沉水植物塘中,金鱼藻沉水植物塘对nh4-n和tn的去除效果最佳。此外,夏季沉水植物试验组的脱氮效率明显好于秋季沉水植物试验组。沉水植物主要通过两个途径对磷的去除产生影响,第一:沉水植物同化吸收磷酸盐;第二:沉水植物可为聚磷菌及其它微生物提供附着表面,有利于微生物去除水体中的磷。此外,塘内ph的变化也有利于磷沉淀。在夏季试验组内,各沉水植物塘对po3-p和tp均取得90%以上的去除效果。而在秋季试验组内,各沉水植物塘对po3-p和tp的去除效果存在明显差异,与秋季沉水植物生长缓慢及塘内ph值较低有关。有机污染物主要被沉水植物塘内微生物在好氧条件下降解为小分子化合物而去除,塘内氧环境对有机污染物的去除有重要影响。夏季试验组内有机污染物的去除率明显好于秋季试验组,同时夏季高质量浓度沉水植物组内有机污染物的去除率最佳。随着水力停留时间的延长,沉水植物塘对污染物的去除率不断提高;温度变化对沉水植物塘水质净化的影响大于沉水植物生物量对其的影响。比较叁种沉水植物的克藻效应可知,苦草的克藻效应最强;通过gc-ms分析可知,叁种沉水植物内均存在克藻化感物质。(3)水平潜流人工湿地的水质净化效果及机理研究。在水平潜流人工湿地中,有机污染物通常在好氧条件下被微生物降解后去除。因此,湿地内溶解氧的含量对有机污染物去除有重要影响。此外,叁个因素对湿地脱氮产生重要影响:进水碳氮比,湿地深度和植物。随着碳氮比的升高,在有植物湿地(w2)和无植物湿地(w1)中no3-n和tn去除率均随之升高,而nh4-n去除率则随之下降。在w2中nh4-n的去除率明显好于w1中nh4-n的去除率。而在w1和w2中no3-n的去除率并没有明显差异。在w2中,nh4-n在20cm深度和40cm深度处去除率更好。no3-n的去除率则随着深度增加而增加。此外,深度对tn去除并未产生显着影响。(4)塘床复合人工湿地的水质净化效果及机理研究。塘床复合人工湿地系统由高效藻类塘、沉水植物塘和水平潜流人工湿地组合而成。其中,高效藻类塘和沉水植物塘可以改善人工湿地进水条件,提高湿地内部溶解氧水平,并解决湿地脱氮时碳源不足的问题,使湿地最终成为深度净化水体的重要保障。随着停留时间的延长,塘床复合人工湿地系统对NH4-N、TN和COD的平均去除率逐渐升高。在水力停留时间分别为3天和5天时,塘床复合人工湿地系统对PO3-P、TP和DCOD的平均去除率均达到99.0%以上。(5)单系统与复合系统的水质净化差异分析。在叁个单系统中,高效藻类塘和水平潜流人工湿地首尾呼应,成为复合系统中担负水质净化的主要处理系统,沉水植物塘承前启后,使叁者协同净化水体。在水力停留时间同为3天时,各单系统和复合系统对PO3-P、TP和DCOD的平均去除率均达到99.0%以上,而复合系统对NH4-N和TN的平均去除率分别达到73.5%和71.5%,明显高于其它单系统。复合系统不仅发挥了各单系统的去污优势,同时弥补了单系统去污的不足,利用单系统之间的协同净化能力同时有效地去除水体中的多种污染物质。
参考文献：
[1]. 利用藻类除去污水中的磷[D]. 逯多. 四川大学. 2000
[2]. 利用藻类除去污水中的磷[C]. 周嘉裕, 逯多, 卿人韦, 兰利琼, 傅华龙. 中国藻类学会第十一次学术讨论会论文摘要集. 2001
[3]. 小球藻处理生活污水及污泥提取液的试验研究[D]. 司建伟. 南华大学. 2010
[4]. 生态塘—湿地耦合系统处理上海崇明地表水研究[D]. 季兵. 东华大学. 2010
[5]. 水污染控制的研究与措施[J]. 高达志, 毛文永, 刘双进. 环境科学丛刊. 1984
[6]. 固定化藻类去除城市污水中氮磷营养物质的应用研究[D]. 张彦浩. 西安建筑科技大学. 2004
[7]. 固定化小球藻及其对氮磷利用的研究[D]. 陈娟. 南昌大学. 2007
[8]. 湖泊生态系统退化机理及修复理论与技术研究[D]. 白峰青. 长安大学. 2004
[9]. 铁-碳酸钙对复合人工湿地生物化学调控研究[D]. 赵志淼. 东华大学. 2017
[10]. 塘床复合人工湿地系统协同水质净化效果及生态调控机制[D]. 丁怡. 东华大学. 2016
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