城市河道污染水体生物净化试验研究

论文摘要

近年来,由于经济发展和城市建设的加快,城市周围中小河流的污染事故不断发生,河流生态系统严重受损,因此如何防治河流进一步恶化、保护水资源,走可持续发展的道路成为人类共同追求的目标。本文以深圳市福田河中心公园河段为研究对象,综合国内外对河流污染水体强化净化技术的研究成果,结合我国河流污染严重的特点,以及经济基础还比较薄弱的现实情况,采用自行设计的试验装置来模拟河道,同时选择曝气方式、膜材料以及特效种菌,通过布设填料和投加特效菌种对河流污染水体进行试验研究。首先,以河道中原有的天然生物菌群作为菌源,经过30多天的动态培养,CODCr的去除率稳定在35%左右,NH4+-N的去除率稳定在25%左右,而填料丝上生物膜的外观也经历了无色透明、淡绿色、黄绿色、褐绿色、黑褐色的变化过程,同时填料丝上的生物也对应出现从无到以藻类为主,再到出现菌胶团,最后直至出现微型动物的一系列变化过程,标志着生物填料在装置中动态挂膜的成功。其次,系统成功挂膜后,构建复合生物净化技术（曝气+填料+特效菌种）来去除河道污染物。在试验期间,不投菌装置对BOD5、CODcr、TN、TP、NH4+-N和SS的平均去除率分别为53.34%、45.44%、28.64%、22.61%、28.51%和74.51%,投菌装置对BOD5、CODcr、TN、TP、NH4+-N和SS的平均去除率分别为76.38%、69.58%、44.39%、30.00%、57.95%和85.17%,要好于不投菌装置。MPN计数试验结果表明,投菌装置中硝化菌、亚硝化菌和反硝化菌数量上比没有投菌增加了2～3数量级;难降解和聚磷菌增加了1～2个数量级,各种细菌数量的增加促进了系统污染物的去除。生物膜DGGE的结果显示,生物膜的生物总量及其多样性在投菌后是逐渐增大、丰富的。试验表明复合生物净化技术的净化效果高于单一技术或单一的组合净化技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和目的
• 1.2 国内外城市河道污染水体净化技术及其技术特点分析
• 1.2.1 国内外城市河道污染水体净化技术进展
• 1.2.2 国内外城市河道微污染水体净化技术综述
• 1.3 目前国内外处理城市河道污染水体技术存在的问题
• 1.4 我国城市污染河流的基本特点
• 1.5 研究内容、方法及其技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究方法
• 1.5.3 技术路线
• 第2章 生物膜法及去除污染物的理论分析
• 2.1 填料区生物膜传质过程及影响因素
• 2.2 生物膜上微生物的相互作用机理
• 2.3 微生物增长动力学
• 2.4 底物去除动力学
• 2.4.1 生物膜反应-扩散模式
• 2.4.2 生物膜表面反应模式
• 2.5 生物膜处理法的主要特征
• 2.5.1 微生物方面的特征
• 2.5.2 处理工艺方面的特征
• 2.6 生物脱氮基本原理
• 2.6.1 总氮降解的基本原理
• 2.7 总磷（TP）降解模式
• 2.8 结论
• 第3章 试验模型和监测、分析方法的建立
• 3.1 试验模型的设计
• 3.1.1 试验装置
• 3.2 监测和分析方法的建立
• 3.2.1 试验仪器和试验试剂
• 3.2.2 水质监测指标和测定方法
• 3.2.3 微生物指标分析方法
• 3.3 试验材料的选择
• 3.3.1 曝气方式
• 3.3.2 填料的选择
• 3.3.3 菌种筛选
• 3.4 本章小结
• 第4章 模拟模型的运行及在挂膜阶段的试验研究
• 4.1 试验目的
• 4.2 试验材料与方法
• 4.2.1 试验装置
• 4.2.2 试验方法
• 4.2.3 试验水源
• 4.3 试验结果与分析
• 4.3.1 挂膜阶段进出水pH值的变化
• 4.3.2 挂膜阶段生物膜及其生物相的动态分析
• 4.3.3 污染物去除率
• 4.4 本章小结
• 第5章 特效菌的投加对污染水体的试验研究
• 5.1 试验目的
• 5.2 试验材料与方法
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.2 试验方法
• 5.3 试验结果分析
• 5.3.1 填料上SS和VSS的变化
• 5.3.2 填料上附着的生物相变化分析
• 5.3.3 填料上生物群落的变化分析
• 5.3.4 填料上附着生物量的变化分析
• 5.3.5 污染物去除效果的分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论及建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文