沟渠式生物接触氧化法处理农村面源污水的试验研究

论文摘要

本研究将沟渠湿地与生物接触氧化法工艺相结合处理农村面源污水,形成了一套沟渠式生物接触氧化法农村面源污水处理系统。在系统实际运行过程中,通过对示范工程和模拟沟渠湿地系统水质连续监测,填料上生物膜微生物种群数量统计分析、酶活性测定以及优势菌的分离、纯化和鉴定,得出以下结论:1.示范工程沟渠湿地构建生物基堰氧化塘,采用沟渠坡岸构造湿地废水处理技术以及设置生物栅净化沟渠径流废水,对农村面源污水中总氮、氨氮、CODcr以及总磷的平均去除率分别为56%、66%、69%和62%;填料上生物膜微生物类群中细菌占主导地位,微生物总数与面源污水总氮和CODcr的平均去除率呈显著正相关。2.模拟村庄面源污水在总氮浓度70～80 mg/L,氨氮浓度30～40 mg/L,CODcr浓度130～290 mg/L,总磷浓度10～13 mg/L,水力负荷1.9～2.4m3/m2·d的条件下,模拟沟渠湿地系统对污水中总氮、氨氮、CODcr以及总磷的平均去除率分别可达67%、81%、84%和64%;该系统对模拟村庄面源污水的处理受水质变化影响较小,说明沟渠式生物接触氧化法工艺污水处理组合系统是一个比较稳定的工艺系统。3.通过对模拟沟渠式生物接触氧化组合系统填料上生物膜中功能菌的研究,功能菌数量均随气温升高出现增长趋势,氨化细菌和反硝化细菌数量与氮的平均去除率相关:氨化细菌数量与模拟村庄面源污水中总氮的平均去除率相关性极显著,与氨氮的平均去除率相关性显著;反硝化细菌数量与模拟村庄面源污水中总氮和氨氮的平均去除率均呈显著正相关。4.通过对模拟沟渠式生物接触氧化组合系统填料上生物膜酶活性与水质净化效果以及微生物数量关系的研究,生物膜脲酶活性与总氮的平均去除率相关性极显著,与氨氮的平均去除率相关性显著,且与膜中微生物总数的相关性也达到显著水平;磷酸酶活性与污水中总磷的平均去除率相关性不显著;脱氢酶活性与有机物平均去除率的相关性达到显著水平。5.对模拟沟渠式生物接触氧化组合系统填料上生物膜中优势菌进行分离纯化和鉴定,优势菌种群分别为:芽孢梭菌属、乳酸杆菌属、葡萄球菌属、芽孢杆菌属、微球菌属、产碱菌属、短杆菌属和假单孢菌属,该结果为治理农村面源污水提供了微生物方面的理论参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1.文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 面源污染现状
• 1.3 国内外对面源污染治理的研究进展
• 1.4 国内外生物接触氧化法应用现状
• 1.5 沟渠湿地生物接触氧化法工艺系统的提出
• 1.5.1 沟渠湿地生物接触氧化法工艺处理污水机理
• 1.5.2 面源污水中总氮、氨氮、有机物和总磷的去除机理
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2.材料与方法
• 2.1 示范工程实验区描述
• 2.2 示范工程样品采集与分析
• 2.3 模拟沟渠湿地试验
• 2.3.1 模拟沟渠湿地系统工艺流程
• 2.3.2 工艺运行条件
• 2.3.2.1 系统启动阶段
• 2.3.2.2 进水
• 2.3.2.3 样品采集与分析
• 2.4 实验材料
• 2.5 实验设备
• 2.6 分析方法
• 2.6.1 水质分析方法
• 2.6.2 微生物计数
• 2.6.3 酶活性的测定
• 2.6.4 细菌鉴定方法
• 3 结果与分析
• 3.1 示范工程沟渠湿地系统水质监测结果
• 3.1.1 示范工程沟渠湿地系统对农村面源污水的去除效果
• 3.1.1.1 沟渠湿地系统对农村面源污水中总氮的去除效果
• 3.1.1.2 沟渠湿地系统对农村面源污水中氨氮的去除效果
• cr的去除效果'>3.1.1.3 沟渠湿地系统对农村面源污水中COD_cr的去除效果
• 3.1.1.4 沟渠湿地系统对农村面源污水中总磷的去除效果
• 3.2 示范工程沟渠湿地系统生物膜中微生物数量测定
• 3.3 模拟沟渠湿地系统水质监测结果
• 3.3.1 组合系统对模拟村庄面源污水中总氮的去除效果
• 3.3.2 组合系统对模拟村庄面源污水中氨氮的去除效果
• cr的去除效果'>3.3.3 组合系统对模拟村庄面源污水中COD_cr的去除效果
• 3.3.4 组合系统对模拟村庄面源污水中总磷的去除效果
• 3.4 模拟沟渠湿地系统生物膜中微生物数量测定
• 3.5 微生物数量与水质净化效果的关系
• 3.6 生物膜酶活性与水质净化效果的关系
• cr的去除率关系'>3.6.1 脲酶活性与总氮、氨氮和COD_cr的去除率关系
• cr的去除率关系'>3.6.2 磷酸酶活性与总磷和COD_cr的去除率关系
• cr的去除率关系'>3.6.3 脱氢酶活性与COD_cr的去除率关系
• 3.7 生物膜酶活性与微生物数量的关系
• 3.8 模拟沟渠湿地系统生物膜优势菌鉴定结果
• 3.8.1 斜面菌落形态
• 3.8.2 个体形态
• 3.8.3 生化特征测定结果
• 3.8.4 生理特征测定结果
• 3.8.5.结论
• 4.结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文