利用浮萍净化氮磷污水机理及其优化工艺条件研究

论文题目: 利用浮萍净化氮磷污水机理及其优化工艺条件研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 环境工程

作者: 沈根祥

导师: 朱荫湄

关键词: 浮萍,污水处理,优化品种,去除机理,工艺条件,蛋白质生产,回收利用

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着我国农村经济和城镇化建设的快速发展,由农业生产和农村生活产生的氮磷污水污染环境问题越来越严重。结合农村和农业的特点,如何经济、有效和简便地净化处理氮磷污水,是目前农村环境保护工作中急需解决的关键技术问题。 针对上述现状,本文以长江三角洲地区本地浮萍为研究对象,从高效净化氮磷污水的浮萍优化种质筛选、浮萍吸收净化污水中氮的动力学及机理和浮萍净化氮磷污水适宜操作工艺条件三个方面开展了研究工作,以期为我国农村地区氮磷污水的生态化处理及其资源化利用提供可行性依据。 通过对长江三角洲地区广泛分布的5种浮萍(少根紫萍、紫萍、稀脉浮萍、青萍和芜萍)不同环境温度下耐污能力正交比较试验、适宜生长条件下的蛋白质生产能力比较试验和冬季低温条件下的耐寒能力比较试验研究表明,本地浮萍少根紫萍不仅在试验温度范围内(15～35℃)对氮磷污水的总体耐污能力优于其它本地其他浮萍,而且在蛋白质生产能力上也超过其它本地其他浮萍,具有与国外优化浮萍品种相当的单位面积蛋白质生产水平,植物体蛋白质含量达30%(干物)以上,可作为高蛋白动物饲料;同时,在耐寒能力上,虽然少根紫萍稍逊于稀脉浮萍,但相对其它种质而言,能在低温(5℃)条件下成活生长。为此,以对氮磷污水的耐污能力强、植物体蛋白质含量及其产量高和对本地气候适应性好(耐寒能力强)为筛选依据,少根紫萍可作为长江三角洲地区净化氮磷污水的本地浮萍优化种质。其中,耐污能力强和蛋白质生产水平高是少根紫萍在本地5种浮萍中最为突出的生物学特征。 通过本地5种浮萍与国外三种优化浮萍品种(Lemna gibba 8678,Spirodella punctata 7776和Lemna minor 8627)的比较试验得出,本地浮萍优化种质少根紫萍在单位面积蛋白质生产能力上稍逊于Spirodella punctata 7776和Lemna minor8627,但比Lemna gibba 8678稍高;而在耐寒能力上,国外品种Lemna gibba 8678在低温下不能成活,其它两种国外品种耐寒能力明显高于少根紫萍。通过该研究结果不仅可了解本地浮萍优化种质与国外的差距,而且还证明本研究结果的可靠

论文目录:

摘要

第一章 文献综述

1.前言

2.浮萍的生物学特性以及与其它常用于污水净化的水生植物的比较

2.1 浮萍的形态特征

2.2 浮萍的种类分布

2.3 浮萍的生长条件

2.4 浮萍的化学组成

2.5 浮萍与其它常用于污水净化的水生植物的比较

3.影响浮萍生长及其氮磷净化能力的因素

3.1 污水的组成及其浓度的影响

3.1.1 浮萍对不同形态氮的吸收能力

3.1.2 不同形态的氮及其浓度对浮萍生长的影响

3.1.3 污水氮磷浓度对浮萍净化能力的影响

3.1.4 污水氮磷浓度对浮萍营养价值的影响

3.2 pH的影响

3.2.1 浮萍生长的最适pH

3.2.2 pH对浮萍生长的抑制效应

3.3 光照的影响

3.3.1 日照时间对浮萍生长的影响

3.3.2 光照强度对浮萍生长及污水净化效果的影响

3.3.3 紫外光对浮萍生长的影响

3.4 温度的影响

3.5 生长密度的影响

3.6 收割周期的影响

3.7 藻类的影响

3.8 搅拌的影响

4.浮萍种质的差异性以及适合氮磷污水净化的优化品种筛选

4.1 不同浮萍种质的差异性

4.1.1 生物学特征

4.1.2 氮磷污水净化能力

4.2 浮萍优化种质筛选

4.2.1 筛选目的

4.2.2 国外浮萍优化品种的筛选

5.浮萍净化氮磷污水的机理及浮萍生长模型的研究

5.1 氮的去除机理

5.2 磷的去除机理

5.3 浮萍生长模型

6.浮萍的资源化回收利用

6.1 浮萍加工贮藏方法及其对浮萍营养价值的影响

6.2 浮萍作为畜禽、水产饲料与饲喂效果

6.2.1 浮萍作为饲料的营养价值

6.2.2 浮萍作为饲料的饲喂效果

6.3 其它相关研究

6.3.1 药用

6.3.2 堆肥

7.结语

第二章 高效净化氮磷污水的本地浮萍筛选

1.筛选试验用的浮萍

1.1 本地浮萍

1.1.1 青萍(Lemna minor)

1.1.2 稀脉浮萍(Lemna perpusilla)

1.1.3 紫萍(Spirodela polyrrhiza)

1.1.4 少根紫萍(Spirodela oligorrhiza)

1.1.5 羌萍(Wolffa arrhiza)

1.2 国外浮萍

1.2.1 Lemna gibba 8678

1.2.2 Spirodella punctata 7776

1.2.3 Lemna minor 8627

2.本地浮萍氮磷污水生长条件及耐污能力比较研究

2.1 材料与方法

2.1.1 供试浮萍的准备

2.1.2 试验设计

2.1.3 试验用污水

2.1.4 试验方法

2.1.5 测定方法

2.2 试验结果与分析

2.2.1 不同环境温度下正交试验培养浮萍的生长结果

2.2.2 各类浮萍不同环境温度正交试验生长结果直观分析

2.3 结论

3.本地浮萍与国外优化浮萍净化氮磷污水蛋白质生产能力比较研究

3.1 材料与方法

3.1.1 供试浮萍的准备

3.1.2 试验设计

3.1.3 试验方法

3.1.4 测定方法

3.2 试验结果与分析

3.2.1 各类浮萍相同培养条件下生物量增长与蛋白质含量结果

3.2.2 各类浮萍单位面积蛋白质生产能力比较

3.3 结论

4.本地浮萍与国外优化浮萍净化氮磷污水耐寒能力比较研究

4.1 材料与方法

4.1.1 供试浮萍的准备

4.1.2 试验设计

4.1.3 试验方法

4.1.4 测定方法

4.2 试验结果与分析

4.2.1 各类浮萍低温条件下生长定性观察结果

4.2.2 低温条件下成活浮萍生物量增长结果

4.3 结论

5.小结

第三章 浮萍吸收净化污水中氮的动力学及机理研究

1.浮萍吸收不同形态氮的动力学特性研究

1.1 材料与方法

1.1.1 供试浮萍的准备

1.1.2 浮萍吸收铵态氮的动力学试验

1.1.3 浮萍吸收硝态氮的动力学试验

1.1.4 测定项目与方法

1.2 试验结果与分析

1.2.1 浮萍吸收铵态氮的动力学

1.2.2 浮萍吸收硝态氮的动力学

1.3 讨论

2.浮萍放养体系中氮的去向与其在浮萍体内的亚细胞分布研究

2.1 材料与方法

2.1.1 供试浮萍的准备

2.1.2 浮萍吸收~(15)N标记铵态氮的试验

2.1.3 测定项目与方法

2.2 试验结果与分析

2.2.1 浮萍放养体系中氮的去向

2.2.2 浮萍体内氮的亚细胞分布

2.3 讨论

3.小结

第四章 浮萍净化氮磷污水适宜操作工艺条件研究

1.污水浓度对浮萍生长及其氮磷净化效果的影响

1.1 材料与方法

1.1.1 供试浮萍及污水的准备

1.1.2 试验时间

1.1.3 试验用污水浓度

1.1.4 试验方法

1.1.5 测定方法

1.2 试验结果与分析

1.2.1 污水浓度对NH_4-N去除的影响

1.2.2 污水浓度对TN、TP去除的影响

1.2.3 污水浓度对浮萍生长的影响

1.2.4 污水浓度对水体pH值的影响

1.2.5 气温和光照

1.3 结论

2.初始放养密度对浮萍生长及其氮磷净化效果的影响

2.1 材料与方法

2.1.1 供试浮萍及污水的准备

2.1.2 试验方法

2.1.3 测定方法

2.2 试验结果与分析

2.2.1 初始放养密度对NH_4-N去除的影响

2.2.2 初始放养密度对TN、TP去除的影响

2.2.3 初始放养密度对浮萍生长的影响

2.2.4 初始放养密度对水体pH值的影响

2.2.5 气温和光照

2.3 结论

3.收割周期对浮萍生长及其氮磷净化效果的影响

3.1 材料与方法

3.1.1 供试浮萍及污水的准备

3.1.2 试验方法

3.1.3 测定方法

3.2 试验结果与分析

3.2.1 收割周期对NH_4-N去除的影响

3.2.2 收割周期对TN、TP去除的影响

3.2.3 收割周期对浮萍生长的影响

3.2.4 收割周期对水体pH值的影响

3.2.5 气温和光照

3.3 结论

4.水深对浮萍生长及其氮磷净化效果的影响

4.1 材料与方法

4.1.1 供试浮萍及污水的准备

4.1.2 试验方法

4.1.3 测定方法

4.2 试验结果与分析

4.2.1 水深对NH_4-N去除的影响

4.2.2 水深对TN、TP去除的影响

4.2.3 水深对浮萍生长的影响

4.2.4 水深对水体pH值的影响

4.2.5 气温和光照

4.3 结论

5.冬季气候条件对浮萍生长及其氮磷净化效果的影响

5.1 材料与方法

5.1.1 供试浮萍及污水的准备

5.1.2 试验方法

5.1.3 测定方法

5.2 试验结果与分析

5.2.1 气温和光照

5.2.2 冬季气候条件对NH_4-N去除的影响

5.2.3 冬季气候条件对TN、TP去除的影响

5.2.4 冬季气候条件对浮萍生长的影响

5.2.5 冬季气候条件对水体pH值的影响

5.3 结论

6.浅水体浮萍污水净化系统去除氮的途径探讨

6.1 材料与方法

6.1.1 供试浮萍及污水的准备

6.1.2 试验方法

6.1.3 测定方法

6.2 试验结果与分析

6.2.1 夏季试验

6.2.2 冬季试验

6.3 结论

7.小结

第五章 主要结论与未来工作设想

1.本研究主要结论

1.1 高效净化氮磷污水的本地浮萍筛选

1.2 浮萍吸收净化污水中氮的动力学及其机理研究

1.3 浮萍净化氮磷污水适宜操作工艺条件研究

2.本研究的创新点

3.本研究今后需深入开展的工作

致谢

附录

发布时间: 2005-07-21

参考文献

• [1].基于过滤型阴极生物电化学系统的污水深度净化与脱盐[D]. 左魁昌.清华大学2016
• [2].生物电化学系统对污水中离子型物质的去除与回收研究[D]. 陈熹.清华大学2016
• [3].污水中病毒浓集、消毒规律及灭活机理研究[D]. 赵祖国.中国人民解放军军事医学科学院2008

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• [4].复合生物反应器—膜分离技术处理城市污水的试验研究[D]. 曹斌.西安建筑科技大学2005
• [5].西安湿地资源及人工湿地污水处理研究[D]. 刘宏斌.西安建筑科技大学2005
• [6].固定化藻类去除污水中氮磷及其机理的研究[D]. 邢丽贞.西安建筑科技大学2005
• [7].污水土地处理系统相关机理研究及实践应用[D]. 郝桂玉.华东师范大学2005
• [8].厌氧生物除磷技术的基础研究[D]. 郭夏丽.浙江大学2005
• [9].高效藻类塘处理农村生活污水氮磷去除机理及工艺研究[D]. 何少林.同济大学2006
• [10].不同水生植物吸收去除水体氮效果及机理研究[D]. 方云英.浙江大学2006

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