感潮河道重污染区生态修复技术及应用研究

摘要

珠江三角洲地区有大小感潮河道4900余条，长度约10000km。感潮网河区河道地势低平，且受潮汐顶托作用水流往复回荡，通流不畅，近年来水质污染日渐严重。本研究是在分析珠江三角洲地区感潮河道污染现状、污染特点，以及查阅了有关感潮河道污染问题相关资料的基础上，采用在感潮河道重污染区安放浮箱式曝气生物滤池，以提高感潮河道自我净化能力为核心的生态修复的新方法。
　　 具体研究内容及结论如下:
　　 (1)针对感潮河道重污染区生态恶化、潮涨潮落水位不定的特点，设计了由土工网包裹着的网状轻质生物载体、布水管、曝气管、曝气头、浮子、固定杆等关键部件组成浮箱式曝气生物滤池系统，并对各部件的结构和选材进行分析。
　　 (2)以珠江三角洲感潮河网重污染区东莞小享社区四坊长塘污水为试验用水，对浮箱式曝气生物滤池系统进行了中试（挂膜）试验研究。研究结果表明，添加高效微生物菌群可以加快曝气生物滤池的挂膜进程，并且当系统对NH3-N、CODcr、TN等污染物去除率可分别稳定在83.63％、52.30％、49.01％左右时，表明微生物挂膜稳定。
　　 (3)为检验浮箱式曝气生物滤池系统的应用效果，选取了东莞小享社区污染严重的下郎支涌为试验点，在不截污、不疏浚底泥的情况下，对系统进行了工程实际应用研究。研究结果表明，与对照河段相比示范河段水体各污染物指标明显好转，基本消除了河道黑臭，对水体氨氮、CODcr、TP和悬浮颗粒物的平均去除率可分别达到71.57％、61.33％、56.22％、68.83％，系统在运行过程中充分适应感潮河道的潮汐特点，可在短时间内改善河道的生态环境，提高其自我净化的能力。
　　 (4)通过对污染物的去除情况以及数据整理分析，对系统的净化机理以及动力学模型进行了探索研究，为其推广应用提供辅助支撑。研究结果表明，系统得以净化分析认为主要是由生物氧化分解作用、载体过滤作用、食物链分级捕食作用以及微生物与载体的协同作用等综合作用的结果，并且在假设系统是理想的推流式反应器情况下，通过设定试验条件推断出系统CODcr的动力学模型为ln(C/C0)=-0.000211(A/Q)C01.062H(R2=0.987)。

目录

摘要

CONTENT

第一章 绪论

1．1 珠江三角洲地区感潮河道污染概况

1．1．1 感潮河道污染现状

1．1．2 感潮河道污染特点

1．2 国内外河道修复研究进展

1．2．1 国内河道修复研究

1．2．2 国外河道修复研究

1．3 污染河道修复技术

1．3．1 生物修复技术

1．3．2 生态修复技术

1．4 感潮河道修复技术体系

1．4．1 感潮河道水体修复特点

1．4．2 感潮河道水环境综合改善技术体系构建

1．5 课题研究目的、意义、内容及技术路线

1．5．1 研究目的及意义

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

第二章 浮箱式曝气生物滤池系统

2．1 系统原理

2．2 系统结构图

2．3 系统所包含的关键技术

2．3．1 原位修复技术

2．3．2 高效载体固定化微生物技术

2．3．3 生物强化技术

2．3．4 曝气增氧技术

2．4 系统基质材料选择

2．4．1 框架材料选择

2．4．2 曝气装置选择

2．4．3 载体选择

2．4．4 高效微生物选择

2．5 系统特点及适用范围

第三章 系统挂膜试验研究

3．1 引言

3．2 试验装置与用水条件

3．2．1 试验装置

3．2．2 试验器材

3．2．3 试验用水

3．2．4 采样频率

3．3 试验方法

3．3．1 微生物驯化固定化方法

3．3．2 分析指标及方法

3．4 结果分析与讨论

3．4．1 温度变化情况

3．4．2 微生物生长形态观察

3．4．3 对氨氮去除效果

3．4．4 对CODcr去除效果

3．4．5 对TN去除效果

3．5 本章小结

第四章 工程示范研究

4．1 河道概况

4．2 治理前河道水环境状况

4．3 示范工程布置

4．4 试验条件

4．4．1 试验器材

4．4．2 运行调控

4．5 结果分析与讨论

4．5．1 对氨氮去除效果

4．5．2 对CODcr去除效果

4．5．3 对TP去除效果

4．5．4 对悬浮颗粒物去除效果

4．6 社会生态效益分析

4．7 本章小结

第五章 系统净化机理及动力学模型探索

5．1 浮箱式曝气生物滤池净化机理

5．1．1 生物膜的构造及对有机物的降解

5．1．2 生物氧化分解作用

5．1．3 载体过滤截留作用

5．1．4 食物链分级捕食作用

5．1．5 微生物与载体协同作用

5．2 系统反应动力学研究

5．2．1 水质模型方程的建立

5．2．2 模型参数的确定

5．3 本章小结

结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

声明

致谢