生物促生剂强化人工湿地系统中微生物活性的研究

摘要

本研究为解决人工湿地在运行过程中微生物活性低的问题，通过向人工湿地系统中添加生物促生剂以达到提高系统微生物活性从而提高人工湿地系统水质净化效果的目的。以垂直流人工湿地系统为研究对象，探讨了不同生物促进剂添加量对人工湿地系统水质净化和基质酶活的影响，确定了其最佳添加量；同时在此基础上，研究生物促进剂对人工湿地系统中水质净化效果以及微生物活性的影响，以期为生物促进剂的实际应用提供理论基础。具体研究内容及结果如下： （1）本研究向人工湿地进水中分别添加0μL/L、1μL/L、5μL/L和10μL/L生物促生剂，将其应用于人工湿地水质净化的过程，通过分析湿地出水水质以及基质酶活来进行生物促生剂添加量的优选。结果表明：①生物促生剂添加量为5μL/L的人工湿地系统水质净化效果最好，TN、NH4+-N平均去除效率均达到80%以上，较对照系统分别提高了71.5%和31.7%，TP和COD平均去除率为36.0%和91.6%，较对照系统分别提高了9.1%和5.9%；②生物促生剂的添加可提高人工湿地系统中基质磷酸酶和脲酶活性，各系统基质磷酸酶活性无显著差异，而5μL/L生物促生剂的添加对系统中基质脲酶活性的影响最为显著（P＜0.05）；③人工湿地系统基质脲酶、磷酸酶活性和COD平均去除率间呈显著正相关（P＜0.05）。 （2）在最佳生物促生剂添加量的条件下，通过测定系统出水水质来分析湿地植物以及生物促生剂的添加对人工湿地系统水质净化效果的影响，并通过测定系统基质酶活以及微生物群落结构的差异进行机理分析。结果表明：①生物促生剂的添加可显著提高系统对NH4+-N和TP的去除（P＜0.05），添加生物促生剂的系统的NH4+-N和TP的去除率分别为44.6%和53.6%，较未添加生物促生剂的系统分别提高了16.4%和10.4%；②湿地植物的种植可显著提高系统对TP和COD的去除（P＜0.05），种植湿地植物的系统TP和COD的去除率分别为43.2%和93.0%，较未种植湿地植物的系统分别提高了16.5%和7.3%；③湿地植物的种植可显著提高人工湿地系统基质磷酸酶活性（P＜0.05），种植湿地植物和添加生物促生剂的联合作用可显著提高系统中基质脲酶活性（P＜0.05）；④人工湿地基质磷酸酶活性与TP平均去除率呈显著正相关（P＜0.05），与COD平均去除率呈极显著正相关（P＜0.01），同时基质脲酶活性与COD平均去除率呈极显著正相关（P＜0.01）；⑤生物促生剂可提高人工湿地系统中某些常见菌门的相对丰度，但无显著性差异，同时显著提高了某些功能菌属的相对丰度（P＜0.05），如Thermonomonas、Cloacibacterium。

目录

声明

第1章 引言

第2章 文献综述

2.1我国水环境与水污染现状

2.2人工湿地概述

2.2.1人工湿地简介及分类

2.2.2人工湿地构成要素及净化机理

2.2.3人工湿地面临的问题

2.3生物促生技术概述

2.3.1生物促生技术的作用机理

2.3.2生物促生技术的研究现状

2.4研究目的、意义及内容

2.4.1研究目的、意义

2.4.2研究内容

第3章 生物促生剂添加量的优选

3.1引言

3.2材料与方法

3.2.1主要仪器设备

3.2.2生物促生剂的制备

3.2.3实验装置

3.2.4系统进水与运行方式

3.2.5指标分析方法

3.2.6数据分析

3.3结果与讨论

3.3.1不同生物促生剂添加量对系统水质净化效果的影响

3.3.2不同生物促生剂添加量对系统基质酶活的影响

3.3.3污染物去除效率与基质酶活间相关性分析

3.4小结

第4章 生物促生剂强化系统水质净化效果和微生物活性的研究

4.1引言

4.2材料与方法

4.2.1主要仪器设备

4.2.2生物促生剂的制备

4.2.3实验装置

4.2.4系统进水与运行方式

4.2.5指标分析方法

4.2.6数据分析

4.3结果与讨论

4.3.1生物促生剂对水质净化效果的影响

4.3.2生物促生剂对系统基质酶活的影响

4.3.3污染物去除效率与基质酶活相关性分析

4.3.4生物促生剂对系统微生物群落结构的影响

4.4小结

第5章 结论与展望

5.1结论

5.2创新点

5.3展望

致谢

参考文献

攻读学位期间获得科研成果目录