高效植生混凝土水质净化效果及作用机理研究

摘要

本研究在前人研究基础上分别考察了骨料、植物及进水浓度对植生混凝土水质净化效果的影响，并使用高通量测序技术分析了植生混凝土内部微生物群落组成及水质净化作用机理，主要的研究成果如下：
　　通过试验分析了沸石、钢渣、砾石三种骨料对植生混凝土水质净化效果的影响，进水氨氮、总磷、CODcr浓度分别保持为5.0mg/L、1.0mg/L、60.0mg/L，动态试验条件下沸石植生混凝土对氨氮和CODcr的去除效果最佳，30d时去除率为75.8％、60%，而钢渣植生混凝土对总磷的去除效果由于沸石和砾石植生混凝土，30d时去除率为81%。
　　不同植物对植生混凝土水质净化效果也会产生一定程度的影响，种植百喜草的植生混凝土对氨氮和总磷的去除效果优于狗牙根和白三叶植生混凝土，而种植狗牙根的植生混凝土对 CODcr的去除效果优于百喜草和白三叶植生混凝土，进水氨氮、总磷、CODcr分别保持为5.0mg/L、1.0mg/L、60.0mg/L，动态试验条件下百喜草植生混凝土30d时氨氮、总磷去除率分别为75.68%、77.08%，狗牙根植生混凝土对CODcr的去除率为68.3%。植物是植生混凝土水质净化体系中不可或缺的重要组成部分，通过对比植生混凝土与未种植植物的植生混凝土砌块水质净化效果发现不同种类的植物对植生混凝土水质净化效果的促进作用各异。
　　进水浓度与植生混凝土的水质净化效果有一定程度的影响，氨氮、总磷去除率随着进水浓度的上升而下降，而 CODcr去除率随着进水浓度的上升而提高。
　　通过高通量测序技术研究了植生混凝土内部微生物的种类和相对丰度，结果表明植生混凝土内部微生物具有较高的种类和丰度，且植生混凝土水质净化效果与微生物群落结构具有关联性，植生混凝土内部氨氧化细菌、除磷菌、菌群丰度和群落多样性分别对氨氮、总磷、CODcr的去除效果产生影响。沸石、钢渣、砾石植生混凝土内部氨氧化细菌占细菌数量的比例分别为0.64%、0.28%、0.31%，沸石植生混凝土明显高于钢渣和砾石植生混凝土，其氨氮去除效果也高于后两者；钢渣植生混凝土内部检出不动杆菌属和假单胞菌属比例分别为0.01%、1.77%，而沸石、砾石植生混凝土内部仅检出少量假单胞菌属，比例分别为0.30%、0.15%，钢渣植生混凝土总磷去除效果高于另两者；沸石植生混凝土的OTU、ace、chao、shannon指数分别为1345、1652、1650、6.04，均高于钢渣、砾石植生混凝土，其 CODcr去除效果优于后两者。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 植生混凝土护砌材料开发研究现状

1.3 植生混凝土的工程应用现状

1.4 本课题研究主要研究内容、主要技术路线及意义

第二章 试验材料与方法

2.1 植生混凝土的制作成型

2.2 试验用水

2.3 试验方法与试验装置

2.4 试验方案

2.5 分析方法

2.6 本章小结

第三章 植生混凝土水质净化效果分析与讨论

3.1 骨料对植生混凝土水质净化效果的影响

3.2 植物对植生混凝土水质净化效果的影响

3.3 进水浓度对植生混凝土水质净化效果的影响

3.4 小结

第四章 植生混凝土微生物多样性及水质净化机理研究

4.1 序列优化统计

4.2 稀释性曲线

4.3 多样性指数分析

4.4 细菌群落结构分类学分析

4.5 小结

第五章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

作者攻读学位期间的科研成果

致谢