生态滤池中蚯蚓生理、生态适应性研究

摘要

蚯蚓生态滤池采用现代生态设计理念，在污水处理反应器中引入蚯蚓等物种，延长和扩展了原有的微生物代谢链，通过人工强化生态系统富集与扩散、合成与分解、拮抗与协同等多种自然调控作用，可在污水处理过程中同步实现污泥的减量化和稳定化，从而赋予生物处理系统以新的特点和功能。本文通过对蚯蚓在驯化阶段和不同工况条件下的生理生态适应性研究，为生态滤池的高效率、低能耗运行提供优化的技术参数和可靠的运行依据：(1)蚯蚓对生态滤池生物膜污泥具有较好的适口性，蚯蚓在生物膜污泥中增长快，个体大，实验室条件下日增重平均值范围0.0251-0.0391倍/d。(2)经过一定时间的驯化，生态滤池中蚯蚓分布均匀，数量和生物量趋于稳定。各工况条件下石英砂和陶粒中蚯蚓密度和单位面积生物量范围分别为(0.42-1.75)×104条/m2和(0.43-1.80)×104条/m2、(0.67-3.70)kg/m2和(0.86-4.99)kg/m2。生态滤池中蚯蚓的生理生态变化受温度、降水、水力负荷以及滤池微环境等多个生态因子的协同影响。试验期间滤池内温度域值6.5-32.0℃，该温度范围内蚯蚓的生态功效随温度的升高而增大。水力负荷对陶粒蚯蚓的影响大于石英砂蚯蚓，当水力负荷达6.7m3/m2·d时蚯蚓的数量和生物量可减少约1/3。(3)蚯蚓的摄食、消化、排泄等生命活动与污泥减量化和稳定化关系密切。石英砂和陶粒中蚯蚓的有机质消化量范围分别为(1.41-5.26)mgOM/g蚯蚓和(2.51-8.48)mgOM/g蚯蚓，蚓粪OM范围分别为44.29-59.05％和36.50-48.92％。蚯蚓的呼吸率、蛋白质、AKP和FP含量与C、N、P元素循环密切相关。以牛粪蚯蚓为参照，三个环境中蚯蚓的AKP和FP含量差异显著，其大小次序分别为：陶粒蚯蚓>石英砂蚯蚓>牛粪蚯蚓、牛粪蚯蚓>陶粒蚯蚓>石英砂蚯蚓。当水力负荷达到6.0m3/m2·d后消化量、蛋白质和消化酶含量呈现明显下降趋势。(4)蚯蚓通过体内的SOD和CAT酶的协调作用来抵御外界环境胁迫，蚯蚓在各工况条件下均能生存。与牛粪蚯蚓相比，生态滤池中蚯蚓体壁组织结构会受到一定程度的损伤。但陶粒滤料中蚯蚓体壁的角质层、表皮层及环肌层所受的损伤程度都要比石英砂中的小。关键词：蚯蚓 蚯蚓生态滤池 驯化 生态因子 生态适应性 生理适应性

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1生态学相关理论

1.1.1限制因子与生物耐受性

1.1.2逆境生理生态学

1.2蚯蚓生物学

1.2.1种类

1.2.2形态结构

1.2.3生活史

1.2.4生长繁殖对环境的要求

1.3蚯蚓在环境保护中的生理、生态学应用研究进展

1.3.1自然环境中蚯蚓的生理、生态研究

1.3.2蚯蚓在环境毒理学中的研究进展

1.3.3蚯蚓堆肥处理有机废弃物

1.3.4蚯蚓生态滤池

1.4课题研究背景、目的和内容

1.4.1研究背景和目的

1.4.2研究思路和内容

第2章蚯蚓环境适应性的实验室研究

2.1材料与方法

2.1.1试验材料

2.1.2试验设计

2.1.3测试方法

2.1.4数据处理

2.2结果与分析

2.2.1蚯蚓对滤池生物膜污泥的适口性

2.2.2蚯蚓在不同含水率水平下的生理生态适应性变化

2.2.3蚯蚓在不同温度水平下的生理生态适应性变化

2.3小结

第3章生产性现场试验装置与工艺条件

3.1废水处理流程

3.2蚯蚓生态滤池

3.3工艺条件

3.3.1设计规模

3.3.2进水水质与处理目标

第4章驯化阶段蚯蚓生理生态适应性研究

4.1试验方法和条件

4.1.1试验方法

4.1.2进水条件

4.1.3自然条件

4.1.4数据处理

4.2驯化阶段蚯蚓的生态适应性

4.2.1各区蚯蚓数量变化

4.2.2各区蚯蚓重量变化

4.2.3含水率对各区蚯蚓的影响

4.2.4滤池内蚯蚓的生态变化

4.2.5自然条件对蚯蚓的生态影响

4.3驯化阶段蚯蚓的生理适应性

4.3.1摄食和排泄

4.3.2呼吸率

4.4小结

第5章不同工况试验方法和条件

5.1试验方法

5.2滤料性质比较

5.2.1石英砂滤料

5.2.2陶料滤料

5.3进水条件

5.4自然条件

5.4.1温度和降水

5.4.2含水率

5.4.3光照

5.5数据处理

第6章不同工况条件下蚯蚓的生态适应性

6.1蚯蚓数量变化

6.1.1蚯蚓密度

6.1.2蚓茧密度

6.1.3有环带个体比例

6.2蚯蚓生物量变化

6.2.1平均重量

6.2.2各重量范围比例

6.2.3单位面积生物量

6.3蚯蚓数量和生物量的影响因素分析

6.3.1温度对蚯蚓数量和生物量的影响

6.3.2日平均降水量对蚯蚓数量和生物量的影响

6.3.3降水强度积分对蚯蚓数量和生物量的影响

6.3.4含水率对蚯蚓数量和生物量的影响

6.3.5水力负荷对蚯蚓数量和生物量的影响

6.4小结

第7章不同工况条件下蚯蚓的生理适应性

7.1摄食和排泄

7.1.1蚯蚓摄食和排泄量比较

7.1.2蚓粪中微生物量比较

7.2呼吸率

7.3酶

7.3.1蛋白质含量

7.3.2 AKP和FP

7.3.3 SOD和CAT

7.4显微结构

7.4.1蚓角质层显微结构

7.4.2蚯蚓表皮层的显微结构

7.4.3蚯蚓环肌层显微结构

7.4.4蚓体壁组织损伤原因分析

7.5小结

第8章结论和建议

8.1结论

8.2建议

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果