生态浮床强化河道水体污染物降解的效果评价和过程分析

摘要

本课题研究以植物和生物膜为基本组成部分的生态浮床在河道水体净化上的应用，针对氨氮、COD等浓度较高且存在难降解有机物的特点，增加陶粒、河蚌、好氧反硝化菌等强化措施，根据浮床组分和整体相关性高低判断净化主体，比较浮床各组分及强化措施对浮床净化效果的贡献情况，并针对实验中出现的氮降解不全面的问题，提出强化氮降解的措施。
　　各浮床去除效果良好，经过5天去除，氨氮、总磷、COD浓度分别从约25mg/L、2mg/L、80mg/L降为约10mg/L、1.5mg/L、10mg/L，对表征腐殖质类难降解有机物的UV254均有很好的去除效果，5天后去除率在60％～70%左右。
　　定义表征贡献水平的提升去除贡献率（RCR）和强化降解贡献率（DCR），结果表明陶粒对浮床去除氨氮、UV254强化效果很明显，5d内陶粒对植物浮床、生物膜浮床去除氨氮的RCR值分别达49%、52.6%，但对基本浮床提升较小，只有6.2%；对植物浮床、基本浮床去除UV254的RCR值分别为40%、30%左右；陶粒对浮床降解硝氮和总磷强化效果较小，对三种浮床降解硝氮的DCR值为8～15%，对总磷的DCR值不到10%。投加好氧反硝化菌对硝氮降解强化效果较明显，5d内好反菌对植物浮床、生物膜浮床降解硝氮的DCR值分别可达27.3%、20.5%，但对基本浮床强化不明显；对总磷、UV254的强化效果较小，对三种浮床降解总磷的DCR值不到10%，对三种浮床去除UV254的RCR值在10%左右。因此，可选用陶粒强化浮床对水体中氨氮和腐殖酸类物质的降解。
　　生物膜对提高浮床净化效果的贡献要高于植物，对于氨氮，5d内生物膜的RCR值可达30～40%，高于植物的20%；对于UV254，生物膜的RCR值最高可达62.6%，而植物不明显；对于硝氮，5d内生物膜的DCR值可达34.7%，而植物不明显，对于总磷，生物膜的DCR值可达9.1%，高于植物的3.6%。计算运行5天内植物、生物膜浮床和两者组成的基本浮床的相关系数R2植、R2膜，对于氨氮、总氮、总磷、UV254等指标，R2膜＞R2植，对于硝氮，R2膜＜R2植。因此，本实验中，生物膜是净化主体，植物主导了硝氮的积累。
　　持续曝气浮床存在硝氮积累问题，采用间歇曝气和好氧反硝化菌挂膜浮床可以改善，经好氧反硝化菌挂膜浮床去除7天后，硝氮浓度可从20mg/L降至0mg/L左右，因此，可选用好氧反硝化菌挂膜浮床强化硝氮的降解。

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第一章 绪论

1.1城市河道污染

1.2城市河道污染治理

1.3本课题的主要研究目的和内容

第二章 实验材料与方法

2.1处理水质情况

2.2浮床材料及组合情况

2.3模拟河道情况介绍

2.4实验方案

2.5实验仪器和装置

2.6分析指标和方法

2.7数据主要统计处理方法

第三章 组合浮床及强化措施效果评价

3.1组合浮床及陶粒强化的效果评价

3.2组合浮床及河蚌强化的效果评价

3.3组合浮床及投加好氧反硝化菌强化的效果评价

3.4各强化措施的综合评价

3.5本章小结

第四章 组合浮床及强化措施过程分析

4.1强化措施对浮床各部分的强化效果

4.2强化措施的强化贡献

4.3组合浮床各部分去除过程分析

4.4浮床组分的净化贡献

4.5组合浮床各组分去除关系

4.6本章小结

第五章 强化浮床降解氮的研究

5.1常规曝气方式下氮的转化情况

5.2间歇曝气对氮去除的强化研究

5.3好反菌挂膜对氮去除的强化研究

5.4间歇曝气、好氧反硝化菌挂膜浮床对硝氮的去除提高百分率

5.5增加模拟河道深度对氮去除的影响分析

5.6本章小结

第六章 结论和展望

6.1结论

6.2不足和展望

参考文献

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