化学-生物生态协同修复受污染底泥的效果及评价

摘要

近年来，原位修复技术以耗资少、对生态破坏小等优点，逐渐成为底泥修复领域的研究热点。但单一种类修复技术存在自身局限性，协同修复能够充分集合并发挥出各项技术的优势，成为底泥治理的重要途径。课题分离筛选高效脱氮的异养硝化-好氧反硝化菌种，开展受污染底泥的原位化学-生物生态协同修复研究。
　　试验针对异养硝化-好氧反硝化菌的分离筛选，以及菌种硝化性能和反硝化性能特性进行研究。通过实验室小试试验中异养硝化-好氧反硝化菌与生物促生剂、化学药剂和植物的不同协同修复形式修复受污染底泥，研究化学-生物生态协同修复底泥的效果与修复前后底泥有机污染评价。
　　试验从稳定运行的SBR反应器活性污泥中分离筛选得到4株具有较高活性且性能良好的菌株。试验筛选出一株菌，对其菌落形态、革兰氏试验、碳源和氮源利用情况以及硝化性能和反硝化性能等进一步研究。结果表明菌种对碳源需求量较大，在30℃下初始C/N=10，氨氮浓度为50mg/L，pH=7时硝化性能最佳，24h总氮去除率为70.67％；30℃下初始C/N=10，硝酸盐氮浓度为100mg/L，pH=7时，反硝化作用性能最佳，24h总氮去除率为74.52%；该株菌在弱碱性环境下表现出较好的硝化和反硝化性能，具有较为广泛的pH耐受范围。
　　化学-生物生态协同修复试验中，微生物菌剂浓度为108cfu/mL，投量为50mL；分别设置生物促生剂投量为0.06‰、0.08‰、0.10‰三个梯度，硝酸钙投量为50、70和100gNO3--N/m2三个梯度；植物种植5株。试验结果表明，微生物菌剂与生物促生剂协同修复对底泥脲酶活性影响最为显著，微生物菌剂与投量为0.08‰的生物促生剂协同作用下，脲酶活性增量最高，为9.33mg/（kg·h），TOC去除率为6.02%，对底泥有机质污染修复效果最佳。微生物菌剂与硝酸钙协同修复对底泥TOC和TN去除效果最佳，微生物菌剂与投量为50gNO3--N/m2的硝酸钙协同作用下，底泥TN去除率最高，达23.33%；微生物菌剂与投量为100gNO3--N/m2的硝酸钙协同作用下，底泥TOC去除率最高，达25.49%，修复后底泥有机指数评价等级由Ⅳ级上升为Ⅲ级，治理效果最佳。微生物菌剂与水葱协同修复下底泥TN去除率达22.70%；微生物菌剂与芦苇协同修复使底泥脲酶活性增量达4.86mg/（kg·h）。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 河道底泥修复技术研究进展及现状

1.3 底泥污染评价方法

1.4 课题主要研究目的和内容

第二章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验仪器

2.3 实验所用培养基

2.4 监测分析方法

2.5 底泥有机指数评价方法

第三章 异养硝化-好氧反硝化菌的分离筛选与性能研究

3.1 异养硝化-好氧反硝化菌的分离筛选

3.2 异养硝化-好氧反硝化菌的基本特征研究

3.3 异养硝化-好氧反硝化菌的硝化性能研究

3.4 异养硝化-好氧反硝化菌的好氧反硝化性能研究

3.5 本章小结

第四章 化学-生物生态协同修复河道受污染底泥的效果研究

4.1 实验装置和材料

4.2 投加量的确定

4.3 试验方案设计

4.4 化学-生物生态协同修复底泥的效果

4.5 化学-生物生态修复前后底泥污染评价

4.6 本章小结

第五章 结论与建议

5.1 结论

5.2 不足与发展

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢