發(fā)布時間：2017-09-16 23:42

  本文關(guān)鍵詞：植物碳源調(diào)控下水平潛流濕地強化脫氮試驗研究

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【摘要】：本論文針對低碳氮比運行條件下人工濕地脫氮效率不高的問題進行了深入研究。通過比較選出適宜用于人工濕地的植物碳源材料,利用小試試驗對植物碳源的投加位置、投加比例以及補充植物碳源后人工濕地的水力負(fù)荷等條件進行優(yōu)化,將優(yōu)化得到的碳源調(diào)控參數(shù)應(yīng)用到人工濕地小試裝置中去,觀察碳源調(diào)控下人工濕地裝置的脫氮效率,對人工濕地碳源調(diào)控強化脫氮技術(shù)的可行性進行了驗證,并采用掃描電鏡、分子生物學(xué)技術(shù)等手段對人工濕地內(nèi)部的微觀狀態(tài)、優(yōu)勢菌種以及脫氮微生物進行了分析。(1)蘆葦秸稈、玉米芯、梧桐樹皮、梧桐樹葉四種植物碳源中,玉米芯在浸泡過程中會釋放出大量的有機物且持續(xù)釋放能力較強,30 d后的玉米芯浸泡液B/C值為0.35,具有良好的可生化能力,同時玉米芯分解時無色度產(chǎn)生,分解后呈粉末狀,不會造成人工濕地的堵塞等問題,適合作為人工濕地的外加植物固態(tài)碳源。(2)碳源調(diào)控參數(shù)優(yōu)化研究中發(fā)現(xiàn),控制玉米芯的投加體積比為1.0%,將其投加在濕地基質(zhì)床內(nèi)中后部(水力路徑約60%的斷面位置),調(diào)節(jié)水力負(fù)荷為2.03m3/m2·d,此時小試裝置的出水COD值無惡化,且總氮的平均去除率在45%以上。(3)人工濕地裝置小試,結(jié)果顯示,空白濕地的COD平均去除率為38.71%,總氮平均去除率為34.24%,碳源濕地的COD平均去除率為38.52%,總氮平均去除率達到70.55%,在合理調(diào)控的前提下,外加植物碳源有效提高了人工濕地的脫氮效率,驗證了人工濕地碳源調(diào)控強化脫氮技術(shù)的可行性。(4)采用電鏡對人工濕地系統(tǒng)內(nèi)部的基質(zhì)進行掃描發(fā)現(xiàn),其表面附著有大量以短桿菌為主的微生物、固著藻類、浮游生物等,對人工濕地的出水均有凈化作用;PCR-DGGE技術(shù)檢測結(jié)果顯示人工濕地系統(tǒng)內(nèi)部的優(yōu)勢菌種約有10多個屬,其中具有脫氮效果的菌屬包括:假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)中的惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida)、熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens);不動桿菌屬(Acinetobacter sp.)中的瓊氏不動桿菌(Acinetobacter junii);沙雷氏菌屬(Serratia sp.)中的粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratia marcescens);短波單胞菌屬(Brevundimonas sp.)中的缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta);以及植物內(nèi)生菌(Endophytic bacterium)等,從分子生物學(xué)角度對人工濕地的脫氮效果進行了驗證。
【關(guān)鍵詞】：人工濕地 植物碳源 玉米芯 強化脫氮
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 濕地脫氮國內(nèi)外研究進展12-17
• 1.2.1 人工濕地技術(shù)12-14
• 1.2.2 人工濕地脫氮機理14-16
• 1.2.3 影響人工濕地脫氮效率的因素16-17
• 1.3 人工濕地碳源調(diào)控強化脫氮技術(shù)17-20
• 1.3.1 人工濕地碳源調(diào)控脫氮技術(shù)研究進展17-19
• 1.3.2 人工濕地碳源調(diào)控強化脫氮技術(shù)研究中存在的問題19-20
• 1.4 研究的目的及意義20
• 1.5 研究內(nèi)容與技術(shù)路線20-23
• 1.5.1 研究內(nèi)容20-22
• 1.5.2 技術(shù)路線22-23
• 2 植物碳源有機物質(zhì)的比選研究23-38
• 2.1 研究材料與方法23-26
• 2.1.1 植物碳源材料的選取及特性分析23-24
• 2.1.2 試驗裝置24
• 2.1.3 試驗步驟與方法24-26
• 2.1.4 水質(zhì)分析方法26
• 2.2 不同植物碳源材料在蒸餾水中的浸泡結(jié)果與分析26-33
• 2.2.1 不同植物碳源在蒸餾水中有機物的釋放特點26-27
• 2.2.2 不同植物碳源在蒸餾水中氮素的釋放情況27-31
• 2.2.3 不同植物碳源材料的分解特點31-33
• 2.3 不同植物碳源材料在河水中的浸泡結(jié)果與分析33-35
• 2.3.1 植物碳源在河水中有機物的累積特點33-34
• 2.3.2 植物碳源在河水中總氮的累積特點34-35
• 2.4 最佳植物碳源的可生化性測試與分析35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 3 植物碳源投加參數(shù)優(yōu)化小試研究38-59
• 3.1 小試裝置與材料38-40
• 3.1.1 小試裝置38
• 3.1.2 小試材料與儀器38-39
• 3.1.3 試驗步驟與方法39-40
• 3.1.4 水質(zhì)分析方法40
• 3.2 植物碳源投加位置優(yōu)化結(jié)果與分析40-46
• 3.2.1 碳源投加位置對氮素去除效果的影響40-44
• 3.2.2 碳源投加位置對COD去除效果的影響44-45
• 3.2.3 研究小結(jié)45-46
• 3.3 植物碳源投加比例優(yōu)化結(jié)果與分析46-52
• 3.3.1 碳源投加比例對氮素去除效果的影響46-50
• 3.3.2 碳源投加比例對COD去除效果的影響50-51
• 3.3.3 研究小結(jié)51-52
• 3.4 水力負(fù)荷優(yōu)化結(jié)果與分析52-58
• 3.4.1 水力負(fù)荷對氮素去除效果的影響52-56
• 3.4.2 水力負(fù)荷對COD去除效果的影響56-57
• 3.4.3 研究小結(jié)57-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 4 碳源調(diào)控技術(shù)在水平潛流濕地小試裝置中的應(yīng)用研究59-75
• 4.1 試驗裝置與方法59-62
• 4.1.1 試驗材料的選取與預(yù)處理59-60
• 4.1.2 試驗裝置的設(shè)計與布置60-61
• 4.1.3 試驗步驟與方法61
• 4.1.4 水質(zhì)分析方法61-62
• 4.2 人工濕地初步啟動階段的運行效果與分析62-68
• 4.2.1 人工濕地裝置的啟動62-63
• 4.2.2 人工濕地裝置啟動階段對污染物的去除效果63-66
• 4.2.3 人工濕地裝置啟動階段的生物膜鏡檢66-67
• 4.2.4 人工濕地裝置啟動階段小結(jié)67-68
• 4.3 人工濕地穩(wěn)定運行階段的運行效果與分析68-74
• 4.3.1 人工濕地穩(wěn)定運行階段對污染物的去除效果68-73
• 4.3.2 人工濕地裝置穩(wěn)定運行階段小結(jié)73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 5 碳源調(diào)控技術(shù)在人工濕地小試中的脫氮機理研究75-88
• 5.1 掃描電鏡試驗分析75-78
• 5.1.1 研究對象與方法75-76
• 5.1.2 掃描電鏡結(jié)果與分析76-78
• 5.2 分子生物學(xué)試驗分析78-85
• 5.2.1 研究對象與方法78
• 5.2.2 PCR擴增結(jié)果與DGGE圖譜分析78-81
• 5.2.3 優(yōu)勢菌種鑒定81-85
• 5.3 本章小結(jié)85-88
• 6 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 本研究主要結(jié)論88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻90-93
• 致謝93-94
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果94

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本文編號：865999