【摘要】：人工濕地是一種具廣闊應(yīng)用前景的水處理技術(shù),其基本原理盡管已開始被人們所認(rèn)識,但濕地中相關(guān)的生物學(xué)、化學(xué)過程等還未得到全面、細(xì)致的了解和掌握。人工濕地高效去污能力基于其獨(dú)特而復(fù)雜的作用機(jī)制,生物膜在污染物的去除過程中有其特有的作用,生物膜的發(fā)育程度直接影響濕地系統(tǒng)的處理效率。在自然環(huán)境條件下,生物膜存在于幾乎所有暴露于水中的固體表面上,污染物的傳輸、轉(zhuǎn)移和最終歸宿可能受污染物同生物膜的相互吸附作用,以及生物膜再移動作用的重要影響。 本文以復(fù)合垂直流人工濕地和城市水體為實(shí)驗(yàn)場,進(jìn)行了基質(zhì)生物膜的空間分布、代謝特性、發(fā)育周期、降解性能和對五氯酚去除的研究。 主要研究結(jié)果如下: 一、復(fù)合垂直流構(gòu)建濕地中基質(zhì)生物膜的研究 1.　復(fù)合垂直流構(gòu)建濕地(IVCW)中,基質(zhì)生物膜的發(fā)育可以達(dá)到較高的程度,VSS 均值達(dá)21.8mg/g.干重。生物膜主要積累在基質(zhì)表層,基質(zhì)生物膜空間分布與好氧微生物和濕地植物根系的分布有關(guān)。下行池基質(zhì)整體看,生物膜量、厚度、呼吸強(qiáng)度、脫氫酶活性及有機(jī)碳代謝能力都較上行池高。污水中的有機(jī)物主要在下行池中得到去除。從下行池基質(zhì)表層到底層,污水中有機(jī)物得到逐級降解,總體下降62.7%,不同層次的貢獻(xiàn)率不同,從表層到底層分別為26.93%、6.19%、11.33%、8.25%、9.96%,表層貢獻(xiàn)率較大。　 2.　不同發(fā)育程度的生物膜表現(xiàn)出的活性不相同;對有機(jī)碳的降解能力有著明顯差異,從10d 到70d,生物膜對葡萄糖的降解率提高了5 倍。在濕地建成初期,如何促進(jìn)生物膜的發(fā)育,提高生物膜的降解性能是提高系統(tǒng)處理效力的關(guān)鍵。 生物膜最佳活性厚度為150μm。經(jīng)過長期運(yùn)轉(zhuǎn)后,IVCW 基質(zhì)最表層的生物膜厚度為最佳厚度的3-4 倍,基質(zhì)最表層生物膜的大量積累不僅不利于處理效率的提高,反而易造成人工濕地的堵塞。　 3.　IVCW 中,濕地植物的根系垂直看分布呈上高下低“T”型分布,而根系活性的空間分布特征,則呈上低下高的倒“T”型分布。細(xì)側(cè)根的活性最高,為主根的1.68 倍;春季新根活性平均為冬季老根的10 倍,表現(xiàn)出根系隨生育進(jìn)程推進(jìn),
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（水生生物研究所）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：X703
【圖文】：

概念提出一種新的看法,他們認(rèn)為生物膜的形成是一用下迅速并連續(xù)不斷的生成裂縫,這些裂縫又不斷地的反應(yīng)與傳質(zhì)過程物去除總過程中的重要過程，當(dāng)人為地加快氧和有機(jī)總的處理效率會大大提高。LaMotta,1985 認(rèn)為，生物從液相傳遞到生物膜表面。②基質(zhì)在生物膜內(nèi)的傳遞(基質(zhì)被消耗)。其中,第②③步是同時進(jìn)行的,此時如中的外部傳質(zhì)阻力將不考慮，整個傳質(zhì)過程不受從液限制，因而可以觀察到膜中真實(shí)的反應(yīng)。影響究了葡萄糖分子擴(kuò)散和消耗之間的關(guān)系。他指出，如況，如圖 2.2 所示：

傳質(zhì)受擴(kuò)散控制而膜外傳質(zhì)受對流控制質(zhì)有關(guān)的參數(shù)。一些學(xué)者將生物膜理想是同時在具有各向同性的生物膜中的微生物不斷填滿死亡的微生物所留無生長也無死亡，產(chǎn)率系數(shù)為 0)生物小基質(zhì)濃度 Smin條件下，只能形成單分將繼續(xù)生長，直到形成一層穩(wěn)態(tài)的生物度 Sf和生物膜內(nèi)基質(zhì)通量 J 之間的關(guān)系相(或膜表面處)基質(zhì)濃度 Ss、膜厚δ三理模型是在 Williamson et al,1976 模型物膜是膜厚為δ，密度均勻的平板膜，從液相經(jīng)過滯流層以分子擴(kuò)散的形式傳于膜表面的方向，如圖 2.3 所示。

圖 3.2 東湖復(fù)合垂直流構(gòu)建濕地行濕地于 1998 年 4 月建成并投入使用，至今仍在正常運(yùn)行當(dāng)進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測的內(nèi)容包括對處理水質(zhì)、土壤和植物的監(jiān)測度、PH、電導(dǎo)、電位、溶氧、總懸浮物等物理參數(shù)，BOD5化學(xué)指標(biāo)，藻類、細(xì)菌數(shù)、總大腸菌群、糞大腸菌數(shù)等生物析項(xiàng)目有：生物量、總有機(jī)氮和總磷、重金屬 Cu、Zn、Ni、表 3.1 東湖濕地中的水力負(fù)荷與相應(yīng)的運(yùn)行階段日期 水力負(fù)荷（mm/d）每日進(jìn)水次數(shù)每 次 進(jìn)水量（L）每水段Ⅰ 1998．4~1998.6.1 200 2 8100 段Ⅱ 1998.6.2~1998.8.19 400 3 10800

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 梅瓊;吳永紅;肖邦定;豐民義;劉劍彤;;武漢東湖秋季水體中光合自氧生物膜的生長特性[J];生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報;2007年02期

2 李貴兵;任樹梅;楊培嶺;許廷武;李云開;閆大壯;;再生水條件下灌水器內(nèi)生物膜生長對流量的影響[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2012年03期

3 劉雨果;潘厚軍;羅皓;梁海榮;唐煥文;;東江東莞段水體中生物膜生長特性的研究[J];實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué);2013年03期

4 尚倩倩;方紅衛(wèi);何國建;;水利工程中的生物膜研究進(jìn)展[J];中國科技論文在線;2010年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 張翔凌;不同基質(zhì)對垂直流人工濕地處理效果及堵塞影響研究[D];中國科學(xué)院研究生院（水生生物研究所）;2007年

2 梁建軍;復(fù)合潛流人工濕地與生物接觸氧化組合工藝處理生活污水的試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 董敏慧;蛭石人工濕地脫氮機(jī)理研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2007年

2 張珂;序批式生物膜反應(yīng)器處理味精廢水工藝特性研究[D];鄭州大學(xué);2011年

3 谷先坤;生物接觸氧化和人工濕地組合工藝處理生活污水尾水研究[D];南京師范大學(xué);2011年

4 熊佐芳;垂直流人工濕地基質(zhì)堵塞問題及解決方法研究[D];廣西大學(xué);2011年

5 童巍;垂直流人工濕地填料淤堵機(jī)理研究[D];河海大學(xué);2006年

本文編號：2748360