本文以水平潛流蘆葦礫石床人工濕地系統(tǒng)為研究對象,以防治水污染為目的,開展了以下研究內容:水平潛流濕地氮去除速率及主控因素分析;水平潛流濕地氮形態(tài)分布及轉化規(guī)律的研究;水平潛流濕地氮轉化微生物沿程分布和種群分析;水平潛流人工濕地總細菌及氨氧化細菌多樣性研究;特征脫氮菌種篩選、鑒定及生理生化特性分析;水平潛流濕地氮循環(huán)生態(tài)動力學模型研究。得出主要研究結論如下: (1)在平均水力停留時間3.85h的條件下,通過對水平潛流人工濕地氮素去除效率分析,水平潛流人工濕地系統(tǒng)表現(xiàn)出一定的除污能力,進水COD、NH₄⁺-N、NO₃^--N、Org-N和TN濃度為分別7.8¹2.7mg·L^-1、0.05¹5.0mg·L^-1、1.3⁵.2mg·L^-1、0.66⁵.18mg·L^-1、2.2²0.0mg·L^-1...

【文章頁數】：157 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
插圖和附表清單
1 引言
    1.1 氮素污染及水環(huán)境中氮去除技術
    1.2 人工濕地概述
        1.2.1 人工濕地的定義
        1.2.2 人工濕地基本構成要素
        1.2.3 濕地主體脫氮作用研究現(xiàn)狀
    1.3 人工濕地微生物多樣性研究
    1.4 水平潛流人工濕地模型研究進展
        1.4.1 衰減方程
        1.4.2 一級動力學模型
        1.4.3 Monod 動力學模型
        1.4.4 生態(tài)動力學模型
    1.5 選題的依據
    1.6 研究的目的、意義及技術路線
        1.6.1 研究的目的及意義
        1.6.2 研究的技術路線
    1.7 本文的主要研究內容及創(chuàng)新點
        1.7.1 主要研究內容
        1.7.2 本文創(chuàng)新點
2 試驗材料與方法
    2.1 試驗場地
    2.2 試驗方法與材料
        2.2.1 試驗裝置
        2.2.2 試驗材料
        2.2.3 試驗期間進水水質
    2.3 分析方法
        2.3.1 水質理化指標的測定
        2.3.2 濕地基質樣品的采集
        2.3.3 濕地基質酶活性的測定
        2.3.4 濕地基質微生物數量的測定
        2.3.5 硝化/反硝化強度及呼吸強度的測定
3 水平潛流人工濕地氮轉化機理研究
    3.1 水平潛流人工濕地氮去除影響因素研究
        3.1.1 水平潛流人工濕地除氮效率分析
        3.1.2 季節(jié)變化對氮素去除速率的影響
        3.1.3 溫度和污染負荷對氮素污染物去除速率雙因素影響
        3.1.4 潛流濕地進出水水質指標主因素分析
    3.2 水平潛流人工濕地生境因素及氮素形態(tài)分布研究
        3.2.1 pH 和 DO 時空變化規(guī)律及對氮去除的影響
        3.2.2 COD 的時空變化規(guī)律及對氮去除的影響
        3.2.3 水平沿程各形態(tài)氮素分布規(guī)律
        3.2.4 水平沿程各形態(tài)氮素平衡分析
        3.2.5 水平沿程硝化作用需氧量分析
        3.2.6 水平沿程脫氮作用需有機碳量分析
    3.3 水平潛流濕地酶活性及微生物生理群時空動態(tài)特征
        3.3.1 蘆葦礫石床基質酶活性的時間動態(tài)分布
        3.3.2 脫氮細菌種群的時空動態(tài)分布
        3.3.3 脫氮種群數量的時空分布規(guī)律及除氮效率分析
        3.3.4 硝化-反硝化強度時空分布規(guī)律
        3.3.5 呼吸作用強度時空分布規(guī)律
    3.4 本章小結
4 水平潛流人工濕地微生物多樣性的研究
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 基質樣品的采集
        4.2.2 試驗試劑與儀器
        4.2.3 實驗方法
    4.3 結果與討論
        4.3.1 基質樣品總DNA 的提取
        4.3.2 PCR 擴增結果
        4.3.3 DGGE 結果分析
    4.4 本章小結
5 脫氮細菌的篩選鑒定及生理生化特性分析
    5.1 引言
    5.2 反硝化菌的篩選
        5.2.1 實驗儀器與試劑
        5.2.2 反硝化細菌的分離和富集
        5.2.3 反硝化菌的脫氮性能考察
    5.3 結果與討論
        5.3.1 反硝化細菌的篩選
        5.3.2 反硝化細菌的生理生化特性分析
        5.3.3 優(yōu)勢反硝化菌種的篩選及脫氮能力測試
        5.3.4 周質 NAR 亞基基因(napA)的擴增
        5.3.5 反硝化菌株的鑒定
    5.4 本章小結
6 水平潛流人工濕地氮循環(huán)生態(tài)動力學模型
    6.1 引言
    6.2 概念模型
    6.3 模型的構建
        6.3.1 質量平衡方程
        6.3.2 反應過程及速率方程
    6.4 模型的源程序
        6.4.1 模型計算方法(Runge-Kutta 法)
        6.4.2 模型程序化實現(xiàn)
    6.5 模擬結果分析
        6.5.1 模型的率定
        6.5.2 模型參數優(yōu)化
        6.5.3 模型的驗證及檢驗
        6.5.4 氮質量平衡及權重分析
    6.6 本章小結
7 結論與展望
    7.1 本文主要結論
    7.2 進一步開展工作的設想和思路
致謝
參考文獻
附錄
作者簡介



本文編號：3740963