【摘要】：低有機(jī)污染水的營養(yǎng)鹽(氮、磷)的污染控制是我國目前地表水環(huán)境(湖泊、河流)富營養(yǎng)化控制亟待解決的技術(shù)層面的突出問題。論文研究以低C/N比水質(zhì)特征的重點(diǎn)湖泊流域受污染入湖河水、城市污水處理廠排放尾水等為研究對象,研發(fā)適宜的可生物降解的固相碳源,開展基于固相碳源的多級土壤滲濾系統(tǒng)(MSL)的脫氮特性研究及其工程化應(yīng)用,并利用高通量測序、定量PCR等分子生物學(xué)技術(shù)解析工藝單元生物膜上微生物的群落結(jié)構(gòu)及多樣性。研究成果為建立我國削減湖泊營養(yǎng)鹽(氮、磷)污染控制的技術(shù)體系提供重要的支撐,具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。論文研究取得了以下主要結(jié)論：(1)以PBS(poly(butlenesuccinata),聚丁二酸丁二醇酯1、PCL(polycaprolactone,聚己內(nèi)酯1、PHBV(poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate,聚3-羥基丁酸戊酸酯1、PLA(polylactic acid,聚乳酸)為對照,對研發(fā)的3種共混固相碳源GC-I、GC-2和GC-3的脫氮性能研究結(jié)果表明,GC-1、GC-2和GC-3均具有良好的脫氮性能,平均反硝化速率分別為0.031、0.023和0.018 mgNO3--N/(g·h);在碳源填充床反應(yīng)器空床水力停留時(shí)間(HRT)為1 h、進(jìn)水硝酸鹽氮濃度為15 mg/L左右、水溫20-25℃穩(wěn)定運(yùn)行情況下,對N03-N的平均去除率分別達(dá)到了98.13%、92.75%和93.36%；通過組分共混能夠適當(dāng)改善脫氮性能,同時(shí)降低碳源材料成本,綜合評價(jià)GC-3具有良好脫氮性能與碳緩釋性能,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。(2)與傳統(tǒng)的木屑碳源相比較,基于GC-3固相碳源強(qiáng)化脫氮的MSL系統(tǒng)(Multi soil layering system,多級土壤滲濾系統(tǒng)),在表面水力負(fù)荷為0.6 m3/(m2.d)、氣水比為(3-8)：1條件下對受污染河水的CODCr、TN和TP平均去除率分別為78.16%、89.68%和93.04%,脫氮效率提高了14.49%；在表面水力負(fù)荷為1.0 m3/(m2·d)、氣水比為(3-8)：1、水溫15℃以上條件下對某小區(qū)中水處理站尾水的CODCr、TN、氨氮和TP平均去除率分別為53.70%、85.21%、93.84%、47.39%,TN去除效率提高了14.56%。GC-3碳源引入MSL系統(tǒng)均未出現(xiàn)過度釋碳造成的出水二次污染現(xiàn)象。(3)基于GC-3固相碳源強(qiáng)化脫氮的MSL系統(tǒng)處理受污染的入湖河流的工程化應(yīng)用,達(dá)到了深度脫氮除磷改善水質(zhì)的目標(biāo),對NH4+-N、TN、TP和CODcr的平均去除率分別達(dá)到了84.37%、87.55%、51.44%和35.99%,主要水質(zhì)指標(biāo)接近《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002》Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)還具有景觀美化的生態(tài)功能�？梢詾楹戳饔蚴芪廴救牒恿鳌⑽鬯幚韽S尾水深度脫氮除磷提供技術(shù)支撐。(4)通過定量PCR技術(shù)和高通量測序技術(shù)對MSL系統(tǒng)中的微生物群落豐度、結(jié)構(gòu)及多樣性進(jìn)行了解析,定量PCR結(jié)果表明,BAF系統(tǒng)(Biological aerated filter system,曝氣生物濾池系統(tǒng)1中amoA基因豐度最高,缺氧段MSL系統(tǒng)中ML層(土壤層1nirS和nirK基因豐度較高,且工藝4(固相碳源)高于工藝3(木屑)。變形菌門(Proteobacteria)是兩套工藝所有MSL系統(tǒng)中最為優(yōu)勢的微生物門類,在BAF系統(tǒng)中優(yōu)勢硝化細(xì)菌類型為亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)和硝化螺菌屬(Nitrospira);添加木屑與添加固相碳源的缺氧段MSL系統(tǒng)中的ML層優(yōu)勢反硝化菌屬存在明顯差異,前者PL層(滲濾層)和ML層優(yōu)勢反硝化細(xì)菌屬為假單胞菌屬(Pseudomonas)、脫氯單胞菌屬(Dechloromonas)和芽孢桿菌屬(Bacillus)等,而后者PL層和ML層優(yōu)勢反硝化菌屬均為食酸菌屬(Acidovorax)和脫氯單胞菌屬(Dechloromonas)等,使工藝的強(qiáng)化脫氮效果更為明顯。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X52;X703

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李金榮;楊振放;吳耀國;;硝態(tài)氮在河流滲濾系統(tǒng)中的環(huán)境效應(yīng)[J];鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2006年01期

2 李金榮;李金玲;楊振放;;河流滲濾系統(tǒng)對硝態(tài)氮污水的凈化作用研究[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);2007年01期

3 李金榮;楊振放;李云峰;;硝態(tài)氮和苯胺在渭河滲濾系統(tǒng)中的生物化學(xué)作用[J];水資源保護(hù);2007年04期

4 蔡世濤;王成端;徐慶元;王曉艷;李成龍;;無礫石管式地下滲濾系統(tǒng)的改進(jìn)研究[J];廣州化工;2010年04期

5 張子元;黃權(quán)中;鄭艷俠;;人工快速滲濾系統(tǒng)的發(fā)展與展望[J];南水北調(diào)與水利科技;2011年04期

6 戴強(qiáng);;地下滲濾系統(tǒng)中介質(zhì)的改良研究[J];能源與節(jié)能;2011年06期

7 王成端;黨振華;;無礫石微孔管地下滲濾系統(tǒng)研究[J];環(huán)境工程;2011年S1期

8 戴強(qiáng);張衛(wèi)民;艾林芳;;地下滲濾系統(tǒng)基質(zhì)的篩選[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年09期

9 聶發(fā)輝;李田;向速林;魯秀國;;不同結(jié)構(gòu)生態(tài)淺層滲濾系統(tǒng)凈化路面徑流的效果與機(jī)理[J];給水排水;2012年06期

10 聶發(fā)輝;李文婷;李娟花;劉占孟;;生態(tài)淺層滲濾系統(tǒng)對徑流中污染物削減的生物學(xué)機(jī)制[J];水土保持學(xué)報(bào);2013年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前8條

1 姚琪;張建強(qiáng);許文來;;人工快速滲濾系統(tǒng)研究與發(fā)展動(dòng)態(tài)[A];2010中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(第三卷)[C];2010年

2 崔程穎;馬利民;趙建夫;;人工快速滲濾系統(tǒng)微生物特征研究[A];2008中國可持續(xù)發(fā)展論壇論文集（2）[C];2008年

3 陳俊敏;劉方;付永勝;;人工快速滲濾系統(tǒng)污染物降解試驗(yàn)研究[A];四川省水污染控制工程學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

4 賈麗萍;姜彬慧;趙鑫;;地下滲濾系統(tǒng)處理農(nóng)村分散性生活污水的研究進(jìn)展[A];2014中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第二章）[C];2014年

5 張建強(qiáng);李倩囡;許文來;;人工快速滲濾系統(tǒng)工程實(shí)踐分析[A];2011中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一卷）[C];2011年

6 ;人工快速滲濾系統(tǒng)在成都軍區(qū)某部生活污水處理中的應(yīng)用研究[A];四川省水污染控制工程學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

7 盧會(huì)霞;孫紅文;傅學(xué)起;;土地滲濾系統(tǒng)處理生活污水的研究[A];農(nóng)村污水處理及資源化利用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

8 馬鳴超;姜昕;李俊;何江濤;;人工快速滲濾系統(tǒng)中硝化菌群脫氮作用解析[A];微生物與人類健康科技論壇論文匯編[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 馬艷紅;地下滲濾系統(tǒng)展現(xiàn)污水處理新視野[N];中國醫(yī)藥報(bào);2005年

2 記者 鄭北鷹;我國首個(gè)綠色生態(tài)廁所建成[N];光明日報(bào);2003年

3 葉紅 陸軼峰;全國第一個(gè)綠色生態(tài)廁所[N];中國水利報(bào);2003年

4 蔡煒;農(nóng)村治污無須“克隆”城市模式[N];新華日報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 朱擎;基于固相碳源的多級土壤滲濾系統(tǒng)脫氮特性及工程化應(yīng)用研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

2 李金榮;河流滲濾系統(tǒng)對已污染河水凈化作用的模擬研究[D];長安大學(xué);2004年

3 聶俊英;改良的地下滲濾系統(tǒng)處理污水及相關(guān)機(jī)理研究[D];上海交通大學(xué);2011年

4 潘晶;地下滲濾系統(tǒng)微生物特征及強(qiáng)化脫氮工藝研究[D];東北大學(xué);2009年

5 李英華;污水地下滲濾系統(tǒng)脫氮關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2010年

6 陳俊敏;人工快速滲濾系統(tǒng)機(jī)理及其在農(nóng)村生活污水處理中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2008年

7 劉家寶;人工快速滲濾系統(tǒng)污染物去除機(jī)理及其處理效果研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鄧凱文;木片土壤滲濾系統(tǒng)對養(yǎng)豬廢水處理效能及功能菌群的分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 曹路;地下滲濾系統(tǒng)對巢湖圩區(qū)農(nóng)村秋冬季生活污水氮磷去除工藝優(yōu)化[D];福建師范大學(xué);2015年

3 武軒韻;不同基質(zhì)組合滲濾系統(tǒng)去除污水中總磷和氨氮研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2015年

4 劉冉;地下滲濾系統(tǒng)凈化生活污水的試驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2013年

5 王虹;兩段進(jìn)水改善地下滲濾系統(tǒng)脫氮效果的研究[D];上海交通大學(xué);2013年

6 齊陽;新疆地下集水工程滲濾系統(tǒng)淤堵細(xì)觀機(jī)理研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

7 王士滿;高負(fù)荷地下滲濾系統(tǒng)強(qiáng)化脫氮研究[D];沈陽大學(xué);2016年

8 段玉龍;污水地下滲濾系統(tǒng)N_2O產(chǎn)生的影響因素及控制技術(shù)[D];沈陽大學(xué);2016年

9 宋斐;改良式地下滲濾系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水工藝研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

10 王曉璐;快速城市化區(qū)域徑流污染特征與綜合控制技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2301668