杭州西湖龙泓涧富营养化水体净化技术研究

富营养化论文 生态浮床论文
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杭州西湖作为我国主要的景观水体,发挥着巨大的作用。龙泓涧作为一条西湖天然的补给水源,由于受到周边茶园面源污染的影响,导致水体营养盐浓度超标,进而对西湖水质产生重大影响。因此,对龙泓涧水体进行有效治理,才是从源头上解决西湖水体富营养化问题的关键。本论文的主要工作和成果如下:(1)通过对龙泓涧现场勘查和长期的水质监测发现:水体面积较大而进水口和出水口较窄,存在死水区,水体呈弱酸性,溶解氧含量较高,水体表现为“低磷、高氮”的特点。(2)该工程根据龙泓涧河道特点,采用塘内多元强化生物脱氮与塘链结合部物化生化增效相结合的技术,通过多级生态廊道、复合生态浮床、生物沸石对水体进行物理、化学、生物的多重净化来达到改善水质的目的。(3)经过为期一年对龙泓涧出水水质的监测发现,示范工程对水质的改善取得了不错的效果,对水体中COD、TP、TN、NO3--N、NH4+-N的平均去除率分别为23.59%、45.20%、27.64%、23.34%、14.06%。在不同季节,示范工程对水体的净化效果存在一定的差异,在夏季的净化效果优于冬季,这可能与水体中微生物的活性和植物的生长状态有关。(4)研究比较了示范工程各个处理单元对氮的去除效果,结果表明,当水体初始浓度TP为9.08 mg·L-1,TN为24.53 mg·L-1时,一株狐尾藻经过24 d的吸收,对TP、TN的去除率分别为69.09%和51.6%,总的吸收量为6.08 mg和6.45 mg。当水体TN初始浓度约为60 mg·L-1时,70 g陶粒经过108 h的净化,对TN的去除率为93.30%,与植物发生耦合作用的陶粒比上层未生长植物的陶粒脱氮速率更高。3 g立体弹性填料经过96 h的净化,对TN的去除率为87.16%。120 g沸石经过132 h的净化,表层沸石对TN的去除率为91.15%,深层沸石对TN的去除率为85.75%,表层沸石比深层沸石的脱氮效率更高。通过比较各个处理单元的的脱氮速率发现,脱氮速率从高到底依次为立体弹性填料、陶粒、沸石、植物。(5)通过高通量测序技术研究了四组挂膜载体、进出水和底泥的微生物多样性。结果表明在四组挂膜载体中,立体弹性填料上的微生物丰度和多样性最大,植物最小。进水的微生物多样性较好,而出水的微生物更加均匀。实验共检测到41个门,以变形菌门为主,共检测到816个属,具有反硝化除磷作用的肠杆菌属、不动杆菌属、假单胞菌属等均可以检测到,且占据了绝大部分。
摘要第3-5页
abstract第5-6页
1 绪论第10-18页
    1.1 水体富营养化现状及成因第10页
    1.2 水体富营养化的危害第10-11页
    1.3 国内外相关技术研究进展第11-15页
        1.3.1 物理和化学方法第11-13页
        1.3.2 生物-生态法第13-15页
    1.4 研究背景、意义及主要内容第15-18页
        1.4.1 课题来源第15-16页
        1.4.2 研究背景及意义第16-17页
        1.4.3 研究内容第17-18页
2 龙泓涧及其示范工程简介第18-26页
    2.1 龙泓涧自然地理概况第18-20页
        2.1.1 地理位置第18页
        2.1.2 气象第18页
        2.1.3 地质地貌第18-19页
        2.1.4 水文第19-20页
        2.1.5 区域分布第20页
    2.2 社会经济状况第20-21页
    2.3 龙泓涧水质特点第21页
    2.4 龙泓涧示范工程简介第21-26页
        2.4.1 工程技术选择第22-23页
        2.4.2 多级生态廊道第23-24页
        2.4.3 复合生态浮床第24-25页
        2.4.4 生物沸石第25-26页
3 示范工程对龙泓涧水质净化效果第26-44页
    3.1 采样方法第26-27页
    3.2 监测项目及方法第27-28页
    3.3 相关水环境标准第28-29页
    3.4 结果与分析第29-43页
        3.4.1 进水水质变化特征第29-36页
        3.4.2 水质时空变化特征分析第36-39页
        3.4.3 工程净化效果分析第39-43页
    3.5 本章小结第43-44页
4 各个单元脱氮效果分析第44-59页
    4.1 植物脱氮效果第44-48页
        4.1.1 实验方法第44-45页
        4.1.2 效果分析第45-48页
    4.2 陶粒脱氮效果第48-51页
        4.2.1 实验方法第48页
        4.2.2 效果分析第48-51页
    4.3 立体弹性填料脱氮效果第51-55页
        4.3.1 实验方法第51-52页
        4.3.2 效果分析第52-55页
    4.4 沸石脱氮效果第55-58页
        4.4.1 实验方法第55页
        4.4.2 效果分析第55-58页
    4.5 本章小结第58-59页
5 微生物群落多样性分析第59-69页
    5.1 材料与方法第59页
    5.2 测序数据统计第59-60页
    5.3 多样性指数分析第60-63页
    5.4 群落结构分析第63-67页
        5.4.1 门水平第63-65页
        5.4.2 属水平第65-67页
    5.5 本章小结第67-69页
6 结论与展望第69-71页
    6.1 结论第69-70页
    6.2 展望第70-71页
致谢第71-72页
参考文献第72-79页
附录1:硕士研究生期间发表论文情况第79-80页
附录2:硕士期间参与的科研项目第80页
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