微纳米气泡对小微水体中好氧微生物群落的影响

发布时间：2021-04-06 16:04

　　微纳米气泡越来越多地应用于小微水体的治理与生态修复,并取得了良好的效果。在相同溶解氧浓度下,探究了微纳米气泡和普通气泡两种曝气体系下水体和底泥内微生物群落结构的差异。结果表明,微纳米气泡组的溶解氧水平维持周期长于普通气泡组,微纳米气泡的缓释性和高效复氧性可使水体内的溶解氧浓度长期保持在较高水平;同时,微纳米气泡曝气对污染物降解的促进作用更优。对属水平微生物的分析结果表明,微纳米气泡曝气组的微生物几乎全部为好氧微生物,前18种微生物占比为67.90%;而普通气泡曝气组的微生物群落内好氧微生物和厌氧微生物占比无明显差异,前18种微生物占比为41.36%。微纳米气泡曝气使好氧微生物成为绝对优势菌种,显著提高了水体的可生化性,从而加速了水体内污染物的降解。在没有对底床造成直接冲击的条件下,微纳米气泡的作用范围主要在水体,短期内对底泥中的微生物群落并无显著作用。 

【文章来源】：中国给水排水. 2020,36(15)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

实验装置

微纳米气泡曝气5 min后，迅速通过静态光散射和动态光散射两种方法对微纳米气泡在纯水中的粒度分布进行测定，结果如图2所示。由图2可知，微米级气泡在1 min内不断收缩，平均粒径从43.89μm(CV=19.44%)下降至31.86μm(CV=44.18%)，最终达到了8.36μm(CV=101.67%)。微气泡在很短的时间内就会收缩破裂，并溶解于水中，水体也随之由乳白色变为透明。静置1 h后，依然可以测定到水体内存在的纳米气泡，89%的纳米气泡粒径在200 nm以下。可见，纳米气泡可以长期稳定地存在于水体中，这对水体高效、持久复氧具有重要作用。

为消除溶解氧差异对两个实验组的影响，更好地探究微纳米气泡对水体复氧的高效性及对好氧微生物群落的促进作用，采取溶解氧同步法进行曝气，即在整个实验过程中，两个实验组处于同一溶解氧水平的时间相等。每次通过曝气使两实验组溶解氧浓度均达到8.5 mg/L，当其消耗至1 mg/L以下时再次曝气。图3为两种曝气方式下第1、5和10天水体中溶解氧浓度的变化情况(B组代表普通气泡组，下同)。由图3可知，在实验初期，微纳米气泡组内的溶解氧在24 h内消耗至1 mg/L，而普通气泡组却在12 h内便已消耗至1 mg/L。随着实验的进行，水体内污染物浓度不断下降，其生化需氧量也不断下降，普通气泡组的溶解氧浓度下降速率不断降低，曝气间隔也由12 h不断增加至24 h，而微纳米气泡组的溶解氧浓度下降速率则一直保持稳定。可见，在相同的溶解氧条件下，微纳米气泡具有更高效的复氧能力和缓释性，纳米气泡长期存在于水中，不断地为水体补充氧气，水体内的溶解氧浓度可长期保持在较高水平。

【参考文献】：
期刊论文
[1]微纳米气泡改善杭州城市河道水生态环境的工程应用研究[J]. 杨强,沈旭,唐伟,刘明亮,何剑波.  环境科学与管理. 2014(09)



本文编号：3121716