人工湿地与城市水体中生物膜特性及功能研究

发布时间：2020-07-10 02:56

【摘要】：人工湿地是一种具广阔应用前景的水处理技术,其基本原理尽管已开始被人们所认识,但湿地中相关的生物学、化学过程等还未得到全面、细致的了解和掌握。人工湿地高效去污能力基于其独特而复杂的作用机制,生物膜在污染物的去除过程中有其特有的作用,生物膜的发育程度直接影响湿地系统的处理效率。在自然环境条件下,生物膜存在于几乎所有暴露于水中的固体表面上,污染物的传输、转移和最终归宿可能受污染物同生物膜的相互吸附作用,以及生物膜再移动作用的重要影响。本文以复合垂直流人工湿地和城市水体为实验场,进行了基质生物膜的空间分布、代谢特性、发育周期、降解性能和对五氯酚去除的研究。主要研究结果如下: 一、复合垂直流构建湿地中基质生物膜的研究 1.　复合垂直流构建湿地(IVCW)中,基质生物膜的发育可以达到较高的程度,VSS 均值达21.8mg/g.干重。生物膜主要积累在基质表层,基质生物膜空间分布与好氧微生物和湿地植物根系的分布有关。下行池基质整体看,生物膜量、厚度、呼吸强度、脱氢酶活性及有机碳代谢能力都较上行池高。污水中的有机物主要在下行池中得到去除。从下行池基质表层到底层,污水中有机物得到逐级降解,总体下降62.7%,不同层次的贡献率不同,从表层到底层分别为26.93%、6.19%、11.33%、8.25%、9.96%,表层贡献率较大。　 2.　不同发育程度的生物膜表现出的活性不相同;对有机碳的降解能力有着明显差异,从10d 到70d,生物膜对葡萄糖的降解率提高了5 倍。在湿地建成初期,如何促进生物膜的发育,提高生物膜的降解性能是提高系统处理效力的关键。生物膜最佳活性厚度为150μm。经过长期运转后,IVCW 基质最表层的生物膜厚度为最佳厚度的3-4 倍,基质最表层生物膜的大量积累不仅不利于处理效率的提高,反而易造成人工湿地的堵塞。　 3.　IVCW 中,湿地植物的根系垂直看分布呈上高下低“T”型分布,而根系活性的空间分布特征,则呈上低下高的倒“T”型分布。细侧根的活性最高,为主根的1.68 倍;春季新根活性平均为冬季老根的10 倍,表现出根系随生育进程推进,
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（水生生物研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X703
【图文】：

关系图,生物膜厚度,基质浓度,关系图

概念提出一种新的看法,他们认为生物膜的形成是一用下迅速并连续不断的生成裂缝,这些裂缝又不断地的反应与传质过程物去除总过程中的重要过程，当人为地加快氧和有机总的处理效率会大大提高。LaMotta,1985 认为，生物从液相传递到生物膜表面。②基质在生物膜内的传递(基质被消耗)。其中,第②③步是同时进行的,此时如中的外部传质阻力将不考虑，整个传质过程不受从液限制，因而可以观察到膜中真实的反应。影响究了葡萄糖分子扩散和消耗之间的关系。他指出，如况，如图 2.2 所示：

传递过程,基质,生物膜

传质受扩散控制而膜外传质受对流控制质有关的参数。一些学者将生物膜理想是同时在具有各向同性的生物膜中的微生物不断填满死亡的微生物所留无生长也无死亡，产率系数为 0)生物小基质浓度 Smin条件下，只能形成单分将继续生长，直到形成一层稳态的生物度 Sf和生物膜内基质通量 J 之间的关系相(或膜表面处)基质浓度 Ss、膜厚δ三理模型是在 Williamson et al,1976 模型物膜是膜厚为δ，密度均匀的平板膜，从液相经过滞流层以分子扩散的形式传于膜表面的方向，如图 2.3 所示。

水力负荷,湿地,粪大肠菌,处理水质

图 3.2 东湖复合垂直流构建湿地行湿地于 1998 年 4 月建成并投入使用，至今仍在正常运行当进行监测。监测的内容包括对处理水质、土壤和植物的监测度、PH、电导、电位、溶氧、总悬浮物等物理参数，BOD5化学指标，藻类、细菌数、总大肠菌群、粪大肠菌数等生物析项目有：生物量、总有机氮和总磷、重金属 Cu、Zn、Ni、表 3.1 东湖湿地中的水力负荷与相应的运行阶段日期水力负荷（mm/d）每日进水次数每次进水量（L）每水段Ⅰ 1998．4~1998.6.1 200 2 8100 段Ⅱ 1998.6.2~1998.8.19 400 3 10800

【引证文献】