纳米气泡修复技术在重度污染湖泊治理中的应用研究

发布时间：2017-09-12 03:23

  本文关键词：纳米气泡修复技术在重度污染湖泊治理中的应用研究

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【摘要】：地表水(湖泊、河流等)是水环境中至关重要的一环,其水质的好坏严重影响人们对水环境的直观感受,而富营养化现象则是地表水环境中最常见的且最难治理的一大问题,由于生活污水、农业废水和工业废水的排放,富营养化现象普遍存在于各个湖泊和河流中,对自然环境和人类健康存在巨大威胁。随着社会的发展和科技的进步,富营养化一直是研究的热点,其治理技术也相应得到发展和应用。近年来,随着国家环保力度的加强,迫切需要有效的治理技术来解决湖泊和河道富营养水体污染问题,而其中结合物理、化学和生物的综合治理技术成为实际应用的主力军。本文提出了一种新型的水体修复技术——纳米气泡修复技术,该技术是一种以纳米气泡为主,结合气浮和生态浮岛为辅的综合治理技术。本文研究了该技术治理某重度污染湖泊的应用过程,从宏观到微观探索了治理过程中纳米气泡修复技术的机理及效能。通过跟踪检测被治理湖泊的水质情况,发现经过3个月的治理,纳米气泡修复技术对水体溶解氧(0.5 mg/L提升至5mg/L)和透明度(0.2 m提升至0.5m)有显著提升效果,对污染物质(有机污染物、氮、磷等)有明显的去除效果,CODCr由37 mg/L降至25 mg/L,氨氮和总氮分别由20mg/L和25 mg/L降至11 mg/L和15 mg/L,总磷由3.5 mg/L降至1.1mg/L。此外,针对纳米气泡修复技术实施前后浮游藻类和底泥微生物结构进行了对比分析,从微观的角度表征了该技术对湖泊水质的修复效果,通过观察浮游藻类变化,发现治理之前标志重度富营养化的尾裸藻、栅藻和梅尼小环藻被标志中度富营养化的、皮状席藻、钝顶螺旋藻、林氏念珠藻、实球藻、集星藻和短刺盘星藻等取代,表明被治理湖泊富营养化程度有所减轻。通过对湖泊治理前后的底泥微生物进行了高通量分析,结果表明底泥微生物中主要功能菌——变形菌的比例由28.4%增至45.1%,而标志富营养化的绿弯菌、蓝藻菌及叶绿体都大幅度下降,分别由16.8%、9.8%和7.7%降为8.2%、1.3%和1.1%。说明了纳米气泡修复技术大大改善了湖泊底泥的微生物结构,有利于水质的净化。综上诉述,纳米气泡水体修复技术对富营养化水体有显著的修复效果,明显改善湖泊浮游藻类和底泥微生物的优势种群,强化湖泊生态系统,在湖泊、河道治理领域具有较大的应用前景。本文对纳米气泡修复技术的应用进行了相应研究,为水体修复工程提供了理论支持,也丰富了工程应用经验,具有一定的创新性和实际应用性。
【关键词】：纳米气泡 富营养化 湖泊治理 浮游藻类 底泥微生物
【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X524
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 引言11-32
• 1.1 研究背景11-21
• 1.1.1 湖泊污染现状11-12
• 1.1.2 湖泊富营养化形成及危害12-14
• 1.1.3 湖泊治理技术14-21
• 1.2 纳米气泡修复技术介绍21-27
• 1.2.1 纳米气泡技术21-23
• 1.2.2 气泡扩散技术23-25
• 1.2.3 气浮透析技术25-27
• 1.2.4 生态浮岛技术27
• 1.3 课题来源27-30
• 1.4 研究内容30-31
• 1.5 技术路线31-32
• 第2章 纳米气泡特性研究32-39
• 2.1 水中停留时间32-33
• 2.2 氧传质效率33-36
• 2.3 界面电荷36-37
• 2.4 氧化性37-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章 纳米气泡水体修复技术对湖泊水质的影响39-51
• 3.1 研究方法39-41
• 3.1.1 采样点分布39
• 3.1.2 采样时间39-40
• 3.1.3 检测分析40-41
• 3.2 水体溶解氧变化情况41-44
• 3.3 纳米气泡修复技术对水体有机污染物的去除效果44-45
• 3.4 纳米气泡修复技术对水体氮的去除效果45-47
• 3.5 纳米气泡修复技术对水体磷的去除效果47-48
• 3.6 纳米气泡修复技术对水体透明度的影响48-50
• 3.7 本章小结50-51
• 第4章 纳米气泡修复技术对浮游藻类及底泥微生物的影响51-70
• 4.1 纳米气泡修复技术对浮游藻类的影响51-57
• 4.1.1 浮游藻类组成与特性52-54
• 4.1.2 后濠湖浮游藻类分析54-57
• 4.2 纳米气泡修复技术对底泥微生物的影响57-68
• 4.2.1 底泥有机质含量的变化61-62
• 4.2.2 底泥微生物丰度及多样性变化62-68
• 4.3 本章小结68-70
• 第5章 结论与展望70-72
• 5.1 结论70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-81
• 附图81-83
• 致谢83-85
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文85-86

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本文编号：834796