微生物原位强化修复技术在城市污染河道治理中的应用

摘要

浙江省平阳县城区河道属于浙江八大水系之一的飞云江水系。随着城镇化的加快和现代农业的发展，该县城市内河道污染日趋严重。本文对该县北门河、隧洞河、岱桩河三条河道污染的修复技术进行了研究，得到如下结果：
　　 1、2011年10月，在北门河一期河道修复项目中，应用光合细菌-沼泽红假单菌及枯草芽孢杆菌BSW，使水体氨氮的去除率达到约18.9%，CODMn的去除率约为55.1%，同时DGGE的结果也预示着该河道水体生态一定程度的恢复；
　　 2、在2012年3月-4月的北门河二期、隧洞河和岱桩河一期河道修复项目中，投加净水微生物可在短期内明显改善河道水质：10天内，北门河、隧洞河、岱桩河水体的氨氮平均去除率分别约为25.2%、23.3%、42.0%，总氮平均去除率分别约为27.1%，22.5%，39.9%：
　　 3、采用PCR-DGGE分析了北门河水体治理过程中细菌群落结构的变化。结果显示在治理的初期，北门河水体中有2-3种明显的优势菌；在治理的后期，DGGE图谱中的条带数明显增加，表明北门河经过微生物强化修复，水体细菌多样性显著增加，预示着水体生态一定程度的恢复。
　　 4、选择醋酸钠作为有机碳源，以隧洞河河水进行模拟实验，3天内水体氨氮的去除率高达50%以上。在隧洞河上游进行实验，第二次补加碳源之后，实验区水体氨氮去除率提高25%以上，总氮去除率提高16%以上，表明补加有机碳源可显著加快富氮水体中氮素的去除。
　　 5、实验室条件下研究了底泥对河道治理难度的影响。以北门河河水与底泥为材料，混合沉降一天后，水体中氨氮、总氮含量升高1倍左右，之后缓慢下降，在增氧投菌后，10天内水体氨氮去除率最高为38.3%，总氮去除率最高为32.0%；水体中的CODMn含量随着底泥增加而逐渐升高，到第10天积累至原来的1-3倍，说明底泥在持续地向水体中释放污染物，投菌增氧实验组的CODMn积累率低于未投菌增氧实验组，表明投菌增氧对降解有机污染，改善水质有较好的作用。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 我国水污染现状

1.2 城市河道污染成因及修复方法

1.2.1 城市河道污染的成因

1.2.2 城市河道污染水体的修复方法

1.3 微生物在污染河道水体修复中的应用

1.3.1 微生物对污染水体的净化作用

1.3.2 微生物驱动的水体氮素循环

1.3.3 用于污染水体修复的微生物菌剂

1.4 微生物强化修复技术在污染河道中的应用现状和发展前景

1.5 研究的目的利内容

1.6 技术路线

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 菌剂

2.1.2 实验仪器和设备

2.1.3 实验药品

2.1.4 试剂和培养基

2.2 水质参数的测定方法

2.3 水体细菌群落结构的PCR-DGGE分析

2.3.1 水环境细菌总DNA的提取方法

2.3.2 细菌群落结构的PCR-DGGE分析

2.3.3 DGGE条带的回收、克隆、测序、分析

2.4 水体环境中β-葡萄糖苷酶活性的测定

2.5 微生物强化修复技术实施河道概况

2.5.1 北门河

2.5.2 隧洞河

2.5.3 岱桩河

2.6 复合功能菌剂的应用效果实验

2.6.1 净水功能菌株的相容性实验

2.6.2 脱氮复合菌剂的应用效果实验

2.7 微生物强化修复城市污染河道的应用实验

2.7.1 平阳城区污染河道水体的微生物强化修复实验

2.7.2 平阳城区污染河道水体修复过程中水质变化监测

2.7.3 北门河不同治理阶段水体细菌群落的变化特征

2.8 补加有机碳源促进富氮河道水体氮素转化和去除实验

2.8.1 不同碳源促进富氮河道水体氮素转化的微生态过程

2.8.2 乙酸钠对平阳河道水体氮素转化的实验研究

2.8.3 平阳河道现场补加碳源促进水体氮素转化实验

2.9 污染河道底泥对水体修复过程中水质变化的模拟实验

3 结果与分析

3.1 复合菌剂的实验应用效果

3.1.1 高效氨氧化细菌W14和好氧反硝化细菌ID6的相容性

3.1.2 脱氮复合菌剂的应用效果

3.2 平阳城区污染河道水体微生物强化生物修复的应用效果

3.2.1 河道水体温度的变化

3.2.2 河道水体修复过程中氨氮的变化

3.2.3 河道水体修复过程中总氮的变化

3.2.4 河道水体修复过程中亚硝酸盐氮的变化

3.2.5 河道水体修复过程中硝酸盐氮的变化

3.2.6 河道水体修复过程中总磷的变化

3.2.7 河道水体修复过程中CODMn的变化

3.2.8 河道水体生物修复中不同深度水体的水质变化

3.2.9 北门河水体修复不同阶段水体细菌群落结构的变化

3.3 补加有机碳源对富氮河道水体氮素转化和去除的影响

3.3.1 不同碳源对富氮水体氮素转化的影响

3.3.2 不同碳源对富氮水体微生物代谢活性的影响

3.3.3 乙酸钠对实际河体中氨氮转化的促进作用

3.3.4 补加乙酸钠对隧洞河现场水体氮素转化的影响

3.4 污染河道底泥对河道水体修复过程中水质变化的影响

4 讨论

4.1 微生物强化修复技术在城市污染河道应用效果

4.2 补加有机碳源对富氮河道水体氮素转化和去除的影响

4.3 底泥对河道水体修复的影响

4.4 PCR-DGGE技术在水体微生物修复研究中的应用

5 结论与展望

5.1 净水微生物在污染河道的微生物原位强化修复中的应用

5.2 有机碳源在在污染河道的微生物原位强化修复中的应用

5.3 底泥对污染河道的微生物原位强化修复的影响

5.4 展望

参考文献

致谢