城市黑臭水体底泥中氮硫元素释放及微生物特性研究

来源 :安徽师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqt19900112
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着城市的发展,城市内河的污染问题也日趋严重,人们对于黑臭河道的治理也是迫在眉睫。在外源污染输入得到有效的控制后,城市黑臭河道底泥中内源氮硫成为水体污染的主要来源,本研究分别设置扰动强度(r)、溶解氧(DO)、温度(T)三个不同的控制因素来研究黑臭水体底泥中氮硫元素的释放特性,并从底泥内微生物对氮硫元素的作用角度探讨底泥中氮硫元素的释放效应。本研究主要结论如下所示:
  (1)三个不同控制因素下上覆水总氮和氨氮浓度基本都先升高再下降。总氮的释放以氨氮为主,在扰动强度条件下,转速越大,氨氮释放量越大,其在第7天达到释放峰值21.30mg/L;在溶解氧条件下,两曝气组氨氮浓度从实验初期13.50mg/L一直下降,直到第9天达到稳定浓度0.55mg/L,但含氧量更高的实验组由于硝化作用氨氮浓度下降速率更快,相反,硝态氮浓度上升较快,两曝气组在第7天分别达到12.23和12.51mg/L,而相对缺氧的实验组的氨氮浓度前5天由于微生物的厌氧分解会出现上升,在第5天浓度达到23.05mg/L,随后,其浓度缓慢下降直到实验结束达到7.80mg/L,由于反硝化作用,硝态氮浓度在前6天内下降至5.57mg/L;不同温度条件下上覆水中氨氮的浓度基本相同,但能影响其释放的速率,30℃条件下,上覆水在第5天达到释放峰值28.03mg/L,20℃条件下,上覆水在第6天达到释放峰值27.51mg/L,而10℃条件下,上覆水在第7天达到释放峰值26.35mg/L,在氨氮的下降阶段,30℃条件下,上覆水氨氮下降的速率最快,其次是20℃,最后是10℃,但都在20天后趋于稳定,达到平衡浓度7.85mg/L。
  (2)三个不同控制因素下上覆水中硫元素含量变化都是先升高并再趋于稳定。在扰动强度条件下,水体亚硫酸根离子的变化有较大影响,转速越大,亚硫酸根离子在第7天就达到释放平衡19.00mg/L,对应的硫酸根离子在第7天就达到释放峰值42.50mg/L;在溶解氧条件下,氧份含量更高的实验组在第11天亚硫酸根离子最快趋于释放平衡18.50mg/L,第17后,三组都趋于平衡稳定浓度20.50mg/L,而硫酸根离子在含氧量更高情况下,在第11天达到释放峰值43.00mg/L,17天后,三组都趋于平衡稳定浓度40.00mg/L;在温度条件下,温度越高的实验组亚硫酸根离子在第6天达到释放的峰值19.85mg/L,19天后,三组实验组达到稳定平衡浓度19.88mg/L,而温度越高的实验组硫酸根离子在第7天越快达到释放的峰值41.00mg/L,19天后,三组实验组达到稳定平衡浓度40.00mg/L。
  (3)从极差分析结果中可知,溶解氧(DO)对于底泥氮释放的影响最为显著,其次是扰动强度,最后才是温度。
  (4)在溶解氧(DO)条件下,对稳定平衡后的样品底泥微生物群落结构进行了分析。河道表层底泥中细菌主要优势菌群为变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门,其中变形菌门主要以6-变形菌纲为主。硝化细菌共检测到6个菌属,NOB和AOB优势菌属分别为硝化螺旋菌属和亚硝化球菌属,其中,硝化螺旋菌属的含量增多促进了硝化反应的进行,验证了两曝气组氨氮浓度下降较快、硝态氮上升的规律;反硝化过程共检测到4个菌门,10菌属,优势菌属为Dechloromonas、Smithella、Syntrophorhabdus和硫杆菌属(Thiobacillus)等,其中,芽抱杆菌属、硫杆菌属以及假单胞菌属等好氧反硝化菌的含量增多,促进了反硝化反应的进行,验证了两曝气组硝态氮浓度后期下降的规律;同时检测到1个菌属的厌氧氨氧化细菌,其名称为Ca.Brocadia;检测到2个菌属的硝酸盐异化还原成铵细菌,分别为Desulfovibrio和Klebsiella。
  (5)检测到4个菌属的硫氧化细菌,优势菌属为硫杆菌属(Thiobacillus)和螺旋菌属(Spirochaeta),其细菌含量增多,促进了硫氧化过程的进行;硫酸盐还原菌共检测到3个菌属,其优势菌属为脱硫洋葱状菌属,其细菌含量减少,说明曝气抑制了硫酸盐还原菌的生长;本研究中未检测到目前已被鉴定和分离出的硫自养反硝化过程的细菌,初步推测黑臭水体中不存在硫自养反硝化过程。
  (6)在底泥样品中,绿弯菌门所占的比例最大,变形菌门和厚壁菌门含量增多,绿弯菌门含量减少,同时随着养分的进入,有助于硝化细菌、部分反硝化细菌和硫氧化细菌的生长,但会抑制硫酸盐还原菌的生长。
其他文献
随着电子信息产业和移动互联网的快速发展,环境辅助生活系统开始进入实际应用,它涉及到传感器、物联网、嵌入式系统、边缘计算、线下的医疗与看护服务等多个环节,其中基于传感器数据的人类行为识别、建模与异常检测,是该系统实现各种应用的基础。基于密集传感方案,对居家行为展开研究分析,包括数据源的融合、数据特征提取、建模判别以及处理方式等,实现了三个时间粒度层级的人类居家行为的发现、识别、分析和异常检测。  针
随着智能化和自动化的发展,人脸识别技术通过其非接触性、高识别率、安全性等特点,成为人工智能落地最快的算法之一。目前工业界主流的人脸识别算法都是针对静态图像的,视频相对于图像包含的语义信息更加丰富,直接利用视频序列进行识别,不仅更高效,鲁棒性也更强。  本文提出了一整套完整的视频人脸识别算法,针对人脸检测模块,受目标检测领域启发,利用RFB模块和深度可分离卷积,设计了轻量级的单阶段多尺度多任务人脸检
学位
随着工业的迅速发展以及国家对环境保护的日益关注,利用深度学习技术对工业监控视频进行烟雾检测日趋成为一个重要的研究方向。但目前烟雾检测领域存在诸多问题:研究人员使用的数据质量参差不齐,尚未有一个权威的图像数据集;当前研究主要采用二维卷积神经网络来搭建模型,容易忽略视频图像帧之间的时空特征,实际场景中准确率较低;国内外对于视频烟雾排放程度的评价标准也少有研究等。  针对工业监测的特定场景,为了克服当前
随着我国铁路建设事业的发展,铁路桥梁的数量也在逐年增加,桥梁作为铁路干线的重要节点,其健康状况将直接影响整条线路的正常运营,而桥墩作为支撑上部结构的重要构件,其发生病害后往往对整个桥梁的服役性能产生影响,因此如何准确评估铁路桥墩的健康状况具有十分重要的意义。  本文以朔黄重载铁路为工程背景,以水中桥墩常见病害为研究出发点,分析了病害机理及定量表征方法。通过理论推导提出了一套基于简化模型的多跨简支梁
基于不同降雨强度、类型和持续时间的降雨入渗过程导致的红土路堤的不稳定性,本文总结了以往关于路堤非饱和水流动和稳定性分析的研究,并讨论了降雨条件下红土路堤的非饱和水流分析。降雨入渗导致土壤吸力减少以及抗剪强度降低;然后当土壤的抗剪强度降低时,路堤失效的可能性迅速增加。UMAT(用户材料)用于确定降雨入渗下路堤的破坏形成和FOS(安全系数)。根据这个案例,数值分析结果如下:  1.建立红土路堤为模型,
学位
我国位于全球大陆地震最活跃的地区,是一个地震带分布比较广泛的国家。随着高速铁路网的不断延伸,高速铁路将不可避免的跨越地震多发区。CRTSⅡ型板式无砟轨道作为高速铁路常用的一种纵连整体轨道型式,在强烈的地震荷载作用下,容易造成轨道结构严重受损,进而对列车的安全运行产生严重威胁。因此,本文将对地震作用下桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构以及桥上运行列车的动力响应展开研究,从而为建立与完善高速铁路地震预警
地下结构受到地下水压力的作用,随着地下结构的深度、广度不断增加,所处的渗流环境越来越复杂,抗浮问题愈加突出,设计相对保守的被动抗浮措施也存在失效的可能。在此背景下,采用截渗与排水减压相结合的主动抗浮方法(以下简称“截排减压抗浮法”),可作为被动抗浮方法的重要补充。然而,对截排减压抗浮法的关键理论和技术问题的研究工作还不完善,成为其推广应用的障碍。因此,本文首先对截排减压抗浮法的理念、构造和应用前景
高强钢筋具有强度高、延性好、经济及环保综合性能良好等优点,在工程建设中推广应用高强钢筋是贯彻落实科学发展观、落实“节能减排”目标、实现建筑业可持续发展的有效手段。虽然有不少学者对配置高强钢筋的混凝土构件的承载力、变形能力和抗震性能等方面做了许多试验研究,但关于配置高强钢筋的结构整体抗震性能的理论分析方面的研究还相对缺乏。框架-剪力墙结构在实际工程中应用广泛,但配置高强钢筋的该类结构抗震性能的相关理
学位
近年来,随着中国铁路事业的迅速发展,铁路运输已成为客运与货运的主要手段。同时铁路行车调度作业对行车安全与效率的影响越来明显,车站接发车作业是铁路行车调度作业的核心组成部分,尤其站内行车组织人员在非正常情况下接发车的业务水平低是导致行车事故与运输效率低下的关键因素。设计针对接发车作业流程的仿真培训平台对减少车站行车作业违章现象,提高运营安全与效率有着重要意义。  本文总结国内外对于行车调度指挥系统的
学位
本文通过水热法和溶胶-凝胶法,采用凹凸棒石(Pa)负载铋系物(Bi2WO6,BiVO4,Bi2MoO6),分别制备出一系列复合材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、紫外漫反射(DRS)、光致发光(PL)、比表面积分析仪(BET)、X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对样品的结构、形貌、光吸收性能进行表征,并通过在365 nm紫外光下对气态苯的降解程度来测试样品的光催化活性,同时
学位