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练江是粤东地区的第三大河流,但是由于常年的污染,练江流域已经现已经成为了广东省污染最严重的河流,且练江生态系统功能严重退化,水体自净能力基本丧失。练江流域水系复杂,人口密度大,小规模的农业种植和中小型产业密集。流域的面源污染主要来自生活污水、养殖废水和农田的地表径流,大部分区域的主要水环境问题是富营养化。流域的主要点源污染来自于印染废水,由于流域内纺织印染企业密集,且部分企业废水处理设施落后,废水排放不达标。
基于练江流域的实际状况,如何因地制宜的设计一套流域综合治理方案,将是当前研究的重点:(1)原位人工生态浮岛系统,不占用土地面积,原位修复水体,恢复自净能力,可以用于面源污染的阻控。(2)点源污染的强化治理,需兼具高效和经济可行性,选取生物法,并且通过电刺激强化其脱色能力。本论文通过统计分析已发表的生态浮床文献和利用希瓦氏菌(Shewanellaindica)和粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)对模拟印染废水的脱色及电刺激的强化实验为练江流域的综合治理提供理论基础。
从知网和webofscience数据库中搜集并筛选已发表的关于生态浮床的研究。对数据从植物种类、目标水体、技术手段、实验地区和实验尺度五个因素分类,使用spss进行统计分析比较。得出下列结论:在统计学意义上,植物种类的不同对生态浮床的去除能力没有显著影响,生态浮床在处理生活养殖废水时有着更好的去除能力,新型生态浮床的去除能力相对传统生态浮床明显提升,尤其是对总氮和COD的净化,实验地区的差异并不影响生态浮床的去除能力,异位实验所得到的去除率往往高于原位实验。
为了能够更加量化的分析生态浮床对主要污染物总氮、总磷、氨氮和COD去除率与水利停留时间、水深、进水浓度、植物覆盖率四个因素之间的关系,通过多元回归分析来进行探究,分析结果显示除了氨氮外,生态浮床对总氮、总磷和COD的去除能力与污染物进水浓度和植物覆盖率有线性回归关系。从相关系数上来看植物覆盖率对去除能力的影响最大。因为温度数据的不足,本文对气候变化对生态浮床的去除能力可能的影响及原因进行了归纳总结。
针对点源污染-印染废水污染,利用实验室从练江底泥中和印染厂沉降池中筛选出来的希瓦氏菌(Shewanellaindica)和粪肠球菌(Enterococcusfaecalis),探究其在不同的环境因素下对直接蓝2B染料的脱色能力。实验结果表明:希瓦氏菌和粪肠球菌静止培养比震荡培养有着更强的脱色能力。希瓦氏菌的最佳脱色温度为35℃,而粪肠球菌从35到45℃都具有优秀的脱色能力。两种菌种在pH为6到8范围内有着超过80%的脱色率。两株菌株的最适NaCl浓度均为10g/L,但粪肠球菌随着盐度的上升脱色率的下降趋势比希瓦氏菌要缓,证明粪肠球菌更加耐受高盐度的环境。通过对不同初始染料浓度研究发现,希瓦氏菌对直接蓝2B的脱色能力更强,更能适应高浓度的染料环境。为了强化细菌对染料的脱色能力,通过外加电刺激来探究。
通过采用外接直流电源直接电刺激两株细菌强化脱色直接蓝2B染料实验。发现在恒流模式下,0-20mA直流电流刺激对希瓦氏菌脱色存在抑制作用,对粪肠球菌几乎没有影响。改变使用恒压模式,使用0-0.6v弱电压刺激细菌脱色染料,发现细菌在弱电压的刺激下对染料的脱色能力有着一定程度的提升,希瓦氏菌在0.5v时达到最大的脱色率90.81%,粪肠球菌在0.4v条件下6小时和12小时脱色率均达到最高,分别为66.25%和87.78%,高于同样条件下的对照组,证明弱电压对细菌的脱色能力有一定的提升。通过弱电压直接电解染料溶液发现,弱电压对染料溶液没有直接电解效应,且不改变体系的pH。检测电刺激后细菌胞内蛋白总量和酶活,发现弱电压的引入刺激细菌产生更多的胞内蛋白,希瓦氏菌胞内蛋白含量从31.58μg/mL提升到了61.31μg/mL,粪肠球菌从22.81μg/mL增加到了37.46μg/mL,且酶活性也有一定程度提升。说明弱电压的刺激使得细菌产生了更多的蛋白而且也提升了一定程度的酶活,这可能是电刺激促进细菌脱色染料能力的可能原因。
分析练江流域现状,提出需要在源头上对印染废水进行治理防止其进入流域内,然后再通过生态浮床原位净化黑臭水体的方式改善练江污染问题,并结合练江支流——本溪河的实际情况设计一套综合修复方案。为练江流域的污染治理提供一个有效的解决方案。
基于练江流域的实际状况,如何因地制宜的设计一套流域综合治理方案,将是当前研究的重点:(1)原位人工生态浮岛系统,不占用土地面积,原位修复水体,恢复自净能力,可以用于面源污染的阻控。(2)点源污染的强化治理,需兼具高效和经济可行性,选取生物法,并且通过电刺激强化其脱色能力。本论文通过统计分析已发表的生态浮床文献和利用希瓦氏菌(Shewanellaindica)和粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)对模拟印染废水的脱色及电刺激的强化实验为练江流域的综合治理提供理论基础。
从知网和webofscience数据库中搜集并筛选已发表的关于生态浮床的研究。对数据从植物种类、目标水体、技术手段、实验地区和实验尺度五个因素分类,使用spss进行统计分析比较。得出下列结论:在统计学意义上,植物种类的不同对生态浮床的去除能力没有显著影响,生态浮床在处理生活养殖废水时有着更好的去除能力,新型生态浮床的去除能力相对传统生态浮床明显提升,尤其是对总氮和COD的净化,实验地区的差异并不影响生态浮床的去除能力,异位实验所得到的去除率往往高于原位实验。
为了能够更加量化的分析生态浮床对主要污染物总氮、总磷、氨氮和COD去除率与水利停留时间、水深、进水浓度、植物覆盖率四个因素之间的关系,通过多元回归分析来进行探究,分析结果显示除了氨氮外,生态浮床对总氮、总磷和COD的去除能力与污染物进水浓度和植物覆盖率有线性回归关系。从相关系数上来看植物覆盖率对去除能力的影响最大。因为温度数据的不足,本文对气候变化对生态浮床的去除能力可能的影响及原因进行了归纳总结。
针对点源污染-印染废水污染,利用实验室从练江底泥中和印染厂沉降池中筛选出来的希瓦氏菌(Shewanellaindica)和粪肠球菌(Enterococcusfaecalis),探究其在不同的环境因素下对直接蓝2B染料的脱色能力。实验结果表明:希瓦氏菌和粪肠球菌静止培养比震荡培养有着更强的脱色能力。希瓦氏菌的最佳脱色温度为35℃,而粪肠球菌从35到45℃都具有优秀的脱色能力。两种菌种在pH为6到8范围内有着超过80%的脱色率。两株菌株的最适NaCl浓度均为10g/L,但粪肠球菌随着盐度的上升脱色率的下降趋势比希瓦氏菌要缓,证明粪肠球菌更加耐受高盐度的环境。通过对不同初始染料浓度研究发现,希瓦氏菌对直接蓝2B的脱色能力更强,更能适应高浓度的染料环境。为了强化细菌对染料的脱色能力,通过外加电刺激来探究。
通过采用外接直流电源直接电刺激两株细菌强化脱色直接蓝2B染料实验。发现在恒流模式下,0-20mA直流电流刺激对希瓦氏菌脱色存在抑制作用,对粪肠球菌几乎没有影响。改变使用恒压模式,使用0-0.6v弱电压刺激细菌脱色染料,发现细菌在弱电压的刺激下对染料的脱色能力有着一定程度的提升,希瓦氏菌在0.5v时达到最大的脱色率90.81%,粪肠球菌在0.4v条件下6小时和12小时脱色率均达到最高,分别为66.25%和87.78%,高于同样条件下的对照组,证明弱电压对细菌的脱色能力有一定的提升。通过弱电压直接电解染料溶液发现,弱电压对染料溶液没有直接电解效应,且不改变体系的pH。检测电刺激后细菌胞内蛋白总量和酶活,发现弱电压的引入刺激细菌产生更多的胞内蛋白,希瓦氏菌胞内蛋白含量从31.58μg/mL提升到了61.31μg/mL,粪肠球菌从22.81μg/mL增加到了37.46μg/mL,且酶活性也有一定程度提升。说明弱电压的刺激使得细菌产生了更多的蛋白而且也提升了一定程度的酶活,这可能是电刺激促进细菌脱色染料能力的可能原因。
分析练江流域现状,提出需要在源头上对印染废水进行治理防止其进入流域内,然后再通过生态浮床原位净化黑臭水体的方式改善练江污染问题,并结合练江支流——本溪河的实际情况设计一套综合修复方案。为练江流域的污染治理提供一个有效的解决方案。