地表水體水質(zhì)改善技術(shù)及沉積物中磷細(xì)菌作用研究.pdf

1、我國地表水體污染普遍嚴(yán)重，水環(huán)境生態(tài)質(zhì)量不斷惡化，影響水體正常使用功能；另外，沉積物中磷的再釋放是影響水體水質(zhì)的重要原因，而沉積物中的磷細(xì)菌對(duì)磷的吸收、貯存和釋放在磷循環(huán)中起著極其重要的作用，為此本研究針對(duì)地表水體水質(zhì)改善技術(shù)及沉積物中磷細(xì)菌作用分別進(jìn)行了研究，并選擇在杭州市內(nèi)河進(jìn)行了水質(zhì)改善的技術(shù)實(shí)踐，主要成果如下： (1)在室內(nèi)模擬條件下，分別設(shè)置了高溶解氧(7.0mg/L)、中溶解氧(5.0mg/L)和低溶解氧(1.0mg

2、/L)三種狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果表明，中溶解氧水平能夠有效降低上覆水中的氨氮值，同時(shí)能夠維持水體較低的TN值和TP值，過高的溶解氧對(duì)于水質(zhì)的維護(hù)并沒有顯著效果；而低溶解氧狀態(tài)下，反而促進(jìn)了底泥向上覆水釋放氨氮、TN和TP。 (2)在沉積物—水系統(tǒng)中引種兩類四種高等水生植物—漂浮植物(水花生、水鱉)和沉水植物(金魚藻、河藻)，試驗(yàn)結(jié)果表明水生植物利用其生長(zhǎng)吸收作用，能夠顯著降低底泥和水體中的總氮和總磷含量，在系統(tǒng)所去除的總氮和總磷中，水生

3、植物的貢獻(xiàn)率在40﹪左右；而且引種水生植物后，系統(tǒng)中很快形成小生態(tài)鏈，這是一般工程措施難以做到的。 (3)采用生物柵技術(shù)，并輔以人工增氧，結(jié)果表明此項(xiàng)技術(shù)優(yōu)于直接曝氣法，水體中COD和氨氮濃度優(yōu)于地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，總磷濃度持續(xù)下降，隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，微生物菌群逐漸形成，顯示出較高的脫氮除磷效果；實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)表層約2mm的底泥呈現(xiàn)灰白色，表明對(duì)底泥也有一定的礦化作用。 (4)實(shí)驗(yàn)中采用就地接觸氧化技術(shù)，同時(shí)輔以人工增氧，由于人為

4、創(chuàng)造了適宜硝化菌生存的環(huán)境條件，對(duì)于氨氮的去除率較高，試驗(yàn)裝置在啟動(dòng)—周內(nèi)即開始良好運(yùn)行，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定，氨氮平均去除率為86.8﹪，此項(xiàng)技術(shù)在運(yùn)行中不會(huì)影響到城市河流的防洪、排澇功能。 (5)通過工程實(shí)踐，表明引配水較好地改善了河道配水前端水的質(zhì)，溶解氧大幅度提高，高錳酸鹽指數(shù)基本在地表水Ⅲ～Ⅵ類標(biāo)準(zhǔn)值之間，但是在河道的中下游，兩項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)顯著惡化，基本徘徊在地表水Ⅴ類附近。 (6)在沿山河曝氣工程實(shí)踐過程中，水體D

5、O值除了在降雨期間有所增高以外，其它時(shí)段沒有明顯變化，BOD5和COD值也沒有明顯變化。但是底泥中微生物的好氧菌數(shù)量逐漸增多，到實(shí)驗(yàn)后期，好氧菌在數(shù)量上占據(jù)了底泥微生物中的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，為提高水體自凈能力創(chuàng)造了條件。 (7)杭州市新開河疏浚實(shí)踐表明目前疏浚深度對(duì)于改變上覆水體Eh、pH的效果不明顯；同樣，對(duì)于改善上覆水的COD、TN和TP等特征值效果也不明顯。 (8)通過室內(nèi)模擬，分析微生物在湖泊沉積物P循環(huán)中所起的作用，試

6、驗(yàn)結(jié)果表明，微生物的存在能夠使沉積物的Eh及pH降低，引起沉積物中鐵磷(Fe-P)的釋放，使上覆水及間隙水TP濃度上升；同時(shí)微生物通過對(duì)有機(jī)物質(zhì)的礦化降解作用向間隙水中提供了較多的溶解性PO43--P，大部分PO43--P被沉積物顆粒吸附，導(dǎo)致沉積物可溶性磷(DP)含量的增加。由于微生物的過量吸附，導(dǎo)致沉積物有機(jī)磷(OP)含量的明顯增加。 (9)采用氯仿熏蒸提取法測(cè)定沉積物微生物量P(Bio-P)，考察微生物在沉積物中的垂直分布

7、及其對(duì)上覆水和間隙水TP濃度的影響，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沉積物中的微生物通過生長(zhǎng)、遷移、擴(kuò)散，Bio-P在6～9cm處形成一個(gè)峰值，在0～3cm處形成一個(gè)次峰值。間隙水TP濃度在3～6cm內(nèi)存在很高的峰值，并在9～12cm內(nèi)表現(xiàn)出一個(gè)次級(jí)峰值。在Bio-P達(dá)到峰值的6～9cm層內(nèi)，間隙水TP處于峰谷。微生物的作用上覆水及間隙水TP濃度均呈下降趨勢(shì)。 (10)采集西湖沉積物進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)沉積物中存在大量能分解卵磷脂和溶解磷酸鈣的有機(jī)