太湖典型入湖河道中氨氮去除研究

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1、太湖典型入湖河道中氨氮去除研究田偉君1,2,郝芳華1,王超3,翟金波3I.北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院院〃環(huán)境模擬與污染控制國家重點聯(lián)合實驗室，北京100875；2.中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266003；3.河海大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210098摘要：入湖河流是湖泊營養(yǎng)物質(zhì)的一個重要來源，因此入湖河道水質(zhì)的改善是控制湖泊富營養(yǎng)化的關(guān)鍵。文章采用自行研制的新型仿生填料直接布設(shè)在河道內(nèi)的生物接觸氧化法，在不影響河流生態(tài)結(jié)構(gòu)和原有使用功能的前提下，對河流微污染水體進(jìn)行氨氮的去除研究。研究結(jié)果顯示，氨氮的凈去除率在5.35%?39.91%，其中最高為7月的39.91%最低

2、月為12月的5.35%。試驗期間生物膜的平均厚度為0.8-1.1mm(雨后略厚)，生物膜內(nèi)的微生物主要是一些貧營養(yǎng)微生物，數(shù)量少，因此形成的生物膜較薄，生物膜由表及里幾乎全是好氣層。同時，根據(jù)氨氮去除率與硝化菌的數(shù)量關(guān)系也可以看出試驗河段內(nèi)氨氮的去除主要是靠硝化菌的硝化作用來完成的。關(guān)鍵詞：氨氮；仿生填料；生物膜；布局中圖分類號：X522文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-2175(2006)06-1138-()4入湖河道是湖泊的主要水量來源，同時也決定著湖泊水質(zhì)的優(yōu)劣⑴。據(jù)調(diào)查，太湖入湖河道污染物，其平均TN質(zhì)量濃度已超過目前太湖水質(zhì)平均質(zhì)量濃度的2.66倍，最高超過了10.38倍

3、叫因此，為減輕太湖污染，在入湖河道中開辟生化反應(yīng)區(qū)，直接布設(shè)仿生填料，研究河流等大型水體的生物脫氮就具有重要的現(xiàn)實意義⑶。本文采用自行研制的新型仿生填料直接布設(shè)在河道內(nèi)的生物接觸氧化法，對河流微污染水體進(jìn)行氨氮的去除研究。1試驗地點、材料與方法1.1試驗河段試驗河段的具體位置在宜興市大浦鎮(zhèn)林莊港(如圖1所示b林莊港是太湖眾多入湖河道中的一條典型小河道，經(jīng)往年監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，其水質(zhì)長期屬于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002)中的劣IV類。和其它入湖河道一樣，其水質(zhì)的好壞直接影響到太湖的水質(zhì)狀況，因此本研究將其作為試驗段。試驗河段總長120m水面寬8.6m0.7~1.5m,河床及

4、岸坡因“863”項目的清淤及護(hù)岸建設(shè)，情況基本一致，左岸為斜坡，坡比為1:1.75,右岸為漿砌石垂直護(hù)岸。1.2仿生生物填料新型仿生生物填料是仿照河流生態(tài)系統(tǒng)中的臭輪藻(Charafoetida)設(shè)計而成的，見圖2。臭輪藻是天然河流中比較常見的一種藻類，沉水生長，其高可達(dá)60cml4,o它的存在是整個水生動植物群落多樣性的基礎(chǔ)，許多細(xì)菌和真菌類也大多粘附在輪藻等大型藻類的莖和葉上。此外，輪藻的莖也極具柔性和韌性，能隨水流流動而來回擺動，對水流的阻力較小。新型仿生填料就是強調(diào)臭輪藻的莖的柔性和韌性，枝和葉的可附著性，以填料的支桿仿照輪藻的莖，中心扣環(huán)仿照輪藻的節(jié)，填料絲仿照輪藻的葉研

5、制而成的。本試驗采用的仿生填料的規(guī)圖i試驗河段地理位置Fig.1LocationoftheteststreamFig.2Thencw-lypcbionicpacking格為：填料片的直徑為150mm,相鄰填料片的間距為80mm,支桿的直徑為4mmo1.3仿生填料在河道的布局■■-河道，而設(shè)置填料的試驗河段則位于林莊港的上游本研究將試驗河段分為兩部分，其中前60m為對照河段（無填料），即考查該河段的自然降解能力，后60m為設(shè)置新型生物填料的試驗河段，其總凈化能力為填料上生物膜凈化與河段自然凈化能力的總和。仿生填料在河道內(nèi)的布置長度為60m；布置形式為：中部留有2.6m寬的“蛇形”航道

6、，填料布置在航道的兩側(cè)，布置間距為40cmx40cm,即填料的布設(shè)密度為9根/n?。1.4采樣及檢測的試驗設(shè)計叮采樣頻率：3次/I月。b）采樣斷面及采樣點設(shè)置：試驗河段相對0m、60m、120m處設(shè)3個取樣斷面，每個斷面距右岸1.5m的填料內(nèi)部取上（距水面30cm下（距水面60cm）2個取樣點。c）分析檢測的項目：NH4-N、NO'2+3-N（指表1采樣期間的水文狀況Tab.1Thehydiographicconditioninsamplingperiod采樣日期07-2507-2607-2708-2508-2608-2709-2509-2609-2710-2410-2510-2

7、611-1211-1311-1412-0412-0512-06水位/m1」51.001」50.980.981.001.301.250.850.820.850.760.960.860.700.740.80流速/(cnvs-1)3.(X)2」53.45().7()003.3()2.402.85000.650001.620.8901.5試驗方法本研究選取7月?12月做為試驗期，它涵蓋了河流的三個水期。但由于2004年對于江蘇地區(qū)來說是一個干旱年，各河道（包括試驗河段）的水量