城市景觀水體生境改善技術(shù)及機(jī)理研究

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1、城市景觀水體生境改善技術(shù)與機(jī)理研究城市景觀水體生境改善技術(shù)與機(jī)理研究【摘要】：生境改善是恢復(fù)城市景觀水體健康水生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵,提高水體透明度是水體生境改善的重點(diǎn)和難點(diǎn),水體透明度也是體現(xiàn)城市水體景觀特征的重要水質(zhì)指標(biāo)。城市景觀水體透明度不高的原因大多是由水體中大量的浮游植物引起的,而營(yíng)養(yǎng)鹽濃度和水體流動(dòng)狀態(tài)對(duì)水體中浮游植物的種類和濃度有較大影響。本論文依托國(guó)家“863”課題“水體底部水平流復(fù)氧與生物膜聯(lián)合生境改善技術(shù)”(2006AA06Z343),以提高水體透明度為目標(biāo),研究了降低水體中營(yíng)養(yǎng)鹽濃度和改善水體流動(dòng)狀態(tài)的技術(shù)方法、作用機(jī)理及工程應(yīng)用效果。論文通過(guò)對(duì)實(shí)

2、際景觀水體的調(diào)查和監(jiān)測(cè),分析了北京典型景觀水體的水質(zhì)狀況與生境特征;將凹凸棒石作為吸附劑用于降低水體中磷的濃度,在小試規(guī)模上進(jìn)行了自配水和實(shí)際水的效果研究;采用推流曝氣生物膜技術(shù)降低水體中的氨氮濃度和改善水體的流動(dòng)狀態(tài),在中試規(guī)模上進(jìn)行了0.5t實(shí)際水的多組實(shí)驗(yàn)槽效果比較,并對(duì)技術(shù)在工程上的應(yīng)用進(jìn)行了跟蹤研究。通過(guò)研究得出以下主要結(jié)論:(1)什剎海與羅馬湖水體中沉水植物較少,總氮濃度均處于劣V類水平,但什剎海前海東岸透明度達(dá)70cm,而羅馬湖透明度卻只有27cm。造成兩水體透明度存在較大不同的原因是二者磷濃度存在較大差異,什剎海總磷僅為0.042mg/L,而羅馬

3、湖總磷達(dá)0.36mg/L?？梢?磷的濃度是藻類生長(zhǎng)的限制因子,與水體透明度負(fù)相關(guān)。(2)柳蔭湖和羅馬湖的水質(zhì)均較差,磷的濃度水平均較高,但柳蔭湖沒(méi)有藍(lán)藻水華現(xiàn)象發(fā)生,而羅馬湖夏季藍(lán)藻水華嚴(yán)重、透明度較低。造成兩水體透明度差異的主要原因是水體的深度不同,柳蔭湖平均水深僅為0.5m,小于光補(bǔ)償深度,滿足水生植物生長(zhǎng)的光合作用條件,沉水植物與挺水植物生長(zhǎng)茂盛;而羅馬湖水深為1m,大于光補(bǔ)償深度,沉水植物不能生長(zhǎng)。可見,水生植物對(duì)景觀水體中浮游藻類的生長(zhǎng)有抑制作用,水下光照強(qiáng)度是水生植物光合作用的保障,只有在水體深度小于光補(bǔ)償深度的條件下,才能形成建康的水生態(tài)系統(tǒng),從而

4、改善水體的透明度。(3)天然蛭石、凹凸棒石的除磷性能較差,酸洗改性對(duì)蛭石和凹凸棒石的除磷性能有一定的增強(qiáng)作用,但效果提高不大。蛭石和凹凸棒石通過(guò)煅燒改性后吸附磷的效果明顯增強(qiáng),但是蛭石吸附除磷后,溶液pH值有較大升高,而凹凸棒石煅燒改性后溶液pH值升高不大,因此,應(yīng)優(yōu)先選用煅燒改性后的凹凸棒石作為除磷吸附劑。凹凸棒石煅燒改性的最佳條件是500℃煅燒2h。(4)用煅燒改性后的凹凸棒石,對(duì)含磷濃度為0.226mg/L、pH值為8.04的清河水樣進(jìn)行除磷試驗(yàn),投加7g/L煅燒改性的凹凸棒石時(shí),磷的去除率為83.53%,除磷后溶液中磷濃度為0.037mg/L。(5)在水

5、體中加入生物膜填料,在不采取推流或曝氣的措施時(shí),氨氮和COD濃度略有降低。采用推流+生物膜填料技術(shù)措施,氨氮濃度與COD濃度大幅度降低,水體透明度由24cm提高到90cm。低有機(jī)物濃度條件下,在推流+生物膜填料技術(shù)的基礎(chǔ)上,增加曝氣措施,進(jìn)一步提高透明度的效果不明顯。(6)推流+生物膜填料技術(shù)改變了水體的流態(tài)與流速,降低了水體中的氨氮濃度,提高了水體的透明度,其中,氨氮濃度的降低可能是抑制水體中藻類暴發(fā)的重要影響因素。(7)推流+生物膜填料技術(shù)的工程應(yīng)用表明:在低濃度的氮、磷條件下,該技術(shù)對(duì)透明度的改善效果明顯。水深1m、面積10000m~2的水體,治理投資為5

6、0萬(wàn)元,每月運(yùn)行費(fèi)用為1000元左右。該技術(shù)具有效果好、管理簡(jiǎn)便、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。綜上所述,采用煅燒方式對(duì)凹凸棒石進(jìn)行改性可以有效降低景觀水體中的磷,以達(dá)到控磷而提高水體透明度的目的;推流+生物膜填料技術(shù)可以降低景觀水體中氨氮的濃度,改善水體的流態(tài)和流速,從而抑制藻類暴發(fā)而改善水體的透明度。【關(guān)鍵詞】：景觀水體生境改善透明度吸附除磷推流復(fù)氧【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)【學(xué)位級(jí)別】：博士【學(xué)位授予年份】：2009【分類號(hào)】：X52【目錄】：摘要6-8ABSTRACT8-15第一章緒論15-411.1景觀水體的污染狀況與成因15-181.1.1我國(guó)景觀水體的污染

7、狀況15-171.1.2景觀水體的污染成因17-181.2景觀環(huán)境用水的水質(zhì)要求18-231.2.1水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求18-191.2.2污水排放及再生水利用標(biāo)準(zhǔn)要求19-211.2.3標(biāo)準(zhǔn)分析比較21-231.3景觀水體治理技術(shù)研究進(jìn)展23-341.3.1水生態(tài)恢復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展23-251.3.2景觀水體生境改善技術(shù)研究進(jìn)展25-271.3.3景觀水體曝氣生物膜技術(shù)研究進(jìn)展27-301.3.4景觀水體吸附除磷技術(shù)研究進(jìn)展30-341.4景觀水體的治理思路與研究問(wèn)題的提出34-381.4.1景觀水體的治理思路34-361.4.2研究問(wèn)題的提出36-381.5論文

8、的研究目的與意義38-3