太湖典型入湖河道中氨氮去除研究

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1、田伟君等：太湖典型入湖河道中氨氮去除研究1141太湖典型入湖河道中氨氮去除研究田伟君1,2，郝芳华1，王超3，翟金波31.北京师范大学环境学院院//环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，北京100875；2.中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛266003；3.河海大学环境科学与工程学院，江苏南京210098摘要：入湖河流是湖泊营养物质的一个重要来源，因此入湖河道水质的改善是控制湖泊富营养化的关键。文章采用自行研制的新型仿生填料直接布设在河道内的生物接触氧化法，在不影响河流生态结构和原有使用功能的前提下，对河流微污染水体进行氨氮的去除研究。研究结果显示，氨氮的净去除率在5.35%~39.9

2、1%，其中最高为7月的39.91%，最低月为12月的5.35%。试验期间生物膜的平均厚度为0.8~1.1mm（雨后略厚），生物膜内的微生物主要是一些贫营养微生物，数量少，因此形成的生物膜较薄，生物膜由表及里几乎全是好气层。同时，根据氨氮去除率与硝化菌的数量关系也可以看出试验河段内氨氮的去除主要是靠硝化菌的硝化作用来完成的。关键词：氨氮；仿生填料；生物膜；布局中图分类号：X522文献标识码：A文章编号：1672-2175（2006）06-1138-04田伟君等：太湖典型入湖河道中氨氮去除研究1141入湖河道是湖泊的主要水量来源，同时也决定着湖泊水质的优劣[1]。据调查，太湖入湖河道污染物，其平均

3、TN质量浓度已超过目前太湖水质平均质量浓度的2.66倍，最高超过了10.38倍[2]。因此，为减轻太湖污染，在入湖河道中开辟生化反应区，直接布设仿生填料，研究河流等大型水体的生物脱氮就具有重要的现实意义[3]。本文采用自行研制的新型仿生填料直接布设在河道内的生物接触氧化法，对河流微污染水体进行氨氮的去除研究。1试验地点、材料与方法1.1试验河段试验河段的具体位置在宜兴市大浦镇林庄港（如图1所示）。林庄港是太湖众多入湖河道中的一条典型小河道，经往年监测数据可知，其水质长期属于地表水环境质量标准（GB3838—2002）中的劣Ⅳ类。和其它入湖河道一样，其水质的好坏直接影响到太湖的水质状况，因此本研

4、究将其作为试验河道，而设置填料的试验河段则位于林庄港的上游段。试验河段总长120m，水面宽8.6m，水深0.7~1.5m，河床及岸坡因“863”项目的清淤及护岸建设，情况基本一致，左岸为斜坡，坡比为1∶1.75，右岸为浆砌石垂直护岸。1.2仿生生物填料图1试验河段地理位置Fig.1Locationoftheteststreama轮藻b新型仿生填料图2填料“仿生”示意图Fig.2Thenew-typebionicpacking新型仿生生物填料是仿照河流生态系统中的臭轮藻（Charafoetida）设计而成的，见图2。臭轮藻是天然河流中比较常见的一种藻类，沉水生长，其高可达60cm[4]。它的存在

5、是整个水生动植物群落多样性的基础，许多细菌和真菌类也大多粘附在轮藻等大型藻类的茎和叶上。此外，轮藻的茎也极具柔性和韧性，能随水流流动而来回摆动，对水流的阻力较小。新型仿生填料就是强调臭轮藻的茎的柔性和韧性，枝和叶的可附着性，以填料的支杆仿照轮藻的茎，中心扣环仿照轮藻的节，填料丝仿照轮藻的叶研制而成的。田伟君等：太湖典型入湖河道中氨氮去除研究1141本试验采用的仿生填料的规格为：填料片的直径为150mm，相邻填料片的间距为80mm，支杆的直径为4mm。1.3仿生填料在河道的布局表1采样期间的水文状况Tab.1Thehydrographicconditioninsamplingperiod采样日期

6、07-2507-2607-2708-2508-2608-2709-2509-2609-2710-2410-2510-2611-1211-1311-1412-0412-0512-06水位/m流速/(cm·s-1)1.153.001.002.151.153.450.980.700.9801.0001.303.301.152.401.252.850.8500.8200.850.650.7600.9600.8600.701.620.740.890.800本研究将试验河段分为两部分，其中前60m为对照河段（无填料），即考查该河段的自然降解能力，后60m为设置新型生物填料的试验河段，其总净化能力为填料上生

7、物膜净化与河段自然净化能力的总和。仿生填料在河道内的布置长度为60m；布置形式为：中部留有2.6m宽的“蛇形”航道，填料布置在航道的两侧，布置间距为40cm×40cm，即填料的布设密度为9根/m2。1.4采样及检测的试验设计a）采样频率：3次/1月。b）采样断面及采样点设置：试验河段相对0m、60m、120m处设3个取样断面，每个断面距右岸1.5m的填料内部取上（距水面30cm）、下（距水面60