水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例,考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下,总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器,探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果,并运用高通量测序技术,分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明,温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累;水体扰动会加速底泥中氮素释放,且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比;溶解氧对底泥氮素释放有显著影响,曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后,反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势;在反应器运行的第65天,底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%,底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构,发现底泥中Proteobacteria,Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加,PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。

挂膜沸石覆盖层持续抑制底泥氨氮释放的影响因素研究

通过多轮底泥修复实验研究了沸石类型、覆盖密度及上覆水氨氮浓度对挂膜沸石覆盖层持续抑制底泥氨氮释放、改善水质的影响.结果表明:沸石类型直接决定挂膜沸石覆盖层能否持续有效抑制底泥氨氮释放,孔径在8 nm左右的沸石F1表面才能附着有效降解氨氮的微生物,从而具有较强的原位再生能力,通过不断削减底泥氨氮(各轮底泥氨氮削减量为23~30mg)和上覆水氨氮(削减量达18 mg)来持续抑制底泥氨氮释放,将上覆水氨氮浓度控制在0.4~0.8 mg/L,达到地表水III类水体水质标准.挂膜沸石能否持续抑制底泥氨氮释放也与沸石覆盖密度和上覆水氨氮浓度有关,当覆盖密度大于1.46 kg/m2时、上覆水氨氮浓度低于4.28 mg/L时,覆盖挂膜沸石F1能够持续抑制底泥氨氮释放,使水体氨氮浓度满足地表水III类水体水质标准.