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仿生植物在对重污染水体氮素去除中的应用

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天津武清
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作者周晓红 著

出版社化学工业出版社

ISBN9787122312433

出版时间2018-04

装帧平装

开本16开

定价48元

货号25273088

上书时间2024-11-20

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品相描述：全新
商品描述
前言
近几十年来，随着我国经济的快速发展，城市规模的不断扩增，城市河道污染问题日益严重。黑臭的河水不仅使城市风光黯然，而且直接威胁到城市居民的身心健康，制约城市的可持续发展。尽管各地为改善城市河道水环境采取了多项措施，现状依然严峻。而且，随着城市化进程的加剧，城市污水排放量将不可避免地呈现上升趋势，城市河道生态环境压力巨大。由于城市河道多渠道化，水流不畅、污泥淤积，导致河道自净功能严重退化，因此，寻求高效、安全、易行的城市污染河道水质净化技术，恢复退化的河流生态系统刻不容缓。其中，生物-生态修复技术由于具有安全性、经济性、实用性、系统性等诸多优点成为河流污染治理的主要技术手段，特别是对于受到严重污染的“荒漠化”河道，生物-生态修复已经成为许多城市河道水环境治理的关键技术。其中，仿生植物作为一种新的生态修复技术，弥补了传统的生物-生态修复技术在水污染治理中的瓶颈，为严重污染的城市河道生态修复提供了新的技术手段。仿生植物，又称为“人工水草”或“生态填料”，即模仿天然水草形态及水生植物在水质净化中的主要功能，将自然水体中的生物膜技术与传统污水处理的填料技术结合起来，通过各种纤维加工形成新型水处理材料，在严重污染的“荒漠化”河道中构建“水下森林”，为污染水体中土著微生物提供适宜的栖息场所，促使微生物聚集、生长、繁殖、代谢，从而降解污染物，达到水质净化的目的。其具有以下方面的优势：具有巨大的比表面积，可为多种生物提供栖息附着场所；不受季节影响，可避免水生植物季相交替所造成的水质动荡变化；不受水体污染程度的制约，可避免水生植物在透明度低、溶解氧低以及污染物浓度高的水体中生长不良、根系短小的现状；可重复使用。基于以上特点，仿生植物自问世以来，迅速得到了广泛的研究和实际应用。基于此，本书以仿生植物为研究对象，在镇江市古运河流域开展了一系列的野外原位挂膜试验以及室内模拟试验，旨在探讨仿生植物附着生物膜在污染水体中的生长特性，阐明仿生植物附着生物膜对污染河流氮素降解的效果及机理，同时揭示环境因子对仿生植物附着生物膜脱氮效能的影响，终有望为利用仿生植物附着生物膜修复城市污染河道水质提供技术指导和理论依据。本书是作者近几年针对仿生植物开展的系列研究过程中所获得的手资料的汇总与集成。本书中涉及的相关研究项目受以下基金的资助，包括：国家自然科学基金（51109097），江苏省基础研究计划（自然科学基金）面上研究项目（BK2011520）以及中国博士后科学基金（20100481095）。此外，江苏大学专著出版基金以及江苏省水利科技项目（2016050）共同资助了本书的出版，在此表示衷心的感谢。江苏大学张珂、王晓娟、刘彪、李义敏、张金萍以及王旻等同学直接参与了本书所涉及的相关试验研究工作，并为本书中的样品采集、试验分析、数据整理等作出了大量的努力；此外，相关课题完成以及本书写作过程中，得到了陈志刚、解清杰、储金宇、肖思思、许小红等同志的大力支持与帮助，在此表示衷心的感谢！本书基础数据来源于“仿生植物对污染河道净化技术及机理”课题，在该课题研究及课题验收等过程中，得到了王国祥、杨柳燕、郭文禄、曹琴、顾维等专家的指导；在课题研究及其成果推广过程中，得到了江苏同盛环保技术有限公司的大力支持，在此表示衷心的感谢！由于作者水平有限，书中难免有错误或不妥之处，恳请各位专家及读者不吝赐教。作者2018年3月

导语摘要
《仿生植物在对重污染水体氮素去除中的应用》主要内容包括当前我国水污染现状及其特征以及仿生植物在污水处理中的应用情况、仿生植物附着生物膜氮素含量分析、仿生植物附着微生物膜对水质净化效果的研究、不同季节条件下仿生植物附着生物膜氨氮降解效能的影响、不同水深条件下仿生植物附着生物膜氨氮降解效能的影响、环境因子对仿生植物附着生物膜对氨氮降解效能的影响、仿生植物对水体污染物净化机制分析、仿生植物材料选择与管理维护技术、仿生植物应用到水质净化技术中的综合效益评价。本书可供从事污水处理的科研人员阅读，还可供政府机构工作人员参考。

作者简介
周晓红，江苏大学环境学院，副教授，周晓红，女，1981年2月生，博士，副教授，硕士生导师。2003年本科毕业于陕西师范大学地理科学专业；2006年硕士毕业于陕西师范大学环境科学专业；2009年博士毕业于南京师范大学环境地理学专业；2014年博士后出站于江苏大学农业工程研究院；2014-2015年在美国University of Florida做访问学者；2009年至今在江苏大学环境与安全工程学院任职；2011年评为硕士生导师；2012年晋升为副教授，2012年入选江苏大学首批“青年骨干教师培养工程”培养对象.主持国家自然科学基金；江苏省自然科学基金；中国博士后科学基金和第五批博士后特别资助；江苏省高校自然科学基金面上项目共5项，且均已完成。主要的研究领域和研究兴趣为：水环境生态修复与生态工程：退化湿地/湖泊/河流生态系统的生态修复技术及其机理；退化生态系统的生态修复工程；仿生植物对重污染河道的修复技术及机理；水生植物对污染水体中氮素物质循环的影响过程及其机理。

目录

第1章概述

1.1当前我国河道水污染现状及治理瓶颈1

1.2仿生植物应用于水质净化中的可行性和必要性分析3

1.3研究目标5

1.4研究内容5

1.5技术路线6

第2章研究区域及研究方法

2.1研究区域概述7

2.1.1研究区域自然环境介绍7

2.1.2镇江市古运河7

2.2仿生植物原材料选择及其辅助单元的制作8

2.2.1仿生植物原材料的选择8

2.2.2仿生植物的设计与制作9

2.2.3仿生植物布设的辅助单元9

2.3试验设计10

2.3.1仿生植物附着生物膜对水质净化效果的研究10

2.3.2仿生植物附着生物膜对污染水体氮素降解效能研究11

2.3.3挂膜季节及其水深对仿生植物附着生物膜对氨氮降解效能影响的试验设计13

2.3.4环境因子对仿生植物附着生物膜对氨氮降解效能影响的试验设计13

2.3.5仿生植物附着生物膜的净化机制研究试验设计14

2.4指标测定15

2.4.1水质理化指标测定方法15

2.4.2仿生植物附着生物膜的生物量测定15

2.4.3仿生植物附着生物膜硝化作用强度测定16

2.4.4仿生植物附着生物膜反硝化强度测定16

2.4.5仿生植物附着生物膜氮循环功能菌群分析17

2.5数据处理与统计18

第3章仿生植物附着生物膜对水质净化效果研究

3.1仿生植物对水体氨氮去除效果分析19

3.1.1不同材质仿生植物对水体氨氮去除效果分析19

3.1.2不同密度仿生植物对水体氨氮去除效果分析21

3.2仿生植物对水体总磷去除效果分析24

3.2.1不同材质仿生植物对水体总磷去除效果分析24

3.2.2不同密度仿生植物对水体总磷去除效果分析26

3.3仿生植物对水体COD去除效果分析28

3.3.1不同材质仿生植物对水体COD去除效果分析28

3.3.2不同密度仿生植物对水体COD去除效果分析30

3.4小结33

第4章仿生植物附着生物膜对氮素的降解效能分析

4.1仿生植物在古运河河口附着生物膜对氮素的降解效能分析34

4.1.1古运河河口水环境质量分析34

4.1.2古运河河口水体中仿生植物附着生物膜氮素含量分析37

4.1.3仿生植物在古运河河口附着生物膜对氮素的降解效能分析40

4.1.4本节小结49

4.2仿生植物在解放桥水体中附着生物膜对氮素的降解效能分析50

4.2.1解放桥水环境质量分析50

4.2.2解放桥水体中仿生植物附着生物膜氮素含量分析53

4.2.3仿生植物在解放桥附着生物膜对氮素的降解效能分析56

4.2.4本节小结65

4.3仿生植物在团结河水体中附着生物膜对氮素的降解效能分析66

4.3.1团结河水环境质量分析66

4.3.2团结河水体中仿生植物附着生物膜氮素含量分析68

4.3.3仿生植物在团结河附着生物膜对氮素的降解效能分析72

4.3.4本节小结80

4.4仿生植物在玉带河水体中附着生物膜对氮素的降解效能分析81

4.4.1玉带河水环境质量分析81

4.4.2玉带河水体中仿生植物附着生物膜氮素含量分析84

4.4.3仿生植物在玉带河附着生物膜对氮素的降解效能分析87

4.4.4本节小结95

4.5古运河不同样点仿生植物附着生物膜对氮素的降解效能的对比分析96

第5章环境因子对仿生植物附着生物膜对氨氮降解效能的影响

5.1溶解氧含量对仿生植物附着生物膜对氨氮降解效能的影响101

5.1.1溶解氧对仿生植物附着生物膜对氨氮去除效果的影响101

5.1.2溶解氧对仿生植物附着生物膜处理系统中硝态氮的积累动态影响104

5.1.3溶解氧对仿生植物附着生物膜的硝化作用强度的影响106

5.2pH对仿生植物附着生物膜对氨氮降解效能的影响108

5.2.1pH对仿生植物附着生物膜对氨氮去除效果的影响109

5.2.2pH对仿生植物附着生物膜处理系统中硝态氮的积累动态影响112

5.2.3pH对仿生植物附着生物膜的硝化作用强度的影响114

5.3氨氮浓度对仿生植物附着生物膜对氨氮降解效能的影响116

5.3.1氨氮初始浓度对仿生植物附着生物膜对氨氮去除效果的影响116

5.3.2氨氮浓度对仿生植物附着生物膜处理系统中硝态氮的积累动态影响120

5.3.3氨氮浓度对仿生植物附着生物膜的硝化作用强度的影响122

5.4本章小结124

第6章仿生植物附着生物膜的特性研究

6.1仿生植物附着生物膜生物量的动态变化分析125

6.1.1以立体弹性填料为原材料的仿生植物附着生物膜生物量动态变化126

6.1.2以组合填料为原材料的仿生植物附着生物膜生物量动态变化128

6.1.3以半软性填料为原材料的仿生植物附着生物膜生物量动态变化131

6.1.4以悬浮填料为原材料的仿生植物附着生物膜生物量动态变化134

6.1.5不同原材料的仿生植物附着生物膜生物量的对比分析136

6.2仿生植物附着生物膜的硝化作用强度动态变化分析139

6.2.1以立体弹性填料为原材料的仿生植物附着生物膜硝化作用强度分析139

6.2.2以组合填料为原材料的仿生植物附着生物膜硝化作用强度的动态变化141

6.2.3以半软性填料为原材料的仿生植物附着生物膜硝化作用强度动态变化143

6.2.4以悬浮填料为原材料的仿生植物附着生物膜硝化作用强度动态变化145

6.2.5不同原材料的仿生植物附着生物膜硝化作用强度的对比分析147

6.3仿生植物附着生物膜的反硝化作用强度动态变化分析149

6.3.1以立体弹性填料为原材料的仿生植物附着生物膜反硝化作用强度分析149

6.3.2以组合填料为原材料的仿生植物附着生物膜反硝化作用强度的动态变化151

6.3.3以半软性填料为原材料的仿生植物附着生物膜反硝化作用强度的动态变化153

6.3.4以悬浮填料为原材料的仿生植物附着生物膜反硝化作用强度的动态变化156

6.3.5不同原材料的仿生植物附着生物膜反硝化作用强度的对比分析158

6.4仿生植物附着生物膜的氮循环细菌数量分析159

6.4.1仿生植物附着生物膜的氨化细菌变化特征159

6.4.2仿生植物附着生物膜的硝化细菌的变化161

6.4.3仿生植物附着生物膜的反硝化细菌的变化163

6.5仿生植物附着生物膜差异的影响因素分析164

6.6仿生植物附着生物膜对水体净化机制分析167

6.7本章小结168

第7章仿生植物的管理与维护

7.1仿生植物原材质的选择169

7.2仿生植物辅助单元的制作169

7.3仿生植物的管理维护170

第8章结论与展望

8.1结论171

8.2展望171

参考文献


 



内容摘要
《仿生植物在对重污染水体氮素去除中的应用》主要内容包括当前我国水污染现状及其特征以及仿生植物在污水处理中的应用情况、仿生植物附着生物膜氮素含量分析、仿生植物附着微生物膜对水质净化效果的研究、不同季节条件下仿生植物附着生物膜氨氮降解效能的影响、不同水深条件下仿生植物附着生物膜氨氮降解效能的影响、环境因子对仿生植物附着生物膜对氨氮降解效能的影响、仿生植物对水体污染物净化机制分析、仿生植物材料选择与管理维护技术、仿生植物应用到水质净化技术中的综合效益评价。本书可供从事污水处理的科研人员阅读，还可供政府机构工作人员参考。

主编推荐
周晓红，江苏大学环境学院，副教授，周晓红，女，1981年2月生，博士，副教授，硕士生导师。2003年本科毕业于陕西师范大学地理科学专业；2006年硕士毕业于陕西师范大学环境科学专业；2009年博士毕业于南京师范大学环境地理学专业；2014年博士后出站于江苏大学农业工程研究院；2014-2015年在美国University of Florida做访问学者；2009年至今在江苏大学环境与安全工程学院任职；2011年评为硕士生导师；2012年晋升为副教授，2012年入选江苏大学首批“青年骨干教师培养工程”培养对象.主持国家自然科学基金；江苏省自然科学基金；中国博士后科学基金和第五批博士后特别资助；江苏省高校自然科学基金面上项目共5项，且均已完成。主要的研究领域和研究兴趣为：水环境生态修复与生态工程：退化湿地/湖泊/河流生态系统的生态修复技术及其机理；退化生态系统的生态修复工程；仿生植物对重污染河道的修复技术及机理；水生植物对污染水体中氮素物质循环的影响过程及其机理。

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