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随着城市进程的不断加快,城市河道水体污染日益加剧,因此,本文采用海绵铁和陶粒混合填料协同伊乐藻对西安市临潼区某河水进行净化处理,考察不同混合填料处理效果,并对填料性质和系统运行稳定后填料表面的微生物进行深入研究。本文通过对新鲜海绵铁和陶粒分别进行SEM表征、EDS能谱分析和XRD表征,以及填料挂膜后的SEM表征;采用BAF反应器对纯海绵铁填料、纯陶粒填料、海绵铁和陶粒不同质量比的混合填料以及空白对照组进行有机物和氮磷净化效果的试验;通过统计学方法对不同污染物进水浓度与去除率进行线性拟合;进行填料表面微生物16S rDNA基因的高变区测序,得出各反应器内微生物种类和微生物结构关系,以及丰富度和多样性。论文的主要结论有:(1)SEM表征、EDS能谱分析和XRD表征表明新鲜海绵铁填料表面粗糙且疏松多孔,具有海绵状的立体表面结构。组成元素主要有Fe、C和O,含量分别为58.79%、21.85%、19.36%,化合物组成有 Fe304、Fe2O3、Fe3C、Fe2C03。新鲜陶粒填料表面分布着形状各异的大小在0-8μm范围内的凸起粗糙表面,元素组成为:O、C、Si、Al、Ca、K、S、Mg、Fe、Na 和 C1 元素,含量分别为 51.35%、21.04%、10.45%、7.55%、6.83%、0.67%、0.65%、0.57%、0.54%、0.27%和 0.1%,化合物组成有 LiGaSi2O6、NaAlSi308、Cu(HSe03)2、LiNbMo06、SC(N2H3)2、Na4H4、SH6N4S 等。海绵铁和陶粒滤料均是较为理想的生物填料之选。(2)通过电镜图发现挂膜后各填料表面不同程度被形态各异的微生物包裹,其表面变得更为粗糙,且具有较多的孔隙。(3)混合填料对TN的净化效果较好,而不同混合比例对去除率的影响不大。纯海绵铁填料有板结现象,混合填料能阻碍其板结,但纯海绵铁对COD、TP、NH3-N和TN的净化效果均比较理想。(4)NH3-N净化效果最好的纯陶粒反应器内伊乐藻植株长势也最好。当气温低于10℃时,即便是选择较为耐寒的植物伊乐藻,也因为寒冷等原因植株相继死亡,因此在冬季气候寒冷的西北地区,主要是通过湿地中的生物膜降低污染物。(5)通过线性拟合发现海绵铁陶粒质量比为3:1的反应器内COD浓度与相应去除率之间(COD浓度在100-500mg/L时)和对照组TP浓度与去除率之间(TP浓度在8-32mg/L时)均有0.01水平的显著正相关关系;纯海绵铁反应器内COD浓度与其去除率之间、海绵铁陶粒质量比为1:1的反应器内COD浓度与其去除率之间和纯陶粒反应器TP浓度与其去除率之间均有0.05水平的显著正相关关系。(6)通过对填料表面微生物进行16S rDNA基因的高变区测序得出生物填料表面微生物门-属各水平微生物种类。如门水平所有反应器内优势种群均以变形菌门为主(分别占 35.74%、59.79%、53.02%、51.14%、83.20%和 69.33%),对照组、纯陶粒、海绵铁陶粒质量比为3:1和1:3的反应器内拟杆菌其次(分别占36.02%、22.15%、7.64%和20.50%),纯海绵铁和海绵铁陶粒质量比为1:1的反应器内厚壁菌门其次(分别占14.91%和45.46%),与原水比较经过培养驯化的反应器内变形菌门、放线菌均增加,拟杆菌门和其他菌门减少。observed_species指数和Shannon指数得出纯海绵铁反应器内物种的多样性和丰富度最高,其次是空白组,混合填料之间海绵铁和陶粒质量比为1:3的反应器多样性和丰富度最高,而物种组成的均匀程度相当,海绵铁和陶粒质量比为1:1和3:1反应器内的优势菌群占较高的比重,多样性低,而对照组和纯陶粒反应器内样本的物种多样性较高。