復合人工濕地生物脫氮途徑的研究.pdf

1、2015年國務院出臺《水十條》，明確指出到2020年，全國城市污水處理率達到95％，縣城污水處理率達到85%（“十三五”要求縣城達到90%；建制鎮(zhèn)達到70%），所有縣城和重點鎮(zhèn)具備污水收集處理能力；全國水環(huán)境質量得到階段性改善，污染嚴重水體較大幅度減少。而目前我國縣城污水處理率約為80%，建制鎮(zhèn)不到30%，村莊的污水處理率只有8%；全國116個主要湖泊處于富營養(yǎng)狀態(tài)的有90個；736座主要水庫處于富營養(yǎng)狀態(tài)的有259個。有研究顯示水華爆

2、發(fā)地往往處于污水收集處理不完善的城鎮(zhèn)和農村，在解決此類地區(qū)水環(huán)境問題時，要盡可能選擇投資省，工藝流程簡單、維護需求少、運行費用低的處理技術。本文以“豎向折流+側向潛流”復合型人工濕地污水廠為依托，分析污水廠污染物季節(jié)性變化規(guī)律，側向潛流濕地內部溶解氧與氮素污染物變化規(guī)律，利用高通量測序探索微生物菌群結構。由于重慶夏季長，春秋兩季短，故論文直接考慮用溫度劃分季節(jié)。首先分析整個研究期間的溫度變化規(guī)律，將月平均氣溫高于25℃的劃為夏季，月平均

3、氣溫介于15℃~25℃劃為溫季，月平均氣溫低于15℃的劃為冬季，以此展開對本污水廠污染物季節(jié)變化規(guī)律的研究。
　　本研究主要內容包括：①研究期間復合型人工濕地污水廠對污染物的去除效果良好，夏季出水水質優(yōu)于其他季節(jié)；夏季、溫季和冬季的pH值差異很小，均處于7.0～8.0之間；各季節(jié)側向潛流濕地都是污染物的主要去除單元，在污水流經側向潛流濕地后硝氮會出現(xiàn)了較為明顯的累積現(xiàn)象；污水廠出水SS和COD濃度值滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標

4、準》（GB18918-2002）的一級A標準，出水TN和氨氮濃度值滿足一級B標準，TP處理效果較差，出水僅滿足二級標準。②通過對側向潛流濕地DO和ORP值的分析，發(fā)現(xiàn)側向潛流濕地處于好氧、缺氧、厭氧交替狀態(tài)；以COD值代替BOD，分析側向潛流濕地內去除的COD與去除的TN比例，夏季約為1.91:1，溫季約為1.94:1，冬季約為2.12:1；與傳統(tǒng)硝化反硝化理論C/N的值2.86:1相比要低，推測本側向潛流濕地內可能發(fā)生了厭氧氨氧化反應

5、，并且夏季這種反應更為明顯。③高通量測序結果顯示本側向潛流濕地中優(yōu)勢菌種依次為 Anaerolineaceae（厭氧繩菌綱），Thiobacillus（硫桿菌），Nitrospira（硝化螺菌屬）、Comamonadaceae（從毛單胞菌科）， Xanthomonadales（黃單胞菌目）， Holophagaceae。其中Anaerolineaceae證明在產甲烷生物系統(tǒng)中，能降解碳水化合物和其他細胞材料；Thiobacillus、N

6、itrospira與生物脫氮有關；大部分Comamonadaceae能去除酚類、類固醇等污染物質。④所有基因序列與生物脫氮有關的占24%，優(yōu)勢菌種為Thiobacillus；此外還檢測出兩種厭氧氨氧化細菌，一個與Candidatus Anammoxoglobus propionicus同源性達100%，另一個與Candidatus Brocadia fulgida同源性達99%；并推測本側向潛流濕地中傳統(tǒng)生物脫氮細菌與厭氧氨氧化細菌存在