組合人工濕地脫氮微生物群落結構及脫氮機制研究.pdf

1、依托江蘇省省級污染防治專項《淮河入海水道南泓污染生態(tài)處理工程項目》，研究了以復合垂直流、表面流和潛流為基本單元的串聯(lián)組合人工濕地系統(tǒng)對污染河水的處理效率及主要脫氮微生物氨化菌、亞硝化菌、反硝化菌的時空分布特征，通過統(tǒng)計學分析手段，探討了組合人工濕地微生物作用下的脫氮機制，以期為人工濕地工藝優(yōu)化及脫氮效率提高提供依據(jù)。主要研究成果如下： 1.組合人工濕地的脫氮效率高，在系統(tǒng)進水總氮、氨氮、亞硝氮平均濃度分別為23.85mg/L、

2、16.57mg/L、6.35mg/L時，系統(tǒng)出水總氮、氨氮、亞硝氮濃度分別為5.21mg/L、3.04mg/L、1.45mg/L。構建的復合垂直流-表面流-潛流多級串聯(lián)組合人工濕地系統(tǒng)，尤其是系統(tǒng)中部表面流單元提升了水流溶氧條件，提高了系統(tǒng)脫氮效率。 2.組合人工濕地系統(tǒng)脫氮微生物空間分布特征：復合流下行池及表面流系統(tǒng)分布的脫氮微生物優(yōu)勢種為氨化菌和亞硝化菌，上行池和潛流系統(tǒng)分布的優(yōu)勢種為反硝化菌；系統(tǒng)的脫氮微生物垂直分布規(guī)律

3、為氨化菌和亞硝化菌上層(0-10cm)大于中下層(10-30cm)，反硝化菌數(shù)量中下層大于上層。 3.季節(jié)變化下的微生物分布特征：系統(tǒng)內各實驗研究對應點，氨化菌數(shù)量的年內變化規(guī)律為春季高于夏季和冬季，五月份達到年內最高；亞硝化菌的數(shù)量秋季高于夏冬兩季，十一月份達到年內最高；反硝化菌的數(shù)量為夏季大于冬季，八月份為年內最高。 4.水力負荷影響下的微生物分布特征：實驗室小試試驗系統(tǒng)，當水力負荷由0.3 m<'3>/m<'2

4、>·d、0.6 m<'3>/m<'2>·d、0.9 m<'3>/m<'2>·d增加到1.5m<'3>/m<'2>·d時，系統(tǒng)氨化細菌和亞硝化細菌數(shù)量達到最高，當水力負荷增加到2.0m<'3>/m<'2>·d，氨化細菌和亞硝化細菌數(shù)量下降；反硝化細菌數(shù)量在水力負荷為0.9m<'3>/m<'2>·d時最高。中試無植物濕地床系統(tǒng)冬季運行條件下，水力負荷0.9m<'3>/m<'2>·d時，微生物數(shù)量明顯高于水力負荷1.5m<'3>/m<'2>·

5、d。 5.植物影響下的微生物分布特征：植物對垂直流下行池及表面流系統(tǒng)中的亞硝化菌、反硝化菌分布數(shù)量影響顯著，而對垂直流上行池和潛流系統(tǒng)中的氨化菌、亞硝化菌分布數(shù)量影響顯著；組合人工濕地系統(tǒng)中，泌氧能力強的黃菖蒲、蘆葦、水生鳶尾等根際氨化菌、亞硝化菌數(shù)量大于麥冬草、水生燕尾、千屈菜及蔥蘭；表面流系統(tǒng)蘆葦根際脫氮微生物數(shù)量為串聯(lián)系統(tǒng)中最高。 6.組合人工濕地系統(tǒng)沿程脫氮微生物分布與脫氮效率的相關性：對于復合垂直流系統(tǒng)，總