人工湿地作为一种生态污水土地处理技术

人工湿地作为一种生态污水土地处理技术,具有脱氮除磷效果好,投资运行费用低,维护管理简易,可以分散化和小型化建设等诸多优点,正日益成为我国农村生活污水处理的重要技术之一。

基质性质、进水条件及运行方式等对人工湿地微生物富集有显著影响。孔隙大且比表面积大的基质,有利于总细菌、氨化细菌、亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌的富集。进水碳氮比增加,反硝化细菌的数量不断增加：碳氮比从2增加至5时,反硝化细菌数量增幅最为明显。水力停留时间增大,总细菌、氨化细菌、亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌的数量随之增加。间歇流运行方式可提高湿地内总细菌、氨化细菌、业硝酸细菌和硝酸细菌的数量。亚硝酸细菌的数量沿湿地水流方向递减：反硝化细菌的数量在湿地中部和偏后部较高。人工湿地对TN的去除依靠植物吸收作用、基质吸附截留作用和微生物硝化/反硝化作用。其中微生物的硝化/反硝化作用去除的氮不低于湿地氮去除总量的77％,是氮去除的主要途径：植物直接吸收、存储去除的氮量低于湿地氮去除总量的16％；基质吸附截留去除的氮低于湿地氮去除总量的9％

补充植物碳源对人工湿地脱氮作用的影响

础上，采用垂直流水芹菜碎石床人工湿地单元模型，研究不同碳源补充位置和补充量对人工湿地脱氮作用的影响，并分析以植物秸秆作为外加碳源的人工湿地脱氮机理。主要研究的内容及结论如下：1.以植物秸秆作为人工湿地有机碳源原料，研究不同形态尺寸、单一和组合形式下有机物释放情况及其对出水水质的影响，并利用Olson指数衰减模型预测植物碳源的分解周期，根据高碳、低氮、长效性原则筛选出芦苇竿作为植物有机碳源。2.究补充芦苇竿作为有机碳源对人工湿地脱氮作用的影响，发现芦苇竿作为有机碳源能够显著提高人工湿地的脱氮效果，在试验进水条件下，脱氮效率由未补充的15％提高到补充后的81％。

3.研究芦苇竿补充于人工湿地不同位置时有机物的释放情况及其对人工湿地脱氮作用和出水水质的影响，综合分析发现，碳源补充在人工湿地表层时脱氮效果较好。

4.芦苇竿补充于人工湿地表层，研究不同补充量条件下芦苇竿的释放对人工湿地脱氮作用和出水水质的影响，综合分析得出适宜的碳源补充量为0.43～0.91kg/m<'2>。

5.通过人工湿地沿程氮形态及溶氧等变化情况，分析补充植物碳源后人工湿地系统脱氮机理。

人工湿地是20世纪70年代才蓬勃必起的一种处理污水的方式”湿地基质中的土壤酶同生活着的礅生

一起推动着物质转化在上壤酶小．磷酸酶和脲酶在物质转化过稃叶I起着非常重要的作用磷酸酶能酶促有

磷化物的水解脲旃足线性酰胺的c—N健(非肚)的水斜酶3它们在人_[湿地净化污水过程中起到极其

要的作用虽然关于人工湿地净化污水的机制研究已经有不少报道，佩丰要集中于湿地植物的气体代谢、微物学、植物生理生态，水力动力学等方而．人工湿地土壤酶学^面的研究国内外尚币多见但现有研究已经现．在人工湿地净化污水的过程中，湿地基质起到了极其重要的作用本试验通过对人r湿地上壤tI，磷酸酶繇酶活性的测定及其与污水巾N、P、BOI)，及con去除率的相天性分析，研究利用酶活性作为评价净

和挑选合适湿地植物指标的可能件

本试验发现磷酸酶活性与TP、B0风投cOD的去除率都没有显著的捌关性，这也证明r磷的去除可能主

要是}|l基质束完成的，微生物和水牛植物H起一定的作用6

8脲酶滔性与TN的去除率具有较明显的lr相关

性，几乎达到极显著水平，但骣酶活性与BOD，及c01)的去除宰相关性也不太明显，这可能是目为在总污染物中含氮和含磷化合物的百分比相列较低造成的由r瞬酶的活性与土壤的微生物含量、有机物质含量、全氨和速效氮含量成正相关’，在研究中又发现脲酶的活性与人工湿地污水中l“的去除率具有较明显的正相萸性，所以认为可以把人工湿地根盥土壤中脲酶的括性作为人工湿地去除污水中含氟污染物效果的一个士要指标通过对它们根区土壤酶活性的测定，从而有町能建立起快速高技的衡量湿地去除效果的模式体系

人工湿地基质酶活性及污水净化机制研究

本文系统研究了温度、pH、土壤水饱和度、好氧、厌氧环境以及植物种类对湿地土壤脲酶、磷酸酶活性大小的影响，并借助人工湿地小试和中试试验，比较研究了不同月份、不同水力负荷、有无植物等因素对湿地脲酶、磷酸酶活性大小的影响，借助统计分析手段，分析了湿地脲酶、磷酸酶活性大小与污水中TN、TP、NO<,2>-N、NH<,3>-N、COD<,Mn>的去除率之间的相关性。具体研究结果如下：(1)不同温度、pH、土壤水饱和度、DO等对清安河湿地土壤中的脲酶、磷酸酶活性影响结果表明：不同温度下磷酸酶、脲酶活性从大到小为30℃>15℃>-5℃；酸碱度对脲酶的活性影响结果为pH=9>pH=7>pH=4，对磷酸酶的活性影响正好与此相反；土壤水饱和度对两种酶活性影响为50％>0>100％；好氧条件下湿地土壤中脲酶、磷酸酶活性普遍比厌氧条件下高。(2)不同植物根际土壤中磷酸酶活性大小表现为：芦苇>香蒲>美人蕉，脲酶活性大小则为：芦苇>美人蕉>香蒲。(3)通过对运行中的人工中试湿地中土壤酶的活性检测，发现采样月份、进水流量、采样深度对湿地酶活性产生较大影响。酶活性最高点出现在5月份，而最低点则在1月份；复合流湿地中的上层酶活性是其中下层酶的两倍多；进水流量在40m<'3>/h时的湿地脲酶、磷酸酶活性明显高于进水流量为75m<'3>/h时的。(4)通过对湿地中的土壤有机质、总氮、总磷的检测及相关分析，发现湿地土壤对污水中的有机质、总氮、总磷有很好的吸附累积作用，且与酶活性相关性较高。(5)通过相关分析得出：湿地土壤中脲酶、磷酸酶活性与污水及湿地土壤中的TP、TN、COD<,Mn>、NO<,2>-N、NH<,3>-N和有机质均表现出较好的相关性(r>0.754，P<0.05)；其中脲酶与氮污染物的相关性以及磷酸酶与TP的相关性高于两种酶与其它污染因子的相关性。主成份分析及聚类分析与相关分析结果一致，进一步证明了对两种酶的生物诱导效应。

人工湿地基质中土壤酶空间分布及其与水质净化效果之间的相关性

中的磷酸酶、脲酶和蛋

白酶活性，以及同期湿地的污水净化效果，为研究

利用酶活性强度作为评价净化效果提供了理论依

据! 研究发现湿地基质磷酸酶的活性与污水中"#

以及$%&’(

、)%&*