潜流型人工湿地污水处理系统氮去除及氮转化细菌的研究_张甲耀

潜流型人工湿地污水处理系统氮去除及氮转化细菌的研究张甲耀夏盛林邱克明熊凯＊(武汉大学环境科学系,武汉430072)摘要潜流型人工湿地污水处理系统具有一定的氮净化能力,总氮(TN)去除率分别为49.34%(芦苇系统)、45.49%(茭白系统)、38.69%(无植物系统).湿地中氮转化细菌丰富,氨化细菌为106—107cfu/g(土壤),亚硝化菌为103—105MPN/g(土壤),硝化菌103—104MPN/g(土壤),反硝化细菌为104—106MPN/g(土壤).亚硝化菌数量有植物系统高于无植物系统,前部高于后部,硝化菌数量有植物系统高于无植物系统,中后部高于前部.关键词人工湿地;TN去除;氮转化细菌.Nitrogenremovalbyasubsurfaceflowconstructedwetlandswastewatertreatmentsystemandnitrogen-transformationbacteriaZHANGJiayao,XIAShenglin,QIUKeming,XIONGKai(DepartmentofEnvironmentScience,WuhanUniversi-ty,Wuhan430072)AbstractSubsurfaceflowconstructedwetlandswastewatertreatmentsystemhasthecapacityofnitrogenremovaltoacertaindegree.Itsrespectiveremovalrationsoftotalnitrogen(TN)were49.34%(Phrag-mitesaustralissystem),45.49%(Zizsnialatifoliasystem)and38.69%(unplantedsystem).Therewereabundantnitrogen-transformationbacteriainwetlands.106—107cfu/g(soil),103—105MPN/g(soil),103—104MPN/g(soil)and104—106MPN/g(soil),wereobtainedrespectivelyforammonifyingbacteriainplantedsystemandwerelargethanthoseoftheunplantedsystem.Itsamountwaslargerinthefrontpartofsystemthanthatofthebackpart.Theamountofnitratebacteriainplantedsystemwasalsolargerthanthatoftheunplantedsystem,butitsamountwaslargerinthemiddlepartofsystemthanthatofthefrontpart.Keywordsconstructedwetland,TNremoval,nitrogen-transformationbacteria.＊国家自然科学基金资助项目(39270136)人工湿地(Constructedwetland)是一种新型的废水处理工艺.它由人工基质和生长在其上的植物组成,形成一个独特的土壤-植物-微生物生态系统,用以净化污水.水线低于土壤表面称为潜流型.由于无机N可以使水体中藻类大量生长,高含N污水、排放水会造成富营养化污染,因此对N的去除是污水处理中的重要任务.人工湿地处理系统对N的去除作用包括基质的吸附、过滤、沉淀以及氨的挥发,植物的吸收和湿地中微生物作用下经硝化-反硝化作用下转化去除.微生物的硝化-反硝化作用在氮的去除中有重要作用[1,2],其基本条件是存在大量的氮转化细菌和湿地土壤适当的环境条件.在人工湿地中,植物根的放氧作用对根际、根区土壤产生很大的影响,因此这部分土壤比较特殊,其氧状态与其他土壤有较大区别.这部分土壤只占全部土壤的小部分,大部分土壤是根外土壤,它们决定了整个系统的状态.我们对人工湿地N的去除能力作了比较测定,同时就根外土壤N转化过程中的氨化细菌、亚硝化菌、硝化菌和反硝化细菌含量水平进行测定和比较研究,试图阐明人工湿地中这类细菌的消长变化规律和第19卷第3期1999年5月环境科学学报ACTASCIENTIAECIRCUMSTANTIAEVol.19,No.3May,1999DOI:10.13671/j.hjkxxb.1999.03.019氮去除潜力.1实验设计与方法1.1小型人工湿地污水处理系统3个潜流型人工湿地处理系统如图1.处理区长140cm,宽49cm,高50cm,坡度为2%,下部填充粒径3—5mm碎石,上部再铺厚10cm的细砂,其上栽种植物.按水面线计总体积为314L,