人工濕地在太湖富營養(yǎng)化入湖河水氮磷去除中的應用及其機理研究.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，大量未經(jīng)處理的生活污水、工業(yè)廢水和面源污染經(jīng)由河流等最終進入湖泊，造成嚴重的湖泊富營養(yǎng)化。應用人工濕地就地凈化入湖河流中氮、磷等污染物對控制湖泊水體污染、緩解湖泊富營養(yǎng)化具有重要的現(xiàn)實意義。 本論文依托“十五”國家863重大科技專項“太湖水污染控制與水體修復技術(shù)及工程示范項目”第三子課題《重污染水體底泥環(huán)保疏浚與生態(tài)重建技術(shù)》開展研究，在無錫市五里湖湖濱區(qū)構(gòu)建了12類型的人工濕地池，對植物、基質(zhì)及根

2、際區(qū)微生物在人工濕地凈化富營養(yǎng)化入湖河水中的脫氮除磷效果和過程機理進行了試驗研究和分析。 人工濕地對河水中TN的去除率最高達到81％，但對河水中TP的去除率最高僅為15％。 植物(蘆葦和香蒲)同化利用的氮和磷量僅占人工濕地對氮和磷去除總量的7.4％～7.9％和5.23％～5.77％?；|(zhì)(礫石)吸附的氮量僅占人工濕地對氮的去除總量的3.9％。 人工濕地的根際區(qū)微生物豐富且根際區(qū)效應明顯，其中根際區(qū)的異養(yǎng)細菌

3、總數(shù)達到106～10<'8>人/克(干土)，根際區(qū)根上硝酸細菌和亞硝酸細菌總數(shù)較基質(zhì)上的約高出1個數(shù)量級。不同的基質(zhì)材料其根際區(qū)微生物數(shù)量有一定差異，以爐渣和沸石為基質(zhì)的濕地池其根際區(qū)硝酸細菌和亞硝酸細菌總數(shù)是礫石為基質(zhì)的濕地池的1.5～3.0倍。 人工濕地池對氮的去除效果及其變化趨勢與根際區(qū)的硝酸細菌和亞硝酸細菌數(shù)量及其變化趨勢、濕地池的水溫和DO及其變化趨勢、植物根系的長短及其生物量之間呈良好的正相關(guān)性。這說明根際區(qū)中微生

4、物是濕地池的脫氮功能主體，但環(huán)境條件對根際區(qū)的微生物生態(tài)的結(jié)構(gòu)和功能有著重要影響。 在進水碳源相對不足(BOD<,5>：TN的平均值僅為1.2：1～1.4：1左右)的條件下，人工濕地池仍然獲得了良好的脫氮效果。這說明人工濕地和常規(guī)的廢水A/O工藝存在著不同的脫氮過程機制。植物殘體的腐解產(chǎn)物以及植物根的分泌物可能為濕地池的微生物反硝化補充了部分碳源。此外，植物吸收和基質(zhì)吸附等脫氮過程不受進水碳/氮的制約，也可能是其中的原因之一。

5、 基質(zhì)更新后，濕地池的TP去除率都有了較大幅度的提高且受季節(jié)變化的影響較小，這說明了基質(zhì)的吸附等是人工濕地除磷的主要作用機制。當基質(zhì)的磷吸附能力達到飽和之后，整個人工濕地系統(tǒng)去除磷的能力將大大降低，只有通過更新基質(zhì)和收割植物地上部分才能實現(xiàn)人工濕地的持續(xù)除磷。 雖然植物和基質(zhì)的直接脫氮除磷貢獻相當有限，但它們共同支撐和營造了一個高效脫氮除磷的根際區(qū)，植物和基質(zhì)對人工濕地脫氮除磷功能的間接影響顯著，其根際區(qū)微生物量及其