多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究（精选7篇）
多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究 第1篇
多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究
将多层次、多物种配置的`植物床的生活污水处理效果与传统植物配置方式的污水处理效果进行了比较,研究了多层次、多植物种配置在人工湿地系统中污水处理的有效性和可行性.研究中,对CODCr、BOD5、TP、TN和NH3-N的去除率,传统植物配置的植物床分别达到了69.0%、71.6%、78.5%、33.6%和36.7%,多层次配置的植物床分别达到了65.7%、64.6%、84.5%、20.2%和18.3%.结果表明,多层次、多植物配置的植物床能有效去除污水中的污染物.另外,在人工湿地中进行多层次、多物种配置时,有必要结合植物筛选工作,以确保配置更有效.
作 者：刘春常 夏汉平简曙光 任海 张倩媚 张太平陆少鸣 LIU Chunchang XIA Hanping JIAN Shuguang REN Hai ZHANG Qianmei ZHANG Taiping LU Shaoming 作者单位：刘春常,夏汉平,简曙光,任海,张倩媚,LIU Chunchang,XIA Hanping,JIAN Shuguang,REN Hai,ZHANG Qianmei(中国科学院华南植物园,广东,广州,510650)
张太平,陆少鸣,ZHANG Taiping,LU Shaoming(华南理工大学,广东,广州,510640)
刊 名：生态环境 ISTIC PKU英文刊名：ECOLOGY AND ENVIRONMENT年，卷(期)：15(2)分类号：X703关键词：人工湿地 污水处理 植物配置
人工湿地处理生活污水研究 第2篇
与传统的污水处理技术相比较,人工湿地污水处理技术具有投资少、能耗低、操作维护简单、具有景观价值等优势。然而,我国人工湿地技术研究还处在初级阶段,污水处理技术还存在诸多问题有待进一步深入研究,如污染物去除机理的研究、去除效果的改善和运行管理、植物在人工湿地中的生长及净化效果以及人工湿地基质的选择等。本研究针对人工湿地自身特点,研究其生活污水中有机物、BOD、氮素、磷素等的去除机理,并通过人工湿地基质种类和植物的不同来探索提高复合人工湿地对污染物的去除效果,进而推广该类型湿地的应用,具有重要的现实意义。
1 实验材料与方法
1. 1 湿地装置
人工湿地试验装置分为2 套,一套为全湿人工湿地,另一套为半湿人工湿地。全湿人工湿地采用防渗板作为材料,长180 cm,宽40 cm,高40 cm,等分为六格,每格用隔板隔开( 图1) 。在装置底部填充直径为3 ~ 5 cm的改良人工基质,中部放基质包,上部再填充直径为1 ~ 2 cm的改良人工基质( 图2) 。半湿人工湿地采用塑料袋作为基质包材料,塑料袋下部填充直径为1 ~ 2 cm的粘土和改良人工基质,上部填充改良人工基质,每隔30 cm放置一个基质包,共放置7 个。
1. 2 基质和植物的选择
基质是湿地的载体,当污水流经人工湿地时,基质通过一些物理和化学作用( 如吸收、吸附、过滤、离子交换、络合反应等) 去除污水中的污染物质。各种基质根据一定的粒径比例按照一定的顺序填充到湿地床中,在保证污染物高效降解和水流通畅的情况下应根据当地实际条件选用低廉、易得的填料作为基质。目前应用较多的有土壤填料、卵石填料、塑料填料、炉渣填料、陶瓷填料、活性炭填料、自然岩石与矿物材料等。各填料因其物理特性不同而具有不同特点,为了综合利用各填料的优势,湿地床通常由多种填料组成［3］。基质的选择主要是要孔隙度大、比表面积高。本研究采用改良人工基质,并用粘土、沙砾、煤灰渣等基质按一定比例做成基质包。
选取合适的植物对提高湿地的处理效果非常重要,人工湿地植物的选择主要遵循高耗肥水、季节搭配、生物多样性等原则。本研究根据待处理生活污水的水质情况、当地的气候和植物的特点,选取了美人蕉( Canna indica) 、杂交酸模( R. acetosa L. ) 和黑麦草( Lolium perenne) 三种植物。
1. 3 生活污水来源
实验用水为模拟的生活污水,即采用牛粪稀释( 约1∶10) 。牛粪取自贵阳市三联乳业公司。经过稀释后的牛粪的各指标的含量与生活污水的比较接近,因此,本研究采用经稀释后的牛粪水作为模拟的生活污水。
1. 4 污水浇灌与水样采集方法
湿地系统每2 天浇灌1 次,每次灌入污水约10 L。采样时间为每周1 次,具体方法为: 进水样直接采集模拟的生活污水,出水在出水口抽取( 注: 现场测定p H、EC指标) 。
1. 5 分析方法
p H、EC值: 用p H - EC - TDS - T测试笔进行测量; 浊度: 浊度仪测定( GB 13200—91) ; TP: 钼酸铵分光光度法( GB 11893—89) ; NH3- N: 钠氏试剂光度法( GB 7479—87) ; COD: 重铬酸盐法( GB 11914—89) ; SS: 重量法( GB 11901—89) 。
2 结果与分析
通过对复合人工湿地系统的进出口水质进行监测,分别从其对p H的调节,电导率( EC) 和浊度的改善,TP、NH3- N、COD等的削减,来评价整个湿地系统的净化效果和处理效率。
2. 1 高效人工湿地对p H的调节作用
p H测量是一种相对测量。水溶液的自然变化、化学变化和生产过程均与p H值的变化有关。p H值表征了水环境中物质的迁移转化、溶解沉淀等现象。因此,对p H进行测试,可以反映水环境变化的情况。从图3 可见,进水与出水p H值差异较小,最大变化幅度为0. 58 个单位,出水p H值总体维持在7 ~ 8 的范围内,说明该指标比较稳定。分析原因可能是: 全湿人工湿地系统存在较强的缓冲能力; 溶质的溶出及其物理、化学、生物反应过程都不足以导致p H发生剧烈波动。
图4 显示了半湿人工湿地对p H的调节作用,可以看出,出水的p H值相对比较稳定,基本上维持在7 ~ 8,说明半湿人工湿地系统存在一定的缓冲能力,系统对p H起到了一定的调节作用。
2. 2 高效人工湿地对电导率变化的影响研究
电导率是以数字表示溶液传导电流的能力。电导率的高低受水中无机酸、碱、盐或有机带电胶体等的影响,而水溶液的电导率取决于带电荷物质的性质和浓度以及溶液的温度和黏度等。电导率常用于间接推测水中带电荷物质的总浓度。所以,通过电导率可以推测水中带电荷物质的浓度。
研究发现,进水和出水的电导率差异很大( 详见图5) ,出水EC比进水平均提高了2 ~ 3 倍,说明出水中的带电荷物质的浓度较进水有所增加。在前期由于基质的溶解导致水体中总溶解盐含量增加,经过一段时间的调试,后期EC的差异较小,电荷达到一定值之后缓慢恢复到一个比较稳定的值。
图6 显示了半湿人工湿地对EC的调节作用,从图6 可以看出,出水的电导率平均提高了1 ~ 2倍。说明出水中的带电荷物质有所增加。前期半湿人工湿地对EC的调节作用欠佳,因为基质的溶解导致水体中总溶解盐含量增加,但随着系统运行并不断进行调试,出水中的带电荷物质在慢慢的降低,最后达到一个比较稳定的值。
2. 3 高效人工湿地对浊度的改善能力
浊度是水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关,而且与它们的大小、形状及折射率有关。通过浊度可反映水中悬浮物的情况。从图7 可以看出,浊度的处理率最高可以达到95. 32% ,最低处理率为27. 30% ,总体水平维持在70% ~ 90% 之间。观察图7 发现,系统运行初期,对浊度的去除率较低,这可能与初始时段系统处于调试状态有关。但是随着基质- 植物- 微生物系统的作用不断增强,尤其是微生物的分解作用,使水的浊度有很大改善,说明出水悬浮物的含量较进水大幅度降低。
从图8 可以看出,半湿人工湿地对浊度有很大的改善,去除率可以达到90% 以上。该系统的调试时间比较长,经过调试,系统的调节作用不断增强,春季植物生长迅速,植物个体不断长大,以及微生物的种类和数量不断增多,基质- 植物- 微生物系统的作用不断增强,尤其是微生物的分解作用,大大削减了污水中的悬浮物质,达到较好的改善作用。
2. 4 高效人工湿地对总磷的削减作用
磷是水体富营养化的主要原因之一。磷含量超过0. 1 mg /L时,将会导致水体中藻类迅速繁殖,诱发水体富营养化,进而引起水质恶化,对水生生态系统构成威胁。图9 是湿地稳定运行期间的TP去除情况。人工湿地运行初期由于基质的吸附作用,除磷效果极佳; 中期基质的吸附相对较少,湿地中的植物个体小,微生物种类、数量不多,所以通过生物同化作用去除废水中的磷的程度有限,导致中期除磷效果欠佳; 后期,植物高大,对磷的吸收作用增强,但随着TP含量的逐渐下降,去除率较前期有所下降,整个系统对TP的削减作用呈U型。
图10 为半湿人工湿地对TP的去除状况。尽管进水的TP浓度增加,从原先的平均13. 95 mg /L上升到56. 24 mg /L,但出水的TP含量下降至12 mg /L以下。在运行初期,由于基质的吸附作用,除磷效果极佳,可以达到90% 以上; 随着植物的生长和微生物的繁殖,利用基质- 植物- 微生物系统的作用,对废水中的无机磷进行吸收同化、过量积累以及物理化学作用,大大削减废水中的磷,达到净化的效果。
2. 5 高效人工湿地对氨氮的净化效果
在人工湿地系统中,植物根系的输氧作用,使得湿地床体内部出现连续的好氧、缺氧和厌氧状态,使硝化作用和反硝化作用可以在湿地系统中同时进行。参考图11 可以看出,系统在调试阶段对氨氮的处理效果欠佳,由于基质的影响导致前期氨氮有所增加。中后期,随着植物的生长,植物不断摄取、基质的吸附以及微生物的硝化- 反硝化作用,氨氮的处理效果在不断的增强。氨氮的处理率在60% 以上,最高可达89. 14% 。
图12 显示了半湿人工湿地对氨氮的净化效果,尽管进水浓度有很大差异,但系统对氨氮的净化效果较好,净化效果在79% ~ 99% 之间。系统经过很长一段调试期,在前期表现出良好的净化效果; 由于气候与温度等原因导致后期半湿人工湿地对氨氮的处理效果有所下降,但从总体上看,半湿人工湿地对氨氮的净化效果表现良好。
2. 6 高效人工湿地对化学需氧量的控制效果
在人工湿地系统中,污水中的不溶性有机物吸附在可沉降颗粒上,通过沉降作用或过滤从污水中截流下来,被微生物加以利用,而可溶性有机物则可通过土壤中的生物膜的吸附及微生物的代谢过程被去除［12］。图13 表明全湿人工湿地对COD有较好的控制效果,其去除率在75% 以上,且稳定性比较好。分析原因可能有: 植物根系加速了对碳的吸收,降低了水体环境中的碳水平; 植物的光合作用过程改善了小气候,特别是氧气的交换; 基质具有较大的比表面积和较高的孔隙度,因而具有较好的吸附功能。
半湿人工湿地对COD的控制效果欠佳,虽然可以达到88% ,但是最低只有34% ( 详见图14) 。分析这一现象的原因可能是经过一段调试期之后,植物开始迅速生长,微生物繁殖,在基质- 植物- 微生物的共同作用下,湿地对COD的控制效果良好,但在后期,由于气候、温度以及一些不确定因素导致半湿人工湿地对COD的控制作用下降。
2. 7 高效人工湿地对悬浮物的净化作用
悬浮物指在水中的不溶解物质,包括不溶于水的无机物、有机物及泥沙、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染的程度之一。悬浮物是造成水浑浊的主要原因。水体中的有机悬浮物沉积后易厌氧发酵,使水质恶化。
全湿人工湿地对悬浮物的去除率介于70% ~99. 23% 之间( 参见图15) ,说明处理效果较为理想。全湿人工湿地对悬浮物有较佳处理效果的原因有:微生物对悬浮物质的分解、降解和腐解等作用; 植物根系具有过滤、截留作用和基质的阻滞功能,可以防止悬浮物质进入水体。处理后的生活污水浑浊度降低,透明度提高,水质得到明显改善。
从图16 可以看出,半湿人工湿地对SS的净化效果良好,平均去除率在70% 以上,湿地中植物根系和饱和状态的基质,使固态悬浮物被根系和基质阻挡、截留、沉降和过滤而被分离去除。经过半湿人工湿地处理后水中SS大幅度降低,降低了污水的浑浊度,改善了水质。
3 结论
本研究以高效复合人工湿地对生活污水进行处理,通过对p H、EC、浊度、TP、NH3- N、COD、SS等指标的测定,综合评价整个湿地系统的对生活污水的净化效果,得出以下主要结论:
( 1) 高效人工湿地对生活污水中TP、NH3- N、COD和SS有较好的处理效果,TP的去除率为80% ,NH3- N的去除率在75% 左右,COD和SS的去除率都在70% 左右。
( 2) 高效人工湿地处理污水的效率受系统运行时间和季节等因素的影响,波动幅度在20% 左右,但总体表现出稳定的趋势。
( 3) 本研究采用改良人工基质和基质包作为人工湿地基质,避免了传统基质单一、氨氮去除率低等缺点,虽然在系统运行前期对系统有一定影响,但经系统调试后,对氨氮去除率可以达到75% 左右。
( 4) 本研究选用美人蕉、杂交酸模和黑麦草作为人工湿地植物,人工湿地可以一年四季运行,既延长了人工湿地的运行周期,又增加了人工湿地的污水净化效果,也增加了景观价值。
多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究 第3篇
摘要： 人工湿地作为一种新型生态污水处理系统，具有投资省、运行简便、出水水质好、运行效果稳定、可以美化环境等优点，除了用于处理生活污水和雨水外，还应用于工业、畜牧业、农业以及富营养化湖水等的处理。本文介绍了人工湿地运用于水处理方向的研究现状和进展，并针对未来人工湿地处理技术的研究提出几点建设性意见。
关键词：人工湿地；污水处理；微生物；研究现状
随着社会经济和城市化进程的发展，水污染已逐步成为全球性环境问题，并日趋严重。国家正逐步加强对这方面的重视，全国污水处理厂不断兴建，污水处理能力逐步提高，但这些污水厂主要集中在城市，广大农村地区由于人口众多且农村污水具有处理量低，间歇排放量少且分散，水质水量变化大，氮磷浓度高且含有大量的营养盐、细菌和病毒等特点[1]，这样处理农村污水带来了很大的困难。大多数农村生活污水基本上得不到处理就直接排放了，这进一步加剧了农村水环境的恶化。同时我国农村地区财政相对薄弱，若沿用城市先进的、处理效果好的集中式污水处理手段，则成本太高，而放任污水排放又会进一步加剧环境的恶化，基于上述考虑，实施低成本、有效的人工湿地处理技术对农村村落集镇的污水的处理十分必要。
1 人工湿地概况
人工湿地是在天然湿地的基础上发展起来的污水和雨水处理结构，是一种由人工施工、控制、运作的沼泽地。主要通过利用植物和微生物系统的多重作用起到对污水的净化效果 [2]。
人工湿地不仅能去除水体中的悬浮物、有机污染物、各种氮、磷等，而且能够有效地去除重金属、病原微生物和藻毒素等外源生物活性物质。人工湿地是一种正处于研究发展阶段的污水处理新技术，作为一种生态型的污水处理系统，具有投资省、运行简便、出水水质好、运行效果稳定等优点[3]。同时选择合适的挺水植物、沉水植物等还具有美化景观的作用。
2 人工湿地研究现状
2.1 国外研究进展
1972年，Kickuth提出 “根区法”（采用栽种芦苇的水平潜流湿地使有机物降解，硝化-反硝化作用去除N，沉淀去除P），从而掀起了一股湿地研究和应用热潮，标志着人工湿地污水处理技术受到业界广泛的关注[4]。
美国等地区自20世纪70年代开始对不同设计的人工湿地进行广泛地研究，其出水可作为集中式生活饮用水二级保护区、鱼类保护区及游泳区水质标准。
德国1974年第一个人工湿地建成，人工湿地处理技术在欧洲得到了广泛推广。1996年在维也纳举办的第四届国际研讨会，标志着人工湿地系统作为一个独特的新型的污水、废水处理技术正式进入水污染控制领域[5]。目前，在美国有600个左右湿地项目为市政、工业和农业污废水，其中400多个湿地用于处理煤矿废水，50多个湿地用于处理多种生物污泥，近40个湿地处理雨水，超过30处湿地系统应用于奶制品加工厂[6]。
2.2 国内研究进展
我国人工湿地系统研究比较晚，直到“七五”期间才开始研究，但主要都是机理性的研究，落后发达国家十几年，且应用上相对迟缓，应用实例较少。首例采用人工湿地处理污水的研究始于1987年，国家环保局华南研究所于1990年7月建立的白泥坑（深圳）人工湿地（处理量为3100t/d），被看作是污水湿地处理技术的第一次实践，运行效果良好，其对BOD去除率为90%，COD去除率为80.97%，SS去除率为93% [7]。此后我国对人工湿地处理污水的机制和规律进行了比较深入系统的研究，并在全国各地先后建立了许多人工湿地。近几年来，人工湿地技术在我国被广泛应用于农业面源污染控制、生活污水、工业废水、石油开采废水、养殖废水以及水体富营养化治理等领域。经过人工湿地系统处理后的出水水质可达到地面水水质标准，故其也适用于饮用水源和景观用水的保护。
3 人工湿地微生物的研究现状
通常所说的湿地微生物主要是指细菌、放线菌和真菌。有研究表明，在人工湿地系统中，以细菌数量为最多，其次为放线菌，最少的为真菌。目前，研究人工湿地微生物的学者众多，主要针各种人工湿地基质中微生物的种类、群落结构、活性和植物根系以及对病原微生物的去除和微生物空间分布特点以及影响其分布因素的探讨、人工湿地酶活性等的研究。
其研究方法包括传统的和现代的两种。研究湿地微生物多样性的传统方法主要是培养皿计数法，但这种方法只能培养环境中总微生物的1%～10%，其所获得的微生物丰富度远低于环境中微生物的丰富度。随着分子生物学技术在微生物方面应用的发展，各种新颖的分子生物学方法已成为研究人工濕地中各种微生物多样性的有效工具，当前用于分析湿地微生物群落结构特征的分子生物技术主要有荧光染色法、Biolog微平板分析、变性梯度凝胶电泳（DG-GE）、磷脂脂肪酸（PLFA）谱图、荧光原位杂交（FISH）技术等。
在人工湿地系统中，微生物除上述研究的各种细菌、放线菌、真菌，还包括在显微镜下才能观察到的各种浮游生物。湿地基质和植物根系的菌类微生物研究已比较多，然而对于湿地中浮游生物研究却相对较少，因目前浮游生物的研究主要是针对湖泊，河流等地表水体，对水平潜流人工湿地中浮游生物也有一定研究[8]，而对垂直流人工湿地中浮游生物的研究目前几乎没有。
4 结论及建议
相对于传统的污水处理技术而言，作为近年来新兴的一种新型污水处理技术，人工湿地不同于一般污水反应器，其基质、植物特性、环境pH值和溶解氧等诸多因素均会引起人工湿地对污染物处理效果的变化。
（1）湿地微生物是湿地的重要组成部分，目前对于人工湿地中基质和植物根际的微生物的研究较多，但对湿地中浮游生物的研究却相对较少，且对于浮游生物研究，主要集中在地表水体（湖、库等）浮游藻类，定性分析通常用25#浮游生物网进行采样。但在垂直流人工湿地是很难实现的，使得垂直流人工湿地在这方面的研究更少。目前，在我国大部分的水质评价只停留在理化指标的监测调查上，并没有将生物监测纳入其中。
（2）随着新农村建设的广泛深入，农村面源污染已成为我国最严峻的环境问题，通过高效低成本的人工湿地的试验工程的研究，并将其应用于农村50-1000人聚集区，处理量为10-500m3/d 的生活污水，从源头上解决农村生活污水的面源污染问题，同时将处理后的水用于景观回用水，更是对水资源的一种充分的利用，利用人工湿地种植的经济作物，构建优美景观，将乡镇污水处理与健康休闲、湿地植物资源化等有机结合，形成低成本治理、多效能产出的污水处理厂“净+美+用”机制 。
参考文献
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[7]于少鹏，王海霞，万忠娟，等.人工湿地污水处理技术及其在我国的发展的现状与前景.地理科学进展，2004，23（1）：22-29.
多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究 第4篇
关键词：人工湿地,植物,去除率,水处理
1 引言
人工湿地(Constructed Wetland)是利用自然湿地生态系统中物理、化学、生物的协同作用,通过人工设计建造的一种新型污水处理工艺。1953年德国的Max Planck研究所的Dr.Kathe Seidel在研究中发现芦苇能够去除污水中大量的有机和无机物质[1]。1972年德国学者Kickuth提出根区法(TheRoot-Zone-Method)理论[2],该理论的提出掀起了人工湿地研究与应用的“热潮”,标志着人工湿地作为一种独具特色的新型污水处理技术正式进入环保领域。与传统的污水二级生化处理工艺相比,人工湿地污水处理技术具有投资省、运行费用低、运转维护管理方便、能耗低、系统配置可塑性强和处理效果好等优点[3~4],在我国具有广泛的应用前景。
水生植物在人工湿地污水净化中起着十分重要的作用,一方面水生植物能吸收一部分营养物质,另一方面能够将氧气从植物上部输送到根部,在根区或根际形成一种好氧环境,这一环境能够刺激有机物质的分解和硝化细菌的生长,从而达到去除污水中的氮、磷等营养物质的目的[5]。大量研究表明:不同水生植物的污水净化能力是不同的[6~10]。植物的选择应该从以下几个方面着手:适地适种,耐污性强,净化能力强,根系发达,经济和观赏价值高、重视物种间的合理搭配[11],需要说明的是不同地区也有不同的植物种类,很有必要筛选出适合当地气候等条件的植物,为人工湿地建设提供一定的科学依据。
2 材料与方法
2.1 实验装置
植物的培养装置为38cm×28cm×14cm塑料箱,容积为14.9L。水质指标测定的实验仪器有:UV7500紫外及可见分光光度计(无锡科达仪器厂);pHS-3B型精密pH计(上海精密科学仪器有限公司);微波闭式CODCr/TN/TP消解仪(广东韶关科力实验仪器有限公司)。
2.2 植物的引种与栽培
引入凤眼莲、大薸、鸭跖草和黄花水龙等4种水生植物,引种时每种植物尽量控制在中等密度,植物的重量应该控制在相当的水平。每种植物分别栽种在两个塑料箱内,其中4个箱中注入污水,另4个箱中注入自来水,同时准备一个无植物的空白对照箱。
2.3 植物静态水培实验
将采集回来的水生植物移栽到塑料箱中,每天换水,刚开始注入的是污染浓度低的生活污水,随后逐渐增加污水的浓度,使植物能够适应环境。待植物生长状况良好后,开始进行实验,并每天跟踪检测。生活污水来自某管网排污口,实验时将植物称重,一次性实验注入污水量为10L,标记液面位置,每天用自来水及时补充蒸发的水分,进行对照实验,连续7d每隔24h取样测定水质指标,计算每天的累积去除率。
2.4 水质分析
水质指标的分析包括以下指标:CODCr、TN、TP、NH3-N、pH值。其水质指标的分析方法是:CODCr采用微波消解法;TN采用碱性过硫酸钾消解法;TP采用钼锑抗分光光度法;NH3-N采用钠氏试剂法[12]。
3 结果与分析
3.1 实验期间的天气情况及水质
3.1.1 实验期间的天气情况
开始进行污水跟踪检测当天的天气情况为:阴转小雨,气温7~10℃,东北风2~3级。以后每天的情况见表1。南宁位于北回归线南侧,属湿润的亚热带季风气候,阳光充足,雨量充沛,气候温和,年平均气温在21.6℃左右,极端最高气温40.4℃,极端最低气温-2.4℃。相对于平时的天气而言,做跟踪检测实验的这一周天气较为寒冷。
注:水温的测定均在早上9点左右。
3.1.2 实验期间的水质
跟踪试验期间,一次性进水的CODCr值为272.91mg/L,TN浓度为28.47mg/L,TP的浓度为7.89mg/L,NH3-N的浓度为20.82,pH值为5.58。
3.2 植物生物量的变化
4种植物的生物量变化见表2。由表2可以得出结论:(1)与实验之前的植物生物量相比较,只有大薸的生物量下降,其余植物的生物量都有不同程度的增加。其中鸭跖草的增长率最大,达到了13.01%。凤眼莲和黄花水龙的增长率分别为9.75%、8.65%。(2)用于实验的植物与对照相比较可以得出,用污水处理的植物较对照植物其生物量有一定的增加,说明湿生植物吸收了污水中的氮、磷等营养物质,将其转化成自身的一部分。
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3.3 植物对pH值的影响
随着时间的推移,实验箱内污水的pH值的变化情况见图1。在处理的前3d里,黄花水龙对pH值的提高最为明显,而在随后的几天里,4种植物都可以将污水的pH值提高到7.2左右。4种植物取平均停留时间为3d对于pH值的调节都是比较好的。
3.4 植物对CODCr的去除率
湿生植物与塑料箱可以看成是一种以植物根系为填料的生物反应器,在根系表面生长有生物膜,丰富的微生物可对有机物进行降解。4种植物对CODCr的去除情况见图2,从图中可以得到以下的规律:第1d黄花水龙的去除率最大(要说明的是,图中的去除率是每日植物的去除率减去每日空白对照后的植物净去除率,下同),到了第2d时,4种植物的去除率都达到了最大值,其中凤眼莲更是达到了22.43%。综合7d来的处理情况来看,4种植物对CODCr的去除能力为黄花水龙﹥凤眼莲﹥鸭跖草﹥大薸。
3.5 植物对TP的去除率
由图3可以看出,在处理的第3d时,4种植物的磷去除率均达到了最大值,分别为:52.07%、46.37%、41.85%、34.71%。值得一提的是,黄花水龙虽然在第3d的处理效果最差,但是随着时间的推移,却表现出了较好的去除效果。如果考虑采用停留时间较长的人工湿地处理系统时,黄花水龙应该是一种较佳的植物。去磷能力的大小为:凤眼莲﹥黄花水龙﹥大薸﹥鸭跖草。整个体系对磷的去除是通过植物的吸收和根系微生物的积累协同完成的。几种植物在处理的第3d都达到了最高的去除率,分析可能有以下2个原因:(1)受天气影响,水温在第3d以后就一直很低,这使得微生物体内的各种酶的催化效率降低,影响了酶促反应的速度,聚磷菌的聚磷作用受到了很大的抑制。(2)聚磷菌对磷的吸收和释放存在一个平衡,在第3d可能已经达到了吸收饱和,所以在接下来的几天里,对于磷的去除只能维持在一个相对稳定的水平。
3.6 植物对TN的去除率
植物对TN的去除效果见图4。从整个图来看,植物对氮的去除率是呈上升的趋势,虽然在第3、4d有小幅度的下滑。椐分析,系统对TN的去除主要是通过微生物的硝化和反硝化以及植物的吸收来实现的,其中硝化和反硝化细菌受温度和pH值的影响比较大,在酸性和中性的pH条件下硝化作用占主导[13],所以在第2d里去除率就有了很大程度的提高。而接下来的气温变低,不利于硝化,使得去除率有了明显的下降。
在处理的第2d里,4种植物表现出了较好的处理效果,但是处理的最佳时间出现在第5d,这与前面的CODCr和TP的最佳停留时间出现了较大的差别,因而在设计人工湿地时,应该要考虑到主要去除的污染指标是什么,然后根据实际情况,进行植物的选择与搭配,此后还要确定这些植物的最佳停留时间。停留时间应该是一个很重要的优化参数。综合这4种植物的去TN的情况,可以得到植物的去TN能力由大到小依次为:黄花水龙﹥凤眼莲﹥鸭跖草﹥大薸。
3.7 植物对NH3-N的去除率
植物对NH3-N的处理效果见图5。由图可以得到以下的规律:在处理的第1d,凤眼莲和黄花水龙的处理效果明显高于鸭舌草和大薸;在余下的4d内,4种植物的去除率都差不多维持在第1d的水平,第6d有了一个下滑,到了第7d时去除率都较第1d有了大幅度的提高。分析原因,由于第5d晚间下了小雨,稀释了体系中污染物的浓度,所以第6d的数据明显偏低。总的来说,外界条件对NH3-N的去除率影响不大。由此可见,处理的时间越长越有利于NH3-N的去除。4种植物的去NH3-N的能力为:黄花水龙﹥凤眼莲﹥大薸﹥鸭跖草。
4 结语
通过本文的研究可以得到以下的结论。
(1)植物对生活污水中的CODCr、TP、TN、NH3-N都有一定的去除效率,不同种类的植物去除效率有所不同。综合以上4种植物对各种污水指标的去除情况可知,黄花水龙和凤眼莲对污水的处理效果最好,而且停留时间越长,效果越明显。
(2)各种植物对单一污水指标的去除情况是有一定的差别,其中鸭跖草虽然综合的处理效果不佳,但是对TN却有较高的去除能力。因此,在利用人工湿地处理污水时,植物之间的合理搭配是很有必要的。
(3)随着停留时间的延长,植物的对各种指标的去除情况也有较大的变化。基本上都有相同的规律。对CODCr和TP的去除率在第3d已经达到了最大值,对TN和NH3-N的去除率而是随着时间的推移在增加。因而在实际处理中一方面要考虑污水主要去除的是什么指标,另一方面还要考虑植物对该指标去除的最佳停留时间。
人工湿地污水处理技术初探 第5篇
关键词：人工湿地：污水处理：性能改进引言：随着各国经济的高速发展，水资源被人类广泛利用，不仅应用于农业、工业和生活，还用于发电、水运、旅游和环境改造等。在广泛利用的同时出现不合理利用的现象，随之带来的水污染现象十分严重；人工湿地系统在处理水污染方面有重要作用，因此研究人工湿地污水处理技术在处理水污染方面具有重要的意义。
1人工湿地污水处理技术概述
1.1人工湿地的含义。湿地对气候和水分有很好的调节作用，在实际应用中，人们可以通过模仿湿地的组成、构造和环境的方式来达到对当地的气候和水分调节的目的。人工湿地的定义是：人们为达到湿地对气候和水分的调节作用，在人工筑造而成的水池或者沟槽里种植—定比例的水生植物，系统中各组成成分通过相互之间的物理、生物和化学作用来处理污染水资源中的危害物质，这是一个可以控制的工程化湿地系统。
1.2人工湿地污水处理技术的含义。人工湿地实质是一个复杂的、综合的生态系统，人工湿地污水处理技术主要是人们在实际生产和生活中，为了对气候和水分有一个很好的保护作用，同时对生活和生产过程中产生水污染进行处理而采取的一种技术手段。
2.人工湿地污水处理技术研究现状
2.1人工湿地污水处理技术的国外研究现状。最早发现了芦荟可以去除水资源中有机和无机污染物的实验室由德国的MaxPlank研究所在1953年进行，该实验也是世界首例人工湿地处理污水的实验。这个实验在世界各地引起了大家对人工湿地在处理水污染方面的思考，在此之后，关于人工湿地的应用研究如雨后春笋，其中最有代表性质的有：丹麦先后建立了30多个人工湿地污水处理厂进行人工湿地的研究。
2.2人工湿地污水处理技术的国内研究现状。我国对人工湿地的研究起步较晚，首例对人工湿地的研究可以追溯到1987年天津市环境保护研究所进行的实验。随后我国在人工湿地技术方面的研究如火如荼，90年代在深圳建了白泥坑人工湿地示范工程，20世纪末应用污水新处理技术的成都活水公园也应运而生。
2.3人工湿地污水处理技术的发展趋势。人工湿地系统不仅可以对当地的水分和气候進行调节，还能对污染物质进行处理，同时还具有美观等美学价值，因此发展前景十分广阔。主要表现在以下方面：第一，结合计算机信息化技术，通过计算机软件模拟对人工湿地系统的不同组成类型进行研究，不仅省时省力，而且可以找到提高人工湿地去污能力最强的系统组合；第二，统计不同地区不同行业的工业污水的使用数据，结合当下的大数据技术，构造数据库来更好的进行人工湿地的研究、应用。
3人工湿地污水处理技术
3.1人工湿地污水处理技术的处理机理。从德国M ax Plank研究所进行的世界首例人工湿地处理污水的实验开始，到现在人工湿地技术的广泛研究和应用，人们在研究和应用的过程中，对人工湿地的处理机理有了基本认识：在人工筑造而成人工湿地系统中，利用系统中基质一水生植物一微生物的物理、化学、生物的三重协同作用，对污染的水资源进行吸附、离子交换、沉淀、分解等，以此实现去除污水资源中的危害物质。
3.2人工湿地污水处理系统的基本类型。人们通常把人工湿地污水处理系统分为水平潜流湿地、垂直流湿地和表面流湿地三种主要类型，该分类方法的依据是不同人工湿地系统的水体流态和工程构建的不同，其中，水平潜流湿地和垂直潜流湿地的系统控制要求相对复杂，系统构建的要求相对较高，水力负荷比较大，但是去污的效果比较好：而表面流湿地的系统控制简单，水力负荷也比较低，但是去污能力相对前两者较低。
3.3人工湿地污水处理技术的优势和不足。一般传统污水处理方式耗时、耗力、效果不理想，通过对比人工湿地污水处理技术与传统污水处理手段，可以发现人工湿地技术具有明显的优势，比如投入的资源较少、成本相对较低：污水的处理系统可以根据不同水污染的类型进行组建：效果也比较理想。但是人工湿地也存在不足，其中不足之处主要集中在以下方面：占地面积比较大、受气候条件影响较大、植物容易产生去污饱和现象。
4人工湿地污水处理系统的性能改进
4.1人工湿地污水处理系统的性能。人工湿地系统由植物、微生物、基质及动物组成，其中，湿地中的水生植物起到固定床体、提供较好的过滤作用：人为设计的具有—定厚度铺成的供植物生长、微生物附着的的基质，不仅能为植物、微生物的成长提供营养，而且具有过滤、沉淀、吸附等作用，能有效的把水体中的SS去除，系统中各组成成分在相互协同作用下达到处理污水效果。
4.2影响人工湿地净化能力的因素分析。影响人工湿地净化能力的因素主要有：当地的气候环境、湿地中植物的种类以及去污能力、湿地中动物种类、湿地中水流动力学特性、湿地中微生物类群及基质的组成，其中起主要作用的是湿地中植物的种类及其去污能力。
4.3人工湿地污水处理系统的性能改进。目前人们对人工湿地净化过程的了解多基于“黑箱”理论，而对于人工湿地在实际中的污水净化过程并不是很了解，从而导致人工湿地技术还未达到理想的效果，对于人工湿地污水处理系统的性能改进方面主要有以下方面：第一，深入了解人工湿地的工艺参数，在建造各地的人工湿地要根据各地要处理的污水的降解反应动力学的规律，设计最优的人工湿地；第二，统计不同地区的人工湿地去污能力的数据，结合当下的大数据技术，具体准确的掌握不同类型的人工湿地系统的去污能力，从而能更准确的选择合理的人工湿地系统的组成比例；第三，湿地系统中氧含量是影响湿地N和P净化效果的关键因素，为测出系统中氧含量的最佳值，可以结合计算机信息化技术，通过计算机软件模拟对人工湿地系统的不同的氧含量进行模拟，通过模拟实验找到系统中最佳的氧含量。
结语：人工湿地污水处理技术是现在和今后污水处理的一个热点技术，随着我们对其相关内容进行深入分析和研究、解决其不完善的地方，人工湿地必将会有更加广泛的应用前景。
多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究 第6篇
人工湿地作为一种典型的生态处理技术, 已被广泛应用于受污染水体的水质净化与恢复、面源污染控制、雨水处理与利用、污水处理等领域, 具有投资少、运行费用低、出水水质好、无二次污染等优点[1,2]。同时, 随着污水排放标准的不断提高, 如太湖流域2008 年1 月1 日后建设的城镇污水处理厂的排放标准需GB18918-2002 的一级B标准升级为一级A标准, 加强对污水厂尾水深度处理的研究具有重要意义。人工湿地被证明是尾水处理的一种经济有效的手段, 它不仅可以满足二级出水脱氮除磷的水质要求, 而且能大幅削减进入受纳水体的污染负荷, 并且在一定程度上保障受纳水体的水质需求[3,4,5]。本文主要研究不同水力负荷下垂直流人工湿地低碳高氮污水厂尾水的净化, 通过监测湿地系统对N、P及有机物的净化效果, 得出垂直流人工湿地针对污水处理厂尾水深度处理的最佳水力负荷, 以期为尾水深度处理提的工程实践提供科学依据及技术支撑。
1 实验和方法
1.1 实验装置与方法
湿地模拟系统为长方体 (1.5m x 0.8m×1m) , 实验装置由四组相同尺寸的垂直流人工湿地组成, 工艺流程为下行流。每组人工湿地池体从底部向上依次填充鹅卵石, 粒径50 ~ 80 mm, 厚度10cm;砾石, 粒径为20 ~ 40mm, 厚度30cm;砾石, 粒径为5—20mm、厚度25cm;粘土层, 厚度15cm。湿地植物选用芦苇, 取长势一致的带土芦苇移种到湿地中, 湿地植物按8 株/ m2的密度种植芦苇。
实验在2015 年3 月20 日一7 月10 日期间进行。 通过控制进水水量来设定不同水力负荷 (HLR) , 人工湿地面积为1.5×0.8m2, 设置四组湿地的水力负荷分别为0.25 m/d、0.5 m/d、0.75 m/d、1m/d, 因而4 组系统进水水量分别为0.3m3/d、0.6m3/d、0.9m3/d、1.2m3/d, 四组湿地系统的水力停留时间分别为4d、2d、1.33d、1d。为了实现湿地连续进出水, 进水端处建有一调节池, 规格为3×3×1m, 距离湿地表层0.5m高。系统稳定运行后, 在每个周期末采集水样, 系统出水水样直接由出水口采集, 进水水样在进水布水管附近采集。所采集水样密封保存运输至实验室, 并将其保存于0-4℃冰箱中, 于一天内进行COD、总氮、硝酸氮、TP等指标的测定。
1.2 进水水质
实验进水以我校污水处理厂的尾水为处理对象, 实验期间系统进水水质为:CODcr=30-60mg/L;TN=13-23mg/L; NH3-N=8-18mg/L; NO3-N=5-6mg/L;TP=0.5-1.5 mg/L。
1.3 分析项目与方法
1.3.1 总磷采用钼酸氨分光光度法
总氮采用过硫酸钾氧化- 紫外分光光度法; COD采用哈希COD测定仪;硝酸盐氮采用紫外分光光度法;亚硝酸盐氮采用N- (1-萘基) - 乙二胺光度法。
1.3.2 基质硝化强度的测定
取新鲜基质100g于250m L锥形瓶中, 加入50m L ( 25 mg/L ) 的NH4+培养液, 并用带孔棉塞塞住, 置于恒温摇床振荡三天 (25℃, 140 rpm/min) , 每隔24 h取15 m L水样过滤, 分析滤液中的NO3--N含量[6]。每次取水样后用培养液补足。基质硝化作用强度计算如下式:
式中:ω1为单位时间内单位质量基质产生的NO3--N, mg/ (kg·h) ;c1为初始溶液中NO3--N质量浓度, mg/ L;c2为24 h后溶液中NO3--N质量浓度, mg/ L;v1为培养液体积, L;v2为基质样品中水分体积, L;t为培养时间, h;m为样品质量, g;k为水分系数。
1.3.3 基质反硝化强度的测定
称取100g新鲜填料置于250 m L锥形瓶中, 加入50 mL (50mg/L) 含NO3-的培养液, 用橡皮塞密封, 20℃下置于培养箱中培养72h, 每隔24 小时取15 m L水样, 分析滤液中的NO3--N含量, 每次取样后将培养液补足[7]。 基质反硝化强度计算时如下:
式中, ω2为单位时间内单位质量基质消耗的NO3--N, mg/ (kg·h) ;其它字母含义同公式 (1) 。
2 实验结果与讨论
2.1 去除效果分析
(1) 对有机物的去除。人工湿地对有机物的去除主要通过微生物的吸附降解、植物吸收及填料吸附完成。系统正式运行后, 系统稳定运行后测得不同水力负荷下随着运行周期的变化COD的去除率如图1 所示。从图1 可知, 实验期间随着运行周期的向后推进, 系统对有机物去除率比较稳定。随着HLR的增加, 人工湿地对CODcr的平均去除率分别是46.3%、48.6%、48.2%、39.6%, 可见实验范围内HLR的变化对CODcr去除率的影响不大, 去除率总体较低, 可能是因为污水厂尾水的有机物浓度低且较难降解。当HLR不低于0.75m/d时, 去除率在46-49% 之间, 出水CODcr范围是15.9-31.8mg/L。
(2) 对TP的去除。人工湿地对磷的去除主要是通过植物吸收、微生物转化和填料的物理化学作用完成, 其中植物吸收和基质吸附发挥的作用更大一些[8]。从图2可知, 当HLR为0.5m/d和0.75m/d时, 人工湿地对TP的去除率较高, 平均去除率分别为54% 和50.1%。当HLR为0.25m/d和1m/d时, 人工湿地对TP的去除率低, 平均去除率分别为47.4% 和41.7%。水力负荷低时易造成湿地系统缺氧, 使微生物产生厌氧释磷现象, 而好氧过量吸磷受到一定影响, 因而影响TP的去除率。水力负荷过高时, 一方面污水流速大, 易将被吸附在填料或植物表面的磷冲出系统;另外, 水力负荷从0.25m/d上升至1m/d时, 湿地系统水力停留时间从4d下降至1d, 因此较短的水力停留时间影响了TP的去除率。从除磷效果来说, HLR在0.5-0.75m/d时除磷效果较好, 平均去除率在50% 以上, 出水TP范围为0.24-0.49mg/L。
(3) 对氮的去除。人工湿地主要是通过微生物的硝化和反硝化作用、湿地植物的吸收及湿地填料的吸附等作用除氮的, 其中微生物的硝化和反硝化作用是除氮主要途径[9]。湿地系统对TN和NO3-N的去除效果如图3 和图4 所示。由图3 可知, 随着运行周期的推进, 系统脱氮不稳定。HLR对TN去除效果的影响较大, 随着HLR的增加, 湿地系统对TN的平去除率逐渐下降, 平均去除率分别为62.2%、57.5%、52.6% 和44.2%, 可见水力负荷低有利于湿地脱氮。由图4 可知, 湿地系统有着较高的硝酸氮去除率, 四种负荷下最高、最低平均去除率分别为94.3% 和68.8%。湿地系统对TN的去除率远低于对NO3-N的去除率, 说明供试湿地内的氧环境有利于反硝化反应而不利于硝化反应的进行, 不同水力负荷导致的不同水力停留时间对硝化反应的程度也有一定的影响。当HLR湿地系统出水TN浓度在0.25-0.5m/d时, 出水TN浓度范围为4.9-9.5mg/L。
2.2 硝化强度和反硝化强度分析
硝化反应强度分析是将所取一定质量的基质加入硝化培养液并在恒温摇床上连续培养三天, 每天取一定体积培养液进行硝化反应强度测定;反硝化反应强度的分析将所取一定质量的基质加入反硝化培养液, 同时充入氮气密封并在恒温培养箱中连续培养三天, 每天取一定体积培养液进行反硝化反应强度测定。不同水力负荷下的测定结果取平均值, 见图5。四种HLR下的最高和最低硝化速率分别为0.161 和0.054mg/ (kg·h) , 最高和最低反硝化速率分别为3.01和1.42mg/ (kg·h) , 两种情况下对应的水力负荷分别为0.25m/d和1m/d。HLR为0.25m/d和0.5m/d时, 均保持较高的硝化和反硝化速率。随着水力负荷进一步增加, 硝化速率显著降低, 反硝化速率逐渐降低。系统的反硝化速率明显较硝化速率高, 最高和最低速率分别相差17.7 倍和25.20 倍, 进一步说明了该系统具有较好的反硝化环境, 对硝态氮具有较高去除效果。
3 结论
(1) 四种水力负荷下垂直流人工湿地系统对尾水N、P有较好的净化效果, 对COD去除率较低, 出水水质均达到污水处理厂一级A标准。
(2) HLR在0.5-0.75m/d时除磷效果较好, 平均去除率范围为50.1%-54%, 出水TP为0.24-0.49mg/L;水力负荷在0.75m/d以内时, TN平均去除率在52.6%-62.2% 之间, 出水TN浓度范围为4.9-9.5mg/L;COD去除率受水力负荷的影响程度相对较小, 平均去除率在45% 左右;TN和TP去除率随着水力负荷的增加而下降。综合考虑水力负荷对氮、磷及有机物去除率, 供试湿地系统最佳水力负荷是0.5-0.75m/d。
(3) 湿地系统对TN的去除率远低于对NO3-N的去除率, 系统的反硝化速率明显较硝化速率高, 最高和最低速率分别相差17.7倍和25.20 倍, 说明了系统具有较好的反硝化环境, 对硝态氮具有较高去除效果。
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多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究 第7篇
人工湿地是由人工基质和生长在其上的植物组成, 形成一个独特的基质植物微生物生态系统, 将微生物和植物的净化能力结合在一起, 成为一个高效的净化系统, 它在保护生态环境和节约能源及投资方面具有传统二级生化处理技术难以比拟的优点, 作为一项低投资、低能耗、低运行费、高生态环境效益的治理工程技术, 它越来越多地受到社会的关注和欢迎。本文通过对人工湿地基质微生物类群数目进行了研究, 为进一步深入研究人工湿地净化污水的机制提供了可能。
1 材料和方法
1.1 人工湿地概况
红树林人工湿地污水处理系统位于学校生物园, 湿地池容积为3m3m0.6m (长宽高) 。基质为石头, 上层石头的直径为2cm, 下层石头的直径为1cm, 厚度皆为30cm。此人工湿地为潜流型人工湿地, 尚未进行污水处理。
1.2 样品采集
采用五点采样法, 分别在人工湿地的4个角以及其中心位置采样, 深度为15cm, 每个样点取5个大小相近的小石头, 共25个。装入无菌塑料瓶中, 立即带回实验室, 在无菌条件下加入50ml无菌水, 在摇床上摇匀, 制备悬液。
1.3 微生物计数
所有微生物均采用28℃恒温培养。
1.3.1 细菌数量测定
利用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基进行培养, 取稀释度为10-5的悬液接种, 2次重复, 每一平板滴加0.05ml悬液, 培养2d~3d。
1.3.2 真菌数量测定
采用马丁氏培养基平板表面涂布法, 取原液接种, 2次重复, 每一平板滴加0.1ml悬液, 培养5d。
1.3.3 放线菌数量测定
采用改良高氏1号合成培养基平板表面涂布法, 倒平板时在无菌条件下每300ml培养基加另外灭菌的3%重铬酸钾溶液0.5ml。取原液接种, 2次重复, 每一平板滴加0.05ml悬液, 培养5d。
1.3.4 硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌数量测定
悬液配置成5个梯度, 分别为103、104、105、106、107, 3次重复, 每一试管接种1ml悬液。培养7d。采用MPN法, 进行显色测定。测定方法如下:
硝化细菌:先用格利斯试剂测定, 若不呈红色, 再用二苯胺试剂测试;若呈蓝色, 表明有硝化作用。
亚硝化细菌:用格利斯试剂测定, 若有亚硝酸存在呈红色, 证明有亚硝化作用。
反硝化细菌:用格利斯试剂及奈氏试剂测定有无亚硝酸和氨存在, 若其中之一或二者均呈正反应, 均表示有反硝化作用。若格利斯试剂为负反应, 再用二苯胺测试, 亦为负反应时, 表示有较强的反硝化作用。
2 结论
2.1 树植物中三大菌群的数量特征
试验条件下, 处理污水前的人工湿地中红树植物基质中微生物三大种类构成为细菌、放线菌、真菌。细菌是土壤微生物中数量最多的一个类群。他们共同协作构成互利共生的系统, 发挥整体作用净化污水。
从表1可以看出, 细菌在数量上占绝对优势, 桐花、海桑、木榄人工湿地污水处理系统细菌数量分别为2.05108cfu/g (基质) 、2.63108cfu/g (基质) 、2.06108cfu/g (基质) ;放线菌数量分别为9.30102cfu/g (基质) 、14.8102cfu/g (基质) 、8.20102cfu/g (基质) ;真菌分别为1.20102cfu/g (基质) 、2.15102cfu/g (基质) 、3.65102cfu/g (基质) 。可以推断, 桐花、海桑、木榄对微生物的种类和数量具有某种选择作用。
出现此类现象的原因如下:
1) 微生物的生态分布与各类微生物的生物学特性有关。一般情况下, 细菌喜欢湿润, 能耐受低氧水平;真菌耐干, 不能耐受低氧水平;放线菌具有喜热耐旱的特性, 只有当各类微生物竞争的压力减少时才出现, 因而处于厌氧条件下的人工湿地中的微生物主要由细菌组成。
2) 在红树林生态系统中也有出现放线菌、真菌数量稀少的现象, 这也可能是其中一个原因, 但对其机制尚未弄清, 而且红树林生态系统处于潮间带, 其土壤生境兼有海洋与陆地的性质而又不同于它们, 与人工湿地的生境不相同, 因此, 对于两种系统会出现相似现象的原因尚待进一步研究和探索。
2.2 硝化细菌、反硝化细菌的数量特征
从表2可以看出, 桐花、海桑、木榄人工湿地污水处理系统中反硝化细菌数量分别为1.65104MPN/g (基质) 、9.1104MPN/g (基质) 、77.90104MPN/g (基质) ;硝化细菌数量分别为2.75102MPN/g (基质) 、5.0102MPN/g (基质) 、10.79102MPN/g (基质) ;亚硝化细菌数量为0.75102MPN/g (基质) 、2.82102MPN/g (基质) 、1.30102MPN/g (基质) 。反硝化细菌数量多于硝化细菌和亚硝化细菌。其原因如下:1) 通常硝化细菌是自养型好氧微生物, 依靠NH4+-N和NO2-的氧化获得能量生长, 需要氧气作为呼吸的最终电子受体。反硝化细菌在缺氧和低溶解氧条件下利用有机物的氧化作为能量来源, 以NO3-和NO2-作为无氧呼吸时的电子受体。所以, 厌氧条件下的人工湿地中反硝化细菌繁殖快, 生长迅速, 硝化细菌繁殖慢, 生长缓慢;2) 硝化自养菌是专性化能自养细菌, 它包括硝化细菌和亚硝化细菌两个亚群, 硝化作用由两个阶段组成 (阶段一:2NH4++3O2NO2-+2H2O+4H+, 阶段二:2NO2-+O22NO3-) :在亚硝化细菌的作用下, 将NH4+-N转化成NO2--N;在硝化细菌的作用下, 将NO2--N转化成NO3--N。正是由于这种生态学上的偏利互生关系的存在, 使得硝化细菌的生长总要晚于亚硝化细菌。
摘要：利用平皿计数法和和其它传统方法, 对红树植物桐花 (Aegiceras corniculatum) 、海桑 (Sonneratia caseolaris) 、木榄 (Bruguiera gymnorrhiza) 人工湿地污水处理系统中的微生物种类及其数量变化特征进行研究。结果表明, 三大类群微生物中, 细菌含量最高, 占绝对优势, 其次是放线菌, 真菌最少;在细菌中, 反硝化细菌的数量>硝化细菌>亚硝化细菌, 硝化与反硝化作用程度较弱。
关键词：人工湿地,桐花,海桑,木榄,微生物,种类,数量
参考文献
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