好氧-厭氧潛流人工濕地微生物多樣性與水質凈化的關系.pdf

1、隨著中國農村經濟和社會的快速發(fā)展，農村的生活污水排放量在逐漸增加，所造成的農村水污染問題也日益嚴峻。農村生活污水具有排放分散不易收集、水量水質變化較大、離市政排污管網和大型污水廠較遠等特點，一般不經處理就排入附近的河流湖泊，造成很嚴重的環(huán)境污染。而人工濕地水質凈化系統(tǒng)因其具有工藝簡單、能量需求低、易于分散建設與管理等優(yōu)點，適合廣大農村和中小城鎮(zhèn)的污水處理現(xiàn)狀，成為農村生活污水水質凈化的最優(yōu)工藝之一。
　　 傳統(tǒng)人工濕地水質凈化系

2、統(tǒng)由于結構的限制，不能同時提供嚴格好氧和厭氧的環(huán)境，對污染物的去除率往往不是很高，一般在40％～50％。課題組的前期研究以提高傳統(tǒng)人工濕地去除污染物的能力為目標，進行了結構的優(yōu)化和功能的強化。結果表明人工曝氣能夠提高人工濕地對COD和NH4+-N的去除率，溶解氧、碳源等也是影響反硝化作用的重要因素，增加補充進水和延長厭氧段長度兩種措施使得總氮的去除率有顯著提高。
　　 為了探究不同結構好氧/厭氧多級串聯(lián)潛流人工濕地高效去除污染物

3、的機制，采用熒光素雙醋酸酯(FDA)法、4，6-聯(lián)脒-2-苯基吲哚(DAPI)法和BIOLOG微平板法測定人工濕地基質中微生物的活性、數(shù)量和代謝功能多樣性，并分析其與水質凈化能力的相關性。結果表明，四種不同結構好氧/厭氧多級串聯(lián)潛流人工濕地中的微生物在活性和數(shù)量方面都表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律，而厭氧區(qū)微生物的96h AWCD(平均光密度值)值與各組的總氮去除率之間有極顯著相關關系(p<0.01)，微生物數(shù)量與COD去除量、總氮去除率及總氮含

4、量有極顯著關系(p<0.01)。
　　 對利用BIOLOG微平板法得到的AWCD值進行碳源分類、主成分分析以及聚類分析，結果表明，微生物對于糖類、氨基酸的利用水平明顯高于對脂肪酸及脂類、代謝中間產物等的利用水平；OBAAO(好氧-緩沖-厭氧-缺氧-好氧)曝氣組中采樣點3.3(厭氧區(qū))微生物對4類碳源的利用水平最低，與其他各采樣點具有顯著性差異(p<0.05)；主成分分析和聚類分析的結果表明，OBAAO曝氣組采樣點3.3中的微生物

5、群落和其他3個厭氧區(qū)采樣點中的微生物群落發(fā)生了較大的差異，OBAAO曝氣多點進水組中的采樣點4.3(厭氧區(qū))微生物在4類碳源的利用水平上都具有一定的優(yōu)勢性。OBAAO曝氣組延長厭氧區(qū)長度為微生物提供厭氧環(huán)境，而由于缺少碳源作為能量，使得微生物的活性受到抑制；OBAAO曝氣多點進水組補充進水和延長厭氧區(qū)長度兩個措施有效地促進了微生物的反硝化作用的強度，提高了水平潛流人工濕地的氮去除率。研究結果為揭示人工濕地基質中微生物多樣性及其與污染物去

6、除能力之間關系提供了基礎數(shù)據(jù)，并為優(yōu)化潛流人工濕地運行提供了依據(jù)。
　　 農村生活污水中的病原微生物，特別是大腸桿菌嚴重影響人類健康，而傳統(tǒng)消毒工藝，例如消毒劑法、紫外線方法等難以在人工濕地系統(tǒng)中實施，本研究利用生物化感作用的手段，以T4、f2噬菌體及其宿主大腸桿菌為模式生物，觀察分析真菌對大腸桿菌的化感作用，并從真菌中分離影響噬菌體生長的化感物質，為利用化感物質去除人工濕地出水中的病原微生物提供科學依據(jù)。研究結果表明，真菌對噬