生物促生剂强化人工湿地系统中微生物活性的研究

发布时间：2020-11-16 20:22

　　 本研究为解决人工湿地在运行过程中微生物活性低的问题,通过向人工湿地系统中添加生物促生剂以达到提高系统微生物活性从而提高人工湿地系统水质净化效果的目的。以垂直流人工湿地系统为研究对象,探讨了不同生物促进剂添加量对人工湿地系统水质净化和基质酶活的影响,确定了其最佳添加量;同时在此基础上,研究生物促进剂对人工湿地系统中水质净化效果以及微生物活性的影响,以期为生物促进剂的实际应用提供理论基础。具体研究内容及结果如下:(1)本研究向人工湿地进水中分别添加0μL/L、1μL/L、5μL/L和10μL/L生物促生剂,将其应用于人工湿地水质净化的过程,通过分析湿地出水水质以及基质酶活来进行生物促生剂添加量的优选。结果表明:(1)生物促生剂添加量为5μL/L的人工湿地系统水质净化效果最好,TN、NH_4~+-N平均去除效率均达到80%以上,较对照系统分别提高了71.5%和31.7%,TP和COD平均去除率为36.0%和91.6%,较对照系统分别提高了9.1%和5.9%;(2)生物促生剂的添加可提高人工湿地系统中基质磷酸酶和脲酶活性,各系统基质磷酸酶活性无显著差异,而5μL/L生物促生剂的添加对系统中基质脲酶活性的影响最为显著(P0.05);(3)人工湿地系统基质脲酶、磷酸酶活性和COD平均去除率间呈显著正相关(P0.05)。(2)在最佳生物促生剂添加量的条件下,通过测定系统出水水质来分析湿地植物以及生物促生剂的添加对人工湿地系统水质净化效果的影响,并通过测定系统基质酶活以及微生物群落结构的差异进行机理分析。结果表明:(1)生物促生剂的添加可显著提高系统对NH_4~+-N和TP的去除(P0.05),添加生物促生剂的系统的NH_4~+-N和TP的去除率分别为44.6%和53.6%,较未添加生物促生剂的系统分别提高了16.4%和10.4%;(2)湿地植物的种植可显著提高系统对TP和COD的去除(P0.05),种植湿地植物的系统TP和COD的去除率分别为43.2%和93.0%,较未种植湿地植物的系统分别提高了16.5%和7.3%;(3)湿地植物的种植可显著提高人工湿地系统基质磷酸酶活性(P0.05),种植湿地植物和添加生物促生剂的联合作用可显著提高系统中基质脲酶活性(P0.05);(4)人工湿地基质磷酸酶活性与TP平均去除率呈显著正相关(P0.05),与COD平均去除率呈极显著正相关(P0.01),同时基质脲酶活性与COD平均去除率呈极显著正相关(P0.01);(5)生物促生剂可提高人工湿地系统中某些常见菌门的相对丰度,但无显著性差异,同时显著提高了某些功能菌属的相对丰度(P0.05),如Thermonomonas、Cloacibacterium。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【部分图文】：

武汉理工大学硕士学位论文式，几种典型类型人工湿地的对比见表 2-1。2.2.1.1 表面流人工湿地表面流人工湿地（Surface Flow Constructed Wetland），其基本特征为污水以水平流的流态在人工湿地基质表面漫流，水流缓慢，水面位于基质表面之上，水位较浅，通常为 0.6–1.0m，污水水面直接暴露于空气中，与大气接触。污水中有机物的去除主要是由长在植物水下部分表面生物膜的“吸附-降解”过程来完成，部分由基质表面上的生物膜来完成。表面流人工湿地的优点是设计简单，不需考虑基质中种类结构，因而投资少，运行管理费用低，也因为如此，表面流人工湿地不能利用基质及丰富的植物根系来降解污染物，同时由于其保温性能差，冬季气温低导致水面易结冰，与空气直接接触导致夏季易散发恶臭气味以及孳生蚊蝇，影响卫生状况和人工湿地景观效应[21]，故现在设计中较少采用，典型的表面流人工湿地污水处理系统如图 2-1 所示。

武汉理工大学硕士学位论文性能好，受气候条件影响较小，卫生状况好。水平潜流人工湿地一般主要用于生活污水的二级处理，但不适用于处理氮磷为主要污染物的废水[24]。但水平潜流人工湿地投资较高，易发生堵塞，污水在进入水平潜流人工湿地之前需进行前处理。典型的水平潜流人工湿地污水处理系统如图 2-2 所示。

图 2-3 典型的垂直潜流人工湿地污水处理系统Fig. 2-3 Typical vertical subsurface flow constructed wetland for wastewatertreatment表 2-1 几种典型类型人工湿地的对比分析Tab. 2-1 Mutual comparison of several typical types of constructed wetlands项目 表面流人工湿地 水平潜流人工湿地 垂直潜流人工湿地水流方式 表面漫流 基质间水平流动 基质间垂直纵向流动占地面积 很大 大 小构造 简单 较复杂 较复杂处理效果 一般 较好 好卫生状况 差 良好 良好受气候影响 很大 较大 较大建造费用 低 较高 较高日常维护 简单 较复杂 较复杂
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本文编号：2886621