固定化反硝化細菌在人工濕地系統(tǒng)中處理低污染水性能研究.pdf

1、人工濕地作為一種生態(tài)工程技術(shù)在面源污染水體的處理方面應(yīng)用廣泛，但其脫氮效率受氣溫影響較大，低溫下含氮污染物的去除效果不佳；脫氮過程中產(chǎn)生的NO2--N積累會對反硝化菌產(chǎn)生毒害作用，不利于反硝化反應(yīng)的進行等。本課題根據(jù)洱海入湖河道水體污染的基本情況（總氮超標為主，氨氮基本不超標，硝態(tài)氮濃度相對較大），以硝態(tài)氮為目標污染物，通過固定化微生物技術(shù)強化人工濕地脫氮效果。
　　實驗選用的高效反硝化菌是通過分離純化及反硝化能力測定篩得，利用1

2、6S rDNA測序分析其菌屬信息，采用PVA、SA包埋固定后探究固定化反硝化菌的脫氮特性，結(jié)果表明，篩選所得反硝化菌株C對TN及 NO3--N的去除率分別為98.36%及98.83%，NO2-N積累量僅為0.28mg/L，24h內(nèi)脫氮效率為8.59mg N/(L·h)；經(jīng)16S rDNA測序初步確定其為Pseudomonas stutzeri A1501（序列號為NR_074829.1），二者的最大相似度為99.7%；固定化反硝化菌的生

3、物量為15.67g/L，固定化反硝化菌顆粒密度為0.93g/mL，平均1g固定化顆粒中所含反硝化菌質(zhì)量為0.02g；在模擬低污染水處理實驗中，pH、溫度、DO的波動對固定化反硝化菌脫氮效果的影響均小于游離反硝化菌；固定化反硝化菌在pH為7，溫度為30℃，DO濃度為0.87~1.54mg/L時的脫氮效果最好，低C/N（C/N=1）對固定化反硝化菌的脫氮效果影響較大，固定化反硝化菌所需的最佳C/N為5。
　　實驗中對比分析了固定化反硝

4、化菌的不同投加位置對人工濕地系統(tǒng)脫氮效果的影響，采用高通量測序手段從微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的角度分析其強化濕地系統(tǒng)脫氮效果的原因，結(jié)果表明，在各系統(tǒng)運行的50天內(nèi)，上層投加固定化反硝化菌對人工濕地系統(tǒng)脫氮的強化效果最佳，其TN與NO3-N的去除率分別可達60.31%與64.98%；對比各系統(tǒng)的微生物多樣性指數(shù)可知，空白對照組人工濕地系統(tǒng)中的微生物物種多樣性高于投加固定化反硝化菌的各濕地系統(tǒng)，但各系統(tǒng)間微生物群落多樣性總體差異不大，均為Pr

5、oteobacteria（變形菌門）的豐度最高，其次為Chloroflexi（綠彎菌門），且上層與上下層均投加固定化反硝化菌的人工濕地系統(tǒng)中由于反硝化菌的投加，而產(chǎn)生的微生物群落的細微變化，如Nitrospira（硝化螺旋菌門）所占比例增大等，有利于提高系統(tǒng)的脫氮效果。
　　實驗最后考察了固定化反硝化菌在低溫下對人工濕地系統(tǒng)的強化脫氮效果，結(jié)果表明，在15℃條件下，上層投加固定化反硝化菌的濕地系統(tǒng)對TN與NO3-N的去除率可達50