生物強化凈化作用在夢清園蘆葦濕地中的應用研究.pdf

1、人工濕地是由人工建立的具有濕地性質的污水處理系統(tǒng)。它利用濕地生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物的三重協(xié)同作用，來實現(xiàn)污水的凈化，有高效率、低投資、低能耗、低運行費用、易維護管理等優(yōu)點，己在污染水體的生態(tài)修復中有所應用。 作為蘇州河環(huán)境綜合整治成果的集中展示，蘇州河夢清園水系依據(jù)生態(tài)學的原理，采用了生態(tài)重建技術，充分發(fā)揮水生生態(tài)系統(tǒng)各種組分的功能來凈化水質和優(yōu)化景觀效果。在整個技術應用中，蘆葦濕地是整套水系的重要一環(huán)。本文依托上海863

2、項目上海城市水環(huán)境質量改善技術與綜合示范(編號2003AA601020)子課題——景觀水體微生物與酶強化凈化技術研究，以上海市夢清園蘆葦濕地系統(tǒng)為主要研究對象，研究了強化的微生物處理措施對于蘇州河水在蘆葦濕地中的凈化效果，同時結合夢清園的實地運行情況，研究了強化植物作用和底棲動物作用所可能產(chǎn)生的效果。此外，論文對生物凈化的機理也進行了一定的研究，為人工濕地在受損生態(tài)系統(tǒng)修復中的應用提供技術依據(jù)和理論指導。 主要研究結論如下：

3、 1)本文考察了現(xiàn)有的多種商品菌劑對蘇州河水C、N、P污染物的去除效果并馴化培養(yǎng)適合蘇州河水體的高效菌劑。結果表明現(xiàn)有菌劑對提高有機污染物的去除有一定作用。經(jīng)過3周左右的進一步馴化培養(yǎng)，得到的復合菌劑在12小時內對蘇州河水的COD去除率可高于空白1倍，對氨氮去除率最高可達到88.4％。 2)在蘆葦濕地圍隔內進行的強化微生物作用試驗表明，經(jīng)過處理，蘇州河水的多項指標均有好轉，加菌組和空白組氨氮的年平均去除率分別為30％和20％

4、，總氮年平均去除率為24％和20％，總磷為23％和20％。加入菌劑后對氮磷處理效果明顯。 3)對于植物的強化作用研究結果表明，蘆葦根際的泌氧作用使根際土壤的氧化還原電位(ORP)一直維持在+100mV左右，而非根際的ORP-直為負值。從4月到7月，根際土壤呼吸強度從0.55CO<'2>mg/g·d增加到0.76 CO<'2>mg/g·d，而非根際土壤則在0.50CO<,2>mg,/g·d左右波動，且根際土壤呼吸強度與微生物數(shù)量有

5、顯著負相關。由于根際泌氧和營養(yǎng)作用，微生物數(shù)量的根際效應十分明顯，異養(yǎng)細菌、真菌和放線菌的根際/非根際比值(R/S值)分別為11.8、11.9和11.7；反硝化細菌、硝酸細菌和亞硝酸細菌的R/S值分別為14.1、17.3和22.4。蘆葦?shù)拇嬖趯τ谖⑸锏纳L有顯著作用。 4)夢清園蘆葦對氮磷的凈化效果研究表明，蘆葦?shù)厣喜可锪吭?0月底11月初達到最高值，2980.8g/m<'2>。蘆葦?shù)厣喜糠趾吭谇锛咀罡撸_1.64％，而

6、后含氮量逐漸下降，蘆葦?shù)厣喜糠至缀孔兓c氮類似，在秋季最高，達0.23％。綜合蘆葦?shù)厣仙锪亢偷缀靠紤]，10月底11月初進行蘆葦收割是一個最佳時期，此時通過收割去除的氮可達到485.7kg/hm<'2>。，磷的去除可以達到67.9kg/hm<'2>。 5)對于底棲動物(螺螄和蚌)的強化凈化作用效果研究表明，靜態(tài)試驗中螺螄和蚌可以明顯降低蘇州河水濁度。試驗組最快可在4個小時內將水體濁度下降到穩(wěn)定狀態(tài)，螺螄的凈化效果優(yōu)于蚌。動

7、態(tài)試驗中，在相同的HRT條件下，試驗組的平均濁度去除率在66.0％～83.2％，優(yōu)于空白對照組。在HRT為2.5h的情況下，螺螄密度在400～800個/ln<'2>時濁度去除率可達35％以上。綜合成本考慮，400個/m<'2>是系統(tǒng)最佳的投放量。而在800個/m<'2>的螺螄投加密度下，最佳停留時間為6h，去除率可達68％。 6)對夢清園濕地中微生物群落結構變化進行的研究表明，蘆葦濕地不同采樣點的根際微生物數(shù)量均高于非根際，在夏秋季節(jié)，

8、異養(yǎng)細菌數(shù)量可高于2個數(shù)量級。而酶制劑和生物促生劑的加入使得非根際和根際的微生物數(shù)量和酶活都得到提高，明顯高于對照組，為污染物的降解創(chuàng)造了有利條件。 7)對濕地系統(tǒng)的氮磷季節(jié)分布研究表明，藻類固氮在夢清園濕地中的作用很小，進水輸入是系統(tǒng)主要的氮來源。而濕地主要的脫氮方式依然是硝化反硝化脫氮，最高可達71.86g/m<'2>，占春季系統(tǒng)脫氮量的76.41％；其次是植物對氮的吸收作用，最高可達34.57g/m<'2>，占夏季濕地脫氮