土壤渗滤法工艺运行中土壤酶海性研究

摘要

土壤渗滤系统是一种充分利用土壤-微生物-植物系统的自我调控机制的生态型污水就地处理工艺。本课题通过实验室模拟运行的方式,研究不同工况条件下系统的运行效果以及土壤酶活性的分布变化情况,分析土壤酶与工况条件以及污水净化效果之间的关系,探讨利用土壤酶活性作为评价土壤渗滤系统净化效果的可行性。
　　 人工配水和实际生活污水的实验结果表明,土壤渗滤系统对COD、NH3-N和TP有良好的去除效率,复合土壤组成、进水有机负荷、COD/TN比例的改变、硝化抑制剂DCD对它们的去除效率影响很小(p＞0.05)。但水力负荷的提升会引起系统水质净化效率的下降,高水力负荷工况下出水水质恶化,危害地下水安全。
　　 通过考察不同实验参数,结果发现,同废水性质相比,系统复合土壤的C/N比对系统脱氮效果的影响更大。高土壤C/N系统(C1、C2和C4)的脱氮效果要明显好于低土壤C/N系统(C3,p＜0.05)。而土壤组成不同的C1、C2和C3在投配DCD后,系统的脱氮性能分别表现出强烈抑制、无效果、增强的效应。
　　 土壤生化性质的分析结果表明,土壤渗滤系统胞外多糖含量与渗滤性之间无必然联系,试验过程中各系统多糖含量变化不显著(p＞0.05)。而过氧化氢酶在不同工况间波动明显(p＜0.01),但空间差异不明显(p＞0.05),水力负荷的提升会增强其活性。土壤系统间脲酶活性有明显差异(p＜0.05),进水有机负荷的增加一定程度上会促进系统脲酶的表达,进水COD/TN比、水力负荷的改变也会影响到系统脲酶活性的表达。废水组成的变化同样也会引起土壤硝酸盐还原酶(NAR)、亚硝酸盐还原酶(NIR)活性的变化,但受水力负荷的影响较小(p＞0.05)。低温环境会抑制土壤酶活性的表达。硝化抑制剂DCD会抑制系统过氧化氢酶和脲酶活性的表达,但对NAR、NIR活性的影响则因土壤组成的不同表现出抑制或促进作用。
　　 土壤酶活性与污水净化之间的相关性分析表明,进水有机负荷、水力负荷的大小与土壤酶活性的相关性并不显著(P＞0.05)。而进水COD/TN比与系统NAR、NIR活性之间则存在一定的正相关关系,尤其在某些土壤系统(C2和C3)的部分土层,这种正相关性是显著的(p＜0.05)。脲酶活性与污水脱氮效率有着明显的关联(如C1,C2和C3,p＜0.05)。同脲酶活性变化相比,土壤系统间NAR、NIR活性与污水脱氮的关系差异性很大:有的土壤系统(C1)底层土壤的NIR活性与系统出水TN浓度之间呈极显著负相关关系(p＜0.01),有些系统(如C2和C3)则无这种显著相关性(p＞0.05)。此外,土壤酶活性与系统有机物以及磷的净化效率之间相关性不显著(p＞0.05)。