间歇曝气-反冲洗人工湿地净化性能及微生物作用

摘要

构建了新型间歇曝气耦合气水联合反冲洗人工湿地系统(CW_(1)),考察了该系统与传统人工湿地(CW_(1))的净化性能及微生物作用。结果表明,间歇曝气维持CW_(1)床体内溶解氧浓度在0.5~3.5 mg/L,营造出厌氧/缺氧-好氧交替的微环境,在稳定运行期间CW_(1)对COD、NH^(+)_(4)-N、TN和TP的平均去除率较CW_(0)分别提高了7.2%、13.1%、8.4%和6.5%;采用水冲强度为8 L/(m^(2)·s)、气冲强度为6 L/(m^(2)·s)、频率为5 min/6 d的气水联合反冲洗,能够促进活性位点和基质孔隙结构的恢复,增强生物膜内外底物和代谢物的传输能力;间歇曝气-气水联合反冲洗提高了CW_(1)床体中微生物群落的丰富度和多样性,使norank_f__NS9_marine_group(3.9%)、norank_f__Saprospiraceae(3.4%)和norank_f__norank_o__Saccharimonadales(4.1%)等厌氧/缺氧和好氧功能菌同时富集,且发现参与糖类和氨基酸代谢过程的功能基因占比均超过5%,加速其介导的有机物降解及氮素去除代谢。