人工湿地反硝化外加碳源研究进展_肖蕾.pdf

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1、第33卷第1期水生态学杂志Vol．33，No．12012年1月JournalofHydroecologyJan．，2012殻櫍櫍櫍櫍櫍殻櫍櫍殻综述櫍櫍櫍櫍櫍殻人工湿地反硝化外加碳源研究进展1，211，21，211肖蕾，贺锋，黄丹萍，梁雪，徐栋，吴振斌(1．中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室，湖北武汉430072;2．中国科学院研究生院，北京100049)ResearchAdvancesofAddingExtraCarbonSourcestoDenitrificationforConstructedWe

2、tlands1，211，21，211XIAOLei，HEFeng，HUANGDan-ping，LIANGXue，XUDong，WUZhen-bin(1．StateKeyLaboratoryofFreshwaterEcologyandBiotechnology，InstituteofHydrobiology，ChineseAcademyofSciences，Wuhan430072，China;2．GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)摘要:碳

3、源作为反硝化过程的电子供体，是影响人工湿地反硝化过程的主要因素。污水中碳氮比偏低时，需要考虑使用外加碳源提供反硝化电子供体，以保证反硝化反应的顺利进行。对现有人工湿地反硝化碳源补充材料的优缺点进行对比分析，低分子有机化合物和糖类物质等传统碳源补充材料易被生物降解，但仍存在运输困难、利用率低、易堵塞等问题;纤维素类物质和工业废水等新型碳源补充材料可以降低投资运行成本，但水力停留时间延长、碳源可控性降低等因素阻碍了其大规模的应用。基于各类型碳源材料的优缺点，未来可考虑使用混合碳源的形式提高污水脱氮效率，并加强投加碳源后氮元素的

4、动力学模型和碳源投加方式优化研究。关键词:人工湿地;碳源;氮;反硝化中图分类号:X171．4文献标志码:A文章编号:1674－3075(2012)01－0139－05人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种污湖泊、水库等水体富营养化问题时，脱氮效率不理想水处理工艺，指人工设计的、模拟自然湿地结构和功的现状日益凸显。能的复合体，人工湿地通过基质的过滤、吸附、沉淀、人工湿地系统通过多种机理的协同作用去除离子交换、植物吸收和微生物的分解等物理、化学和氮，主要包括挥发(卢少勇等，2006)、氨化(陶敏生物3重协同作用来实现对污水的

5、高效净化等，2008)、硝化反硝化(吴振斌等，2000)、植物摄(Hammeretal，1989)。由于人工湿地可以因地制取(贺锋等，2004)和基质吸附(Zhangetal，2004;宜的构建，投资和运行费用低，具有良好水质净化和吴振斌等，2008)。研究表明，湿地中的主要除氮机景观效果等优点，近几十年来，人工湿地已经被广泛理是微生物的硝化反硝化作用(贺锋等，2005)，其用于处理各种污水，如生活污水(Newman＆Claus-去氮量占去氮总量的60%～86%(USEPA，1988)。en，1997)、工业废水(Jiet

6、al，2002)、暴雨径流碳源为反硝化作用提供电子供体，是制约反硝化作(Green＆Martin，1996)、农业面源废水(Braskerud用的关键因素。etal，2002)等，在污染控制方面发挥了独特的作反硝化作用是在无氧或低氧条件下，微生物将用。随着人工湿地工程实例的逐年增多，尤其是在硝态氮和亚硝态氮转化成氮气并释放到大气中的过处理典型南方城市污水、污水处理厂尾水以及河流、程。这个过程可以用下列反应式表示:－－NO2+3H(电子供体)→1/2N2+H2O+OH收稿日期:2011－09－19－－基金项目:国家自然科学基

7、金(50808172;51178452);湖北省杰NO3+5H(电子供体)→1/2N2+2H2O+OH出青年基金(2010CDA093);国家“十一五”水专项(2009ZX07106-反硝化作用过程中，微生物在缺氧条件下利用002-004)。水体中的有机碳作为电子供体，以硝化作用的产物通讯作者:贺锋，博士，研究员，博导。E-mail:hefeng@ihb．ac．cn硝态氮和亚硝态氮作为电子受体，将硝态氮和亚硝作者简介:肖蕾，1985年生，女，硕士研究生，主要研究方向为水态氮还原为氮气从系统中去除。可见，碳源是反硝环境生态工

8、程。E-mail:xiaolei-e617@163．com140第33卷第1期水生态学杂志2012年1月化过程所不可缺少的一种物质，生物反硝化过程需醇、乙醇、乙酸等低分子有机物被认为是理想的外加要提供足够数量的碳源，保证一定的碳氮比才能使碳源。但该类碳源也存在一些不容忽视的缺点:如反硝化反应顺利完成(H