地下渗滤系统酶活性分布及对脱氮效果的影响
2012-11-26李英华李海波孙铁珩
李英华,李海波,孙铁珩,2
1)沈阳大学区域污染环境生态修复教育部重点实验室,沈阳110044;2)中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016
污水地下渗滤处理系统 (subsurface wastewater infiltration system,SWIS)是基于生态学原理,集成厌氧、好氧工艺而形成的一种生态处理技术.生活污水经预处理后,布入SWIS散水管中,之后在毛细力和重力的作用下扩散运动,其水流特征是:先在重力作用下向下渗流,到达不透水皿处存积,然后在基质毛细力作用下向上扩散,达到最大毛细势能后再次下降,在土壤-微生物-植物系统的联合作用下,污水得到有效处理,清水通过集水管收集,污染物则通过物化吸附、化学沉淀、微生物降解等作用被去除[1-2].酶对环境因素的变化较敏感,又因其专一性和综合性特点,可能成为SWIS中一个有潜力的土壤生物指标.目前关于SWIS的研究主要集中在基质类型、通风设计及水力负荷调控等方面,有关酶活性的分布特征及对脱氮效果影响的研究鲜有报道[3-5].本研究构建了SWIS中试系统,重点研究了脲酶、硝酸还原酶 (NAR)和亚硝酸还原酶 (NIR)活性的时空分布规律,分析了酶活性与脱氮效果的相关性,提出了评价SWIS脱氮效果的酶学指标.
1 材料与方法
1.1 实验污水
SWIS的进水为沈阳大学校园生活污水,主要污染物的质量浓度均值为:COD 320 mg/L,BOD5220 mg/L,NH4+-N 37.5 mg/L,TN 42.5 mg/L,TP 3.5 mg/L,SS 120 mg/L,pH值为7.2.
1.2 SWIS中试系统
设计了2个可独立运行的SWIS反应器,每个容积为1.8 m3(1.5 m ×1.2 m ×1.0 m).根据土壤渗透及微生物实验,确定基质组成(体积比)为95%草甸棕壤和5%生物基质 (由活性污泥、草炭及炉渣等构成)[6],基质……