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硫自养反硝化滤池-人工湿地低温下脱氮除磷强化机制研究
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作者 苏梦冉 吴春辉 +7 位作者 孙海峰 张建 曹晓强 李杰 贾庆梁 赵涛 边龙泽 姜浩 《环境科学研究》 北大核心 2025年第11期2431-2441,共11页
氮磷污染是引发水体富营养化的关键原因,硫自养反硝化人工湿地虽可突破传统人工湿地对外碳源的依赖,降低运行成本,但其低温适应性不足,制约其在北方冬季非结冰期的应用。为此,该研究构建了硫自养反硝化滤池-人工湿地组合系统(采用上向... 氮磷污染是引发水体富营养化的关键原因,硫自养反硝化人工湿地虽可突破传统人工湿地对外碳源的依赖,降低运行成本,但其低温适应性不足,制约其在北方冬季非结冰期的应用。为此,该研究构建了硫自养反硝化滤池-人工湿地组合系统(采用上向流连续运行模式,HRT为9 h),通过B^(3+)和Mg^(2+)协同调控,探究其脱氮除磷低温(11~13℃)强化机制;同时通过监测水质参数、植物生理指标及微生物群落结构,分析季节性温度变化对系统性能的影响。结果表明:①在低温(11~13℃)条件下,TN和PO_(4)^(3−)-P(磷酸盐)的去除率分别达80.4%和83.5%,优于夏季。②冬季植物根系活力提升12.5%,叶绿素a和叶绿素b含量分别增至225.9和97.9μg/g,促进了生物量积累与氮磷同化;同时调控抗氧化系统,使CAT与APX活性分别提升4.0%和7.1%,缓解了低温氧化胁迫。③硫自养反硝化菌(Thiobacillus)、厌氧氨氧化菌(Brocadia)和异养反硝化菌(Bacteroidota)相对丰度分别增至12.8%、1.3%和12.2%,形成多路径协同脱氮。研究显示,B^(3+)和Mg^(2+)可通过优化植物内生菌和活性污泥的菌群结构、增强抗氧化酶活性及调控氮硫代谢,维持低温下硫自养反硝化滤池-人工湿地脱氮除磷性能的高效稳定。该研究可为北方地区冬季污水处理厂尾水的人工湿地低碳强化处理提供理论支撑。 展开更多
关键词 硫自养反硝化 人工湿地 低温强化 硼镁协同 黄河三角洲
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