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植物碳源强化湿地-微生物燃料电池耦合系统对尾水脱氮效果研究

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植物碳源强化湿地-微生物燃料电池耦合系统对尾水脱氮效果研究

作者：贾秋生南京林业大学

学位级别：硕士

目前我国污水处理率日益提高,城市污水处理厂提标改造也在不断进行,尾水的深度处理亟须重视和提升。目前人工湿地(Constructed Wetland,CW)被广泛应用于尾水的深度脱氮,MFC(Microbial Fuel Cell)系统与人工湿地系统的耦合能够有效提高... 详细信息

目前我国污水处理率日益提高,城市污水处理厂提标改造也在不断进行,尾水的深度处理亟须重视和提升。目前人工湿地(Constructed Wetland,CW)被广泛应用于尾水的深度脱氮,MFC(Microbial Fuel Cell)系统与人工湿地系统的耦合能够有效提高尾水脱氮效果,然而仍面临进水碳源不足等问题。本研究构建了以黄菖蒲为湿地植物的MFC-CW系统,将预处理后的黄菖蒲叶片作为植物碳源分别投加至MFC-CW系统的阴极和阳极区域(记作MFC-CW-C,MFC-CW-A),另以CW系统作为对照,三个系统均采用HDPE复合填料和砾石作为基质,研究各系统对进水低C/N下的污染物去除效果和产电性能,探讨投加位置、投加周期对系统除污效果和产电效能的影响,研究投加植物碳源后对系统抗冲击负荷能力的影响,并进行微生物作用机制分析,探究系统生物质转化和氮的脱除机制,主要研究结果如下:(1)冬季种植黄菖蒲后,CW和MFC-CW系统的TN去除效果分别从65.53%和77.52%提高到70.20%和83.32%。为提高生物湿地碳源自身复用效果,需要对湿地生物质碳源进行预处理。碱处理后的黄菖蒲叶片表面有大量的鳞片状凸起,碱处理破坏了叶片中的纤维素结构,相对于未处理的叶片的纤维素结构暴露程度更高。在静态浸泡实验中,碱处理的叶片累积释碳性能最好,累积碳源释放量最高,达到172.95 mg COD·g,在整个浸泡实验中的C/N释放较为稳定,更适合作为外加植物碳源利用。(2)为探究植物碳源的最佳投加位置,将黄菖蒲分别投加至装置阳极及阴极。与投加在阴极相比,植物碳源投加在阳极区域对系统污染物去除效果提升作用维持的时间更长。二次投加植物碳源后,系统的污染物去除效果进一步提高。同时,两次投加的植物碳源在24天左右的污染物去除效果已经下降到投加前水平,故选择24天作为植物碳源的投加周期。(3)植物碳源投加显著提高了MFC-CW系统的输出电压。在植物碳源两次投加在阳极区域期间,MFC-CW-A系统的平均输出电压从97.15±28.02 mV分别增加到138.39±28.26 mV和125.14±28.47 mV。相较于阴极投加,植物碳源投加在阳极对输出电压的影响更显著。(4)在植物碳源投加在MFC-CW的阳极区域后,5 g的植物碳源在两次投加的质量分别损失了2.37 g和2.57 g。经过碱处理后,黄菖蒲叶片的纤维素成分占比从26.02%提高到39.15%。在投入装置30天后,纤维素组分占比从39.15%下降到33.16%,木质素占比从12.76%下降到3.96%。在植物碳源初次投(5)加后第10 d,系统阳极区域主要溶解性有机物为类富里酸、络氨酸为主的芳香族蛋白和色氨酸类的代谢产物。在阴极区域的主要溶解性有机物为色氨酸类的代谢产物。而在第20 d,系统的出水中仅有少量的色氨酸类代谢产物存在。傅里叶红外光谱分析中,碱处理后的黄菖蒲叶片的纤维素、半纤维素和木质素有关的峰形有明显的削弱,一方面可能是碱处理破坏了叶片中部分纤维素的结构;另一方面是碱处理减少了叶片中纤维素等成分的含量。(6)在水力停留时间(Hydraulic Retention Time,HRT)为24 h、36 h和48 h下,MFC-CW-A(植物碳投加在阳极)系统的平均TN去除率分别为73.45%、53.98%、63.91%。未投加植物碳源的MFC-CW系统的平均TN去除率分别为76.94%、54.06%、63.38%。在HRT调整变化中,MFC-CW-A的TN去除率波动最小,说明在阳极区域投加碱处理后的黄菖蒲叶片能够提高MFC-CW系统的抗冲击负荷能力,使MFC-CW系统出水在HRT变化过程中更为稳定。(7)植物碳源的投加能够促进脱氮相关功能微生物的生长。在属水平上,Chloroplast叶绿体为三个装置的优势菌属,阳极区域的优势菌种为Saccharimonadales菌属,属于反硝化细菌,相对丰度明显高于阴极区域。系统内反硝化作用的相关代谢功能基因丰度高于硝化作用相关代谢功能基因,反硝化细菌的丰度也明显高于硝化细菌。MFC-CW系统的反硝化细菌相对丰度明显高于CW系统,说明外加碳源能够提高系统的反硝化细菌的相对丰度,进而提高脱氮效果。

关键词：尾水处理人工湿地微生物燃料电池脱氮植物碳源

植物碳源强化生态浮床对再生水补给的景观水体净化试验研究

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植物碳源强化生态浮床对再生水补给的景观水体净化试验研究

作者：韩雪宜西安建筑科技大学

学位级别：硕士

生态浮床由于其绿色经济、不额外占地以及富有观赏性而被广泛应用于富营养化景观水体的净化中,而再生水补给的景观水体一般具有低碳氮比及主要为硝酸盐氮的特征,碳源不足经常成为限制生态浮床净化再生水补给景观水体的重要因素。基于此... 详细信息

生态浮床由于其绿色经济、不额外占地以及富有观赏性而被广泛应用于富营养化景观水体的净化中,而再生水补给的景观水体一般具有低碳氮比及主要为硝酸盐氮的特征,碳源不足经常成为限制生态浮床净化再生水补给景观水体的重要因素。基于此,本研究首先通过监测设置传统生态浮床后的实际再生水补给景观水体的水质变化,然后通过设置生态浮床(EFB)、悬挂植物碳源的强化生态浮床(C-EFB1)和填充植物碳源的强化生态浮床(C-EFB2)对模拟再生水补给景观水体的净化效果试验,探究植物碳源的添加以及植物碳源投加位置对生态浮床强化脱氮的效果影响。本研究可为植物碳源强化生态浮床净化再生水补给景观水体水质的应用提供指导,并为浮床植物收割后的资源化利用提供有效途径。主要结果及结论如下:1)对铺设和未铺设生态浮床的实际景观水体水质的监测结果表明,与对照相比,生态浮床对水中浊度、COD、TN、NH-N、NO-N、TP、藻密度和Chl-a浓度的平均去除率分别为6.9%、23.2%、20.85%、24.15%、15.68%、40.24%、35.51%和28.16%。因此,生态浮床对再生水补给的景观水体水质净化效果有限。此外,监测结果也表明,再生水补给的景观水体C/N比低,生态浮床对其中NO-N去除效果不佳。因此,有必要在生态浮床中额外引入碳源以强化其对再生水补给景观水体中NO-N的去除。2)以菖蒲为植物碳源,当含水率为58%、粒径为8 cm时,植物碳源COD释放速率最慢,为11.7 mg/d,满足其作为缓释碳源的要求。植物碳源72 h浸出液BOD/COD值为0.65,具有较强的可生化性。同时,通过测定植物碳源72 h浸出液反硝化性能及反硝化前后浸出液中DOM含量变化,证明菖蒲植物碳源释放的有机碳多为络氨酸蛋白类物质,易被反硝化细菌利用。3)C-EFB1和C-EFB2中植物碳源的引入对模拟的再生水补给景观水体水质有良好的改善并可保持相对稳定。整个试验中,C-EFB1对TN、NO-N、藻密度和Chl-a的平均去除率分别为62.24%、92.84%、79.01%、67.87%,C-EFB2对TN、NO-N、藻密度和Chl-a浓度的平均去除率分别为64.24%、92.24%、76.82%、51.41%,两个强化生态浮床系统均可将景观水体水质保持在《地表水环境质量标准GB3838-2002》Ⅳ类水标准限值内。碳源不同的添加方式会对碳源释放速率有一定的影响,其中填充方式下,碳源释放速率更加缓慢,但对强化生态浮床净化水中污染物的去除效率影响不显著(p植物碳源并未对水体造成二次污染,安全性较好。4)植物碳源的引入可以促进浮床植物的旺盛生长。试验结束时,C-EFB1系统中千屈菜与菖蒲生物质干重增加量比EFB系统分别高8.7%和113%。同时,植物碳源促进了沉积物中NO-N的去除。添加植物碳源后,生态浮床系统中微生物群落结构发生较大改变,微生物风度与多样性大幅提高。其中,Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Chloroflexi和Firmicutes等与脱氮相关的功能菌的相对丰度大幅提高。

关键词：城市景观水体再生水生态浮床植物碳源植物资源化利用

植物碳源强化人工湿地处理乌梁素海农田退水效能研究

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植物碳源强化人工湿地处理乌梁素海农田退水效能研究

作者：卢兴顺内蒙古大学

学位级别：硕士

乌梁素海因受上游农田退水污染使得湖泊生态系统遭受严重破坏,加大对农田退水的源头防控和过程拦截治理以缓解水域富营养化污染迫在眉睫。人工湿地作为一种高效处理农田退水的措施,污染净化能力会因系统内碳源缺失而降低,向系统内添加... 详细信息

乌梁素海因受上游农田退水污染使得湖泊生态系统遭受严重破坏,加大对农田退水的源头防控和过程拦截治理以缓解水域富营养化污染迫在眉睫。人工湿地作为一种高效处理农田退水的措施,污染净化能力会因系统内碳源缺失而降低,向系统内添加碳源成为提高净化能力行之有效的措施之一。本文为了探究添加植物碳源强化人工湿地处理农田退水的效能,选用乌梁素海典型植被芦苇、水葱作为外加碳源,通过静态释放实验,分析剪碎、碱泡、碱热3种预处理方式下植物碳源的静态释碳规律,筛选出优质碳源,投加至垂直潜流人工湿地中,明确其对净化农田退水的促进作用;同时,通过现代分子生物学技术方法(荧光定量PCR、扩增子高通量测序)探明添加碳源后人工湿地脱氮过程的微生物学机制,本研究得出结论如下:(1)碱热处理后的芦苇具有持续释碳的能力,显著提高了人工湿地的脱氮除磷效果,总氮、总磷平均去除率高达75.67%、91.37%,且自身释放的氮、磷含量较低,对湿地系统产生污染较小;(2)植物碳源添加的最适碳氮比为5,此时反硝化速率最强,达到同步强化脱氮除磷的目的;(3)在碳源充足的情况下,底层微生物反硝化作用强,促进系统脱氮;(4)外加植物碳源,促使人工湿地微生物群落具有更高的丰富度和多样性,Proteobacteria、Actinobacteriota、Chloroflexi等为门水平上的优势菌,KD4-96、Halomonas等为属水平上的优势菌,在人工湿地微生物脱氮过程中发挥着重要的作用;(5)好氧类微生物(氨氧化细菌、硝化细菌)多分布于系统的上层,厌氧类微生物(反硝化细菌)在系统的下层居多,它们间呈现出一种竞争协同的生态关系,并在系统中通过短程硝化反硝化途径去除各类氮源。

关键词：农田退水垂直潜流人工湿地植物碳源脱氮除磷微生物学机制

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植物碳源对人工湿地脱氮过程的影响

工业水处理 2021年第12期41卷 89-94,114页

作者：许兵张旭刘佳成小翔山东建筑大学市政与环境工程学院山东济南250101 济南水务集团有限公司山东济南250118

碳源不足已成为人工湿地脱氮受限的重要因素。植物材料因富含丰富的纤维素,且成本低廉、可再生,在自然环境中可广泛获取,具有作为外加碳源应用于人工湿地脱氮过程中的潜力。为研究添加植物碳源对人工湿地脱氮过程的影响,选取3种常见植... 详细信息

碳源不足已成为人工湿地脱氮受限的重要因素。植物材料因富含丰富的纤维素,且成本低廉、可再生,在自然环境中可广泛获取,具有作为外加碳源应用于人工湿地脱氮过程中的潜力。为研究添加植物碳源对人工湿地脱氮过程的影响,选取3种常见植物材料作为潜在碳源,探究其释放特性,并作为外加碳源,研究在不同条件下对人工湿地脱氮效果和N;O的释放量的影响。研究结果表明:植物材料可以很好地释放有机碳,其累积释碳量为119.78~172.84 mg/g,添加植物碳源进行人工湿地试验,HRT为3 d、碳氮比为6、温度为30℃时,脱氮效率最高。其水解产物多为类腐殖酸化合物,TN去除率从24.5%~37%提升至64.1%~75.7%,但投加植物碳源可使N;O释放量升高。植物材料作为外加碳源可以有效提高人工湿地的脱氮效率。

关键词：外加碳源植物碳源反硝化人工湿地

外加植物碳源强化人工湿地处理农田退水效能分析

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环境工程学报 2022年第5期16卷 1537-1548页

作者：卢兴顺丁晓宇林岩吕航武琳慧内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室呼和浩特010021

人工湿地作为一种高效处理农田退水的工程设施,其污染物去除效果会因系统内碳源缺失而降低。为了探究外加碳源强化人工湿地处理农田退水的效果,本研究选用芦苇、水葱作为外加碳源,分析了简单处理、碱泡处理、碱热处理3种预处理方式下植... 详细信息

人工湿地作为一种高效处理农田退水的工程设施,其污染物去除效果会因系统内碳源缺失而降低。为了探究外加碳源强化人工湿地处理农田退水的效果,本研究选用芦苇、水葱作为外加碳源,分析了简单处理、碱泡处理、碱热处理3种预处理方式下植物碳源的静态释碳规律,并筛选优质碳源,探究了外加碳源对垂直流人工湿地净化农田退水的促进作用。结果表明,碱热处理后的芦苇具有持续析出碳源的能力,可显著提高人工湿地的脱氮除磷效能,其总氮和总磷平均去除率可达75.67%和91.37%;碱热处理后的芦苇自身析出的氮、磷含量较低,对湿地系统产生污染较小。此外,植物碳源添加的最适碳氮比为5,可实现同步强化脱氮除磷;在碳源充足的情况下,总氮、总磷在人工湿地底层的去除效果好于人工湿地中上层,底层微生物反硝化作用强,可促进系统脱氮,氧气可能是脱氮效果的限制因素之一。

关键词：植物碳源垂直潜流人工湿地农田退水脱氮除磷

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植物碳源调控对人工湿地脱氮效果的影响

环境工程学报 2016年第10期10卷 5611-5616页

作者：晋凯迪于鲁冀陈涛柏义生范鹏宇李阳阳郑州大学水利与环境学院郑州450001 郑州大学环境政策规划评价研究中心郑州450002

针对人工湿地中有机碳源不足造成的脱氮效率不高的问题,向人工湿地中投加植物碳源用以改善人工湿地内部碳氮比低的状况。通过比较芦苇秸秆、梧桐树皮、梧桐树叶、玉米芯4种植物碳源分解时有机物、氮元素的释放规律,从而确定玉米芯为最... 详细信息

针对人工湿地中有机碳源不足造成的脱氮效率不高的问题,向人工湿地中投加植物碳源用以改善人工湿地内部碳氮比低的状况。通过比较芦苇秸秆、梧桐树皮、梧桐树叶、玉米芯4种植物碳源分解时有机物、氮元素的释放规律,从而确定玉米芯为最佳植物碳源,并采用水平潜流人工湿地系统模型研究了投加玉米芯对人工湿地系统脱氮效果的影响。试验发现,空白湿地系统COD的平均去除率为38.71%,总氮的平均去除率为34.24%,玉米芯湿地系统则在保证COD平均去除率38.52%的同时,提高总氮平均去除率到70.55%,证明了植物碳源调控提高人工湿地脱氮效果的可行性与高效性。

关键词：玉米芯人工湿地植物碳源反硝化脱氮效果

植物碳源—硫反硝化强化城市污水厂尾水脱氮研究

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植物碳源—硫反硝化强化城市污水厂尾水脱氮研究

作者：史艳琨北京交通大学

学位级别：硕士

目前我国城市污水处理厂尾水被用于城市内河和内湖的水源补充水的最大限制性因素是TN含量高,其中NO-N占比达80%,因此,亟需对污水厂尾水进行深度脱氮。污水厂尾水具有碳氮比低,NO-N占比高的特点,脱氮时需要外加碳源或提供其他电子供体,... 详细信息

目前我国城市污水处理厂尾水被用于城市内河和内湖的水源补充水的最大限制性因素是TN含量高,其中NO-N占比达80%,因此,亟需对污水厂尾水进行深度脱氮。污水厂尾水具有碳氮比低,NO-N占比高的特点,脱氮时需要外加碳源或提供其他电子供体,所以开发低成本碳源或电子供体成为该领域的研究热点和难题。针对此问题,本研究基于植物碳源-硫反硝化原理,首先对成本低廉的芦苇杆、稻杆、核桃壳和玉米芯4种植物碳源的组成、释碳及反硝化潜能进行对比研究,综合筛选最优碳源用于植物碳源-硫反硝化滤柱中,并研究植物碳源-硫填充方式、水力停留时间(HRT)等关键运行参数对尾水强化脱氮的影响,揭示植物碳源-硫反硝化脱氮的微生物群落变化。主要结论如下:(1)玉米芯在芦苇杆、稻杆、核桃壳、玉米芯4种植物碳源中纤维素和半纤维素总含量(73.8g/100g)最高,且玉米芯不易变形、表面粗糙。静态释碳实验表明,四种植物稳定后(第3d-15d)其浸出液中COD平均浓度依次为稻杆(8.40±4.27mg/L)>玉米芯(4.26±1.87 mg/L)>芦苇杆(3.32±1.32 mg/L)>核桃壳(2.46±1.44mg/L)。在植物碳源硫混养反硝化潜能实验稳定阶段(15-25d)TN平均去除率高低依次为玉米芯(25±9%)>稻杆(24±11%)>芦苇杆(23±8%)>核桃壳(21±8%),碳硫混养反硝化试验前后p H变化程度从大到小依次为稻杆>玉米芯>芦苇杆>核桃壳。综合考虑,玉米芯是最适合作为植物碳源-硫反硝化材料的植物。(2)上端玉米芯下端硫磺填充方式的反硝化滤池处理污水厂尾水时表现出较好的脱氮效能。在HRT为2h时,四种填充方式反硝化滤柱其TN去除率由大到小依次为:上端玉米芯下端硫磺(86.34±5.43%)>玉米芯硫完全混合(83.96±5.26%)>玉米芯硫交替分层(80.98±4.29)>上端硫磺下端玉米芯(75.10±3.32%),四种出水COD浓度接近。在上端玉米芯下端硫磺的填充方式下,考察了HRT对反硝化滤柱脱氮效能的影响,HRT为1h、1.5h、2h、2.5h、3h、4h、6h时,稳定阶段TN去除率分别为24.51±6.75%、66.32±10.62%、83.45±3.47%、81.77%±4.94%、88.25±1.55%、89.53±2.66%和92.26±1.78%,但HRT为3h、4h、6h时,出水COD超出一级A排放标准;综合考虑,推荐2h为最佳HRT。高通量测序和qPCR结果表明上端玉米芯下端硫磺填充方式的下玉米芯表面的微生物群落最为丰富,且HRT为2h时微生物群落多样性较HRT为4h更为丰富,其其优势菌门为变形菌门(36.15%)、拟杆菌门(14.39%)、绿弯菌门(10.34%)和酸杆菌门(8.74%)。随着反硝化滤柱水流的方向,玉米芯填料上的变形菌门和拟杆菌纲的占比总和也逐渐减少,由进样口附近的67.61%逐渐减少到出水口附近的45.84%。

关键词：植物碳源城市尾水反硝化脱氮自养反硝化异养反硝化

外加植物碳源对人工湿地处理海水循环水养殖尾水脱氮性能的影响

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环境工程学报 2019年第6期13卷 1382-1390页

作者：孙琳琳宋协法李甍黄志涛董登攀中国海洋大学水产学院

针对人工湿地处理海水循环水养殖尾水因碳源不足引起硝态氮去除效果不佳的问题,通过静态释放实验,比较了玉米秸秆、玉米芯以及芒草在海水中的静态释放特性,探究了酸处理和碱处理对玉米芯释放规律的影响,并采用垂直潜流人工湿地系统研究... 详细信息

针对人工湿地处理海水循环水养殖尾水因碳源不足引起硝态氮去除效果不佳的问题,通过静态释放实验,比较了玉米秸秆、玉米芯以及芒草在海水中的静态释放特性,探究了酸处理和碱处理对玉米芯释放规律的影响,并采用垂直潜流人工湿地系统研究添加玉米芯和玉米芯浸出液对湿地处理海水循环水养殖尾水脱氮效果的影响。结果表明,3种植物碳源都有可观的COD释放量,玉米芯氮素磷素释放量都较小,更适合作为外加碳源;酸处理和碱处理都能提高植物碳源的碳溶出速率,但碱处理的释放速率更稳定,更适合作为预处理方式;添加玉米芯和玉米芯浸出液湿地对硝态氮的去除率分别提高至90.63%和88.56%,表明添加植物碳源能显著提高海水人工湿地的脱氮效果,并证明以植物碳源浸出液替代植物碳源的有效性与可行性。

关键词：垂直潜流人工湿地植物碳源海水循环水养殖尾水总可溶性氮 COD

植物碳源调控下水平潜流湿地强化脱氮试验研究

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植物碳源调控下水平潜流湿地强化脱氮试验研究

作者：晋凯迪郑州大学

学位级别：硕士

本论文针对低碳氮比运行条件下人工湿地脱氮效率不高的问题进行了深入研究。通过比较选出适宜用于人工湿地的植物碳源材料,利用小试试验对植物碳源的投加位置、投加比例以及补充植物碳源后人工湿地的水力负荷等条件进行优化,将优化得到... 详细信息

本论文针对低碳氮比运行条件下人工湿地脱氮效率不高的问题进行了深入研究。通过比较选出适宜用于人工湿地的植物碳源材料,利用小试试验对植物碳源的投加位置、投加比例以及补充植物碳源后人工湿地的水力负荷等条件进行优化,将优化得到的碳源调控参数应用到人工湿地小试装置中去,观察碳源调控下人工湿地装置的脱氮效率,对人工湿地碳源调控强化脱氮技术的可行性进行了验证,并采用扫描电镜、分子生物学技术等手段对人工湿地内部的微观状态、优势菌种以及脱氮微生物进行了分析。（1）芦苇秸秆、玉米芯、梧桐树皮、梧桐树叶四种植物碳源中,玉米芯在浸泡过程中会释放出大量的有机物且持续释放能力较强,30 d后的玉米芯浸泡液B/C值为0.35,具有良好的可生化能力,同时玉米芯分解时无色度产生,分解后呈粉末状,不会造成人工湿地的堵塞等问题,适合作为人工湿地的外加植物固态碳源。（2）碳源调控参数优化研究中发现,控制玉米芯的投加体积比为1.0%,将其投加在湿地基质床内中后部（水力路径约60%的断面位置）,调节水力负荷为2.03m3/m2·d,此时小试装置的出水COD值无恶化,且总氮的平均去除率在45%以上。（3）人工湿地装置小试,结果显示,空白湿地的COD平均去除率为38.71%,总氮平均去除率为34.24%,碳源湿地的COD平均去除率为38.52%,总氮平均去除率达到70.55%,在合理调控的前提下,外加植物碳源有效提高了人工湿地的脱氮效率,验证了人工湿地碳源调控强化脱氮技术的可行性。（4）采用电镜对人工湿地系统内部的基质进行扫描发现,其表面附着有大量以短杆菌为主的微生物、固着藻类、浮游生物等,对人工湿地的出水均有净化作用;PCR-DGGE技术检测结果显示人工湿地系统内部的优势菌种约有10多个属,其中具有脱氮效果的菌属包括:假单胞菌属（Pseudomonas sp.）中的恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）、荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）;不动杆菌属（Acinetobacter sp.）中的琼氏不动杆菌（Acinetobacter junii）;沙雷氏菌属（Serratia sp.）中的粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）;短波单胞菌属（Brevundimonas sp.）中的缺陷短波单胞菌（Brevundimonas diminuta）;以及植物内生菌（Endophytic bacterium）等,从分子生物学角度对人工湿地的脱氮效果进行了验证。

关键词：人工湿地植物碳源玉米芯强化脱氮