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本课题基于海河流域水污染防治“十二五”规划及区域生态环境建设发展的总体要求,针对海河干流中游段水系呈现出的复合污染特征,搭建具有曝气设计的湿地小试装置。分三个阶段的实验探讨不同条件下组合人工湿地对污染物去除的贡献率,运用分子生物学及生物信息学技术从微生物学角度研究人工湿地对混合污水中N、P去除的机理。论文主要结论如下:(1)通过正交试验确定了组合人工湿地运行的最佳工况:水力停留时间为4d,BOD5/CODcr=0.2,曝气位置为表面曝气,曝气量为9m L/min。冬季间歇曝气实验设置三组装置,间歇曝气时间分别为8h、10h和12h,通过对TP、TN、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、CODcr、SS等污染物的去除效果,确定出最佳间歇曝气时间为8h。(2)大孔径曝气实验设置三组装置,分别为表面曝气、距底部30cm曝气和距底部20cm曝气,通过常规指标的测定确定了距底部30cm曝气的装置出水效果最优。对20个样品进行微生物多样性分析,在分离的细菌中发现11株与N元素去除有关的物种:Limnohabitans、Pseudomonas、Aquicella、Rhodobacter和Cyanobacteria等,与P元素循环有关的物种6株:Acidobacteria、Acidovorax、Chloroplast、Xanthomonadales、Betaproteobacteria和Proteobacteria。(3)微孔曝气实验设置三组装置,分别为表面微曝气、距底部30cm微曝气和距底部20cm微曝气,通过常规指标测定确定了距底部20cm曝气的装置出水效果最优。对20个样品进行微生物多样性分析,确定出与N去除有关的微生物有14株:Limnohabitans、Fluviicola、Pseudomonas、Methylophilacterium、Aquicella、Rhodobacter、Azospirillum、Achromobacter和Aeromicrobium等,与P去除有关的微生物有8株:Brevundimonas、Chlorobaculum、Pseudorhodoferax、Methylophilacterium、Bacillus、Panacagrimonas、Leptospira和Variovorax。