人工濕地作為一種低投資、低能耗、低處理成本和具有較好氮磷去除功能的廢水生態(tài)處理技術(shù)已逐漸被世界各國所接受.它的原理主要是利用濕地中基質(zhì)、水生植物和微生物之間的相互作用，通過一系列物理的、化學(xué)的以及生物的途徑凈化污水.近年來，國內(nèi)外學(xué)者對人工濕地在污水處理方面的工程應(yīng)用和凈化機(jī)理等作了大量的研究; 在濕地系統(tǒng)的構(gòu)造、配水及組合類型方面也做了深入的探索.由于其具有良好的污染物去除效果和廣泛的適用性，已經(jīng)引起世界各國研究者的重視.
微生物作為人工濕地除污的主體和核心，在物質(zhì)的礦化、硝化、反硝化等過程中起到關(guān)鍵作用.低溫微生物是極端微生物之一，它們有著獨(dú)特的生理功能適應(yīng)環(huán)境，所以研究這類微生物不僅具有重要的理論意義，還在實(shí)際推廣應(yīng)用中產(chǎn)生了日益明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益.關(guān)于低溫菌，目前國內(nèi)科學(xué)家的研究主要是集中在低溫菌的分離、篩選和鑒定，對其在水處理方面的應(yīng)用也局限于實(shí)驗(yàn)室溫控條件下對模擬廢水的處理研究，針對低溫微生物在人工濕地中的污水處理方面研究極少.本實(shí)驗(yàn)研究了低溫菌Pseudomonas flava WD-3在不同接種量和水力停留時(shí)間時(shí)對冬季人工濕地的污水凈化效果，并采用Monod 模型對處理效果進(jìn)行模擬，對擴(kuò)展微生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用以及強(qiáng)化處理低溫廢水提供新的方法.
2 材料與方法
2.1 菌種來源
菌株P(guān)seudomonas flava WD-3 是冬季從南四湖人工濕地的底泥中培養(yǎng)、分離、篩選出來，經(jīng)鑒定為黃假單胞菌(Pseudomonas flava)，命名為Pseudomonas flava WD-3，基因登陸號(hào)為JX114950.
2.2 復(fù)合垂直流人工濕地
實(shí)驗(yàn)人工濕地采用復(fù)合垂直流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，底部相通，污水由下行池表面均勻投配，垂直下行，經(jīng)連通層到達(dá)上行池，再垂直上行，通過收集管排出.其中下行流池長150 cm，寬100 cm，深65 cm，上行流池長120 cm，寬100 cm，深55 cm，卵石層深20 cm; 投配負(fù)荷：2～20 cm · d-1;有機(jī)負(fù)荷：15～20 kg · hm-1 · h-1. 濕地基質(zhì)選用了不同粒徑的礫石和砂土特別組配而成，濕地結(jié)構(gòu)如圖 1所示，其中圖中箭頭表示污水流動(dòng)方向.
系統(tǒng)所選植物為美人蕉(Canna generalis)和菖蒲(Acorus calamus)，在2012年4月份種植于人工濕地反應(yīng)器中，種植密度為8株 · m-2，濕地植物生長狀況良好，已完全遮蓋基質(zhì)表面，根系發(fā)達(dá)，至實(shí)驗(yàn)時(shí)為止，該系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行半年時(shí)間.
