固体颗粒物与微生物引发污水地下渗滤系统堵塞机制研究

地下渗滤是一种适合中国国情的低耗高效的分散污水生态处理与资源化技术，具有净化效果好、运行经济、操作简单等优点。由于土壤堵塞影响系统水力负荷、处理效果和系统寿命，成为限制地下渗滤推广应用的瓶颈。本项目以固体颗粒物与微生物引发的堵塞为中心，耦合现代显微技术（AFM, SEM）、仪器分析技术（LC-MC等）和分子生物学技术（PCR-DGGE, FISH），鉴定引发土壤堵塞的固体颗粒物、微生物分泌的胞外多聚物及微生物代谢产物的类别，获得微生物堵塞的分类和定位信息，建立精确的、适用范围广的土壤堵塞数学模型。本项目的研究结果将揭示地下渗滤系统中土壤堵塞形成的过程、内在机制、分子机理，对控制土壤堵塞、延长系统的使用寿命，丰富分散污水处理的理论体系、技术内涵、推进地下渗滤法的普及具有重要的科学意义，对于在一定程度上缓解目前我国分散污水处理的压力具有重要的现实意义。

地下渗滤系统是一种适合中国国情的低耗高效的分散污水生态处理与资源化技术，具有净化效果好、运行经济、操作简单等优点。由于土壤基质堵塞影响系统水力负荷、处理效果和系统寿命，成为限制地下渗滤系统推广应用的瓶颈。本项目以固体颗粒物与微生物引发的堵塞为中心，耦合现代检测技术和分子生物学技术，揭示了地下渗滤系统中土壤堵塞形成的过程、内在机制及特征，真实记录了地下渗滤系统微生物种群结构及分布情况，并构建了精确的、适用范围广的土壤堵塞数学模型。研究结果表明，颗粒物累积是造成地下渗滤系统堵塞的主要原因，堵塞发生在基质上层，并且堵塞延长了地下渗滤系统的停留时间，影响地下渗滤系统的COD、氨氮的去除效果，但不影响TP的去除。构建的土壤堵塞数学模型（渗透速率和有机质、悬浮物之间的相关关系）能够很好地预测地下渗滤系统堵塞问题。地下渗滤系统基质内部对污水起净化作用的微生物类群相似性很高，堵塞并未影响地下渗滤系统微生物种群结构、分布及相似性和丰富度，并进一步证明地下渗滤系统堵塞主要是由颗粒物引起。本项目研究能为预防和控制地下渗滤系统堵塞技术的开发提供理论依据。