长期运行下小型人工湿地对病原体的去除效能及再生水安全利用研究

本文系统评估了种植香蒲的四种构型人工湿地(CW)对预处理市政污水中大肠杆菌、轮状病毒、多瘤病毒等病原体及理化指标的长期去除效果。研究表明，在近10年运行中，组合式湿地(HF)模块展现出更稳定的病原体去除能力(3-4个对数级)，达到WHO规定的限制性灌溉用水标准，为无化学消毒的废水回用提供了生态解决方案。

　　

Highlight

本研究亮点在于揭示了小型人工湿地系统在长期运行中对多种病原微生物的持续去除效能，为生态化废水处理技术提供了重要实践依据。

Materials and methods

材料与方法

研究位于巴西弗洛里亚诺波利斯市(南纬27°35′49"，西经48°32′56")的试验基地，该地区属恒湿亚热带气候，年均温25.4°C。评估了四种香蒲种植的潜流人工湿地(CW)系统，持续监测近10年运行数据。采用标准方法检测COD、NH₄⁺-N、PO₄^3?-P等理化指标，并通过分子生物学技术定量分析大肠杆菌(E. coli)、轮状病毒(Rotavirus)、多瘤病毒(Polyomavirus)等病原体浓度。

COD, N-NH₄⁺ and P-PO₄^3?

表1显示，SVF₁模块在I、II运行阶段对COD的去除率分别达93%和87%，NH₄⁺-N去除率72-83%，PO₄^3?-P去除率75-78%。统计分析表明各阶段去除效率无显著差异(p>0.05)，证实系统具有稳定的污染物去除能力。

Discussion

讨论

研究发现人工湿地能实现病原微生物3-4个对数级的去除，符合WHO废水回用标准。值得注意的是，组合式湿地(HF)模块展现出优于单一模块的病原体去除能力，这与其特殊的饱和-非饱和交替流动区设计密切相关。研究同时指出，仅依赖单一指示微生物(如大肠杆菌)评估CW系统可能存在健康风险误判。

Conclusions

结论

人工湿地系统在长期运行中持续表现出优异的病原体去除能力，特别是组合式设计能产生协同净化效应。该技术为缺水地区提供了一种无需化学消毒的废水回用方案，但需根据具体用途选择适当的生物指示物组合进行安全评估。