植物在污水处理湿地脱氮过程中具有重要直接作用,同时也为湿地微生物脱氮提供了良好的条件。污水处理湿地各种脱氮过程的活性受植物种类和季节性温度的影响,但对植物在污水处理湿地氮去除中的贡献还存在不同认识。研究植物在不同季节对污水处理湿地脱氮的影响,对污水处理湿地构建及脱氮效果提高有重要意义。本研究以菖蒲、香蒲、芦苇3种挺水植物为材料构建潜流型污水处理湿地系统,以同形式无植物湿地为对照(CK),通过春-夏、夏-秋两季间歇式均匀布水条件下的室外试验,研究不同季节植物的生长变化及植物、基质和微生物对污水中氮的去除效应,以进一步明确植物湿地的脱氮效果。取得以下结果:1、两季试验中,植物生物量及氮素吸收量随生长时间而增大。植物氮素吸收量与生物量及氮素含量显著正相关。春-夏季平均生物量积累大于夏-秋季,香蒲生物量及氮素积累量显著高于菖蒲和芦苇。芦苇生物量和累积量对季节变化的响应明显大于菖蒲和香蒲。2、两个试验季节,污水处理湿地湿地溶解氧(DO)含量波动变化,不同湿地系统出水DO浓度为春-夏季CK>菖蒲湿地>香蒲湿地>芦苇湿地,夏-秋季CK>菖蒲湿地>芦苇湿地>香蒲湿地;春-夏季湿地水体pH值先迅速上升后缓慢下降。夏-秋季,pH值先下降后上升。春-夏季,湿地系统出水DO和水体pH值均高于夏-秋季,说明温度越低,微生物活动耗氧量越少。3、污水处理湿地夏-秋季总氮(TN)去除率(90%以上)高于春-夏季,不同植物湿地TN去除率大小为春-夏季:芦苇湿地>香蒲湿地>菖蒲湿地>CK,夏-秋季:香蒲湿地>菖蒲湿地>芦苇湿地>CK。两个试验季节,污水处理湿地氨氮及总氮去除率与湿地水体pH、DO、NH4+-N、NO3--N、TN浓度极显著负相关;NH4+-N去除率与TN去除率极显著正相关,表明本试验的湿地设计可以满足不同温度下硝化和反硝化细菌的脱氮条件。4、各湿地系统夏-秋季基质TN含量略高于春-夏季,基质氮素吸附量为CK〉菖蒲湿地〉香蒲湿地〉芦苇湿地。春-夏季,湿地基质NH4+-N和NO3--N含量随时间呈先升高后降低的趋势,TN含量先波动后趋稳,夏-秋季,基质NH4+-N含量先升高后降低,NO3--N和TN含量无规律波动。5、两季试验中,湿地基质氨化细菌数量显著大于硝化和反硝化细菌,表明氨化细菌为污水处理湿地及植中的优势菌。但氨化细菌数量与TN去除率负相关,而亚硝化和反硝化细菌与NH4+-N及TN去除率正相关,表明硝化和反硝化过程对以氨态氮形态存在的氮的去除起重要作用。6、春-夏季,菖蒲、香蒲、芦苇及CK湿地系统总氮去除总量分别为3.44 g、3.67g、3.76g和3.19g,其中基质吸附分别占36.74%%、26.11%、24.15%和42.57%,植物直接吸收分别占15.26%、41.30%、33.98%和0.00%,微生物分解的贡献分别为48.00%、32.65%、41.87%、57.43%。夏-秋生长季,菖蒲、香蒲、芦苇及CK系统总氮去除总量分别为3.79 g、3.84g、3.70g和3.50g,其中基质吸附分别占28.50%、20.03%、20.76%和55.42%,植物直接吸收占6.96%、23.17%、8.15%和0.00%,微生物分解的贡献分别为65.54%、56.81%、71.09%和44.58%。整体来看,植物湿地的脱氮效率明显高于对照湿地,各脱氮途径对污水处理湿地氮去除的贡献率以微生物分解为最大,基质吸附其次,植物吸收的贡献最小,但春-夏试验季香蒲湿地以植物吸收为主要脱氮途径,对照系统夏秋试验季基质吸附脱氮超过微生物分解脱氮。