碳源是反硝化过程中的电子供体,同时也是微生物生长和繁殖所需能量的主要来源。反硝化碳源不足是高氮低碳污水处理过程中常面临的问题,补充外加碳源强化脱氮效果是主要解决方法。传统碳源(主要包括甲醇、乙酸等低分子有机物和葡萄糖等糖类物质)易被微生物降解,但存在成本较高、运输不便、易堵塞等问题；以纤维素类物质和一些可生物降解的人工材料为代表的新型碳源价廉易得、脱氮效果较好,但该类固体碳源只能应用于人工湿地系统,不能作为传统污水处理工艺的外加碳源,且碳源释放可控性差、水力停留时间延长。近年来,一些学者发现,城市有机废水(如酿酒废水、糖蜜废水、淀粉废水等)及城市污水厂剩余污泥的厌氧发酵产物中含有大量的短链挥发性脂肪酸(VFAs),如乙酸、丙酸等,作为外加碳源时的脱氮效果比甲醇、乙酸等单一传统碳源脱氮效果更好。本文以人工湿地中广泛种植的大型水生植物作为厌氧发酵产酸的原料,研究其发酵液作为反硝化外加碳源的可行性。首先,重点考察了不同水生植物类型(挺水植物、沉水植物)、发酵温度(10℃、25℃、37℃)和粉碎程度(粉碎、不处理)条件下,植物体氮、磷、碳的释放规律,以及这3种因素对VFAs的产量、产酸速率和产酸类型的影响。结果表明,植物体氮的释放量由大到小排序为：再力花>菹草>苦草>香蒲,磷的释放量由大到小排序为：苦草>再力花>菹草>香蒲,碳释放量及VFAs总量由大到小排序为：菹草>苦草>再力花>香蒲；植物类型对产酸类型影响不大,四种植物发酵液中,乙酸均是最主要酸化产物,其次是丁酸和丙酸,而甲酸产量相对较低；相比挺水植物,沉水植物更适合作为发酵产酸的基质。不同发酵温度下,植物体氮、碳释放量和释放速率由大到小排序为：37℃>25℃>10℃,产酸量和产酸速率也呈现相同规律；相比之下,发酵温度对磷的释放量和释放速率影响较小,3种温度下磷释放速率均较快。粉碎程度对菹草氮、磷、碳的释放速率和释放量以及产酸速率和产酸量均有极显著影响(p<0.01),粉碎时氮、磷、碳的释放速率和释放量以及产酸速率和产酸量均显著高于不处理时。最后,实验室构建缺氧脱氮反应器和水平潜流人工湿地系统,分别考察以菹草发酵液作为外加碳源,对污水脱氮处理系统和人工湿地净化系统的强化脱氮效果。结果表明,菹草发酵液能够显著提高两种工艺的反硝化脱氮效果,在进水COD、N=16、HRT=4h时,缺氧脱氮反应器和潜流人工湿地系统的TN去除率分别由不添加碳源时的5.3%、4.3%提高至84.0%、79.6%,N03--N去除率分别由12.0%、4.9%提高至98.7%、100%；两种工艺较适宜的进水COD/N均为16：1,较适宜的HRT分别为4～8h和4h。