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由各主成分的因子载荷可知, 针对曝气垂直流滤池进水理化特征, 第一主成分主要包括磷、有机物、pH值、溶解氧, 第二、三主成分主要包括溶解性盐、温度、压强、水力负荷, 第四主成分主要包括溶解性氮; 针对曝气垂直流滤池出水理化特征, 第一主成分主要包括溶解性盐、总氮, 第二主成分主要包括有机物、溶解氧、pH值, 第三主成分包括压强、温度, 第四主成分包括磷; 类似地, 针对折流式水平流滤池进水理化特征, 第一主成分主要包括溶解性氮、总氮、溶解性盐, 第二主成分主要包括溶解氧、分流比、有机物; 针对折流式水平流滤池出水理化特征, 第一主成分主要包括溶解性盐、氧化还原电位, 第二主成分主要包括溶解性氮、分流比、总氮, 第三主成分主要包括压强、温度、溶解氧、pH值(表7).
| 项目 | 主成分 | ||||
| Factor_1 | Factor_2 | Factor_3 | Factor_4 | Factor_5 | |
| 0.940(IP) | 0.949(SC) | 0.955(T) | 0.808(DIN) | 0.896(TN) | |
| 0.918(DCOD) | 0.947(TDS) | -0.859(P) | -0.801(NO2--N) | -0.573(ORP) | |
| 曝气垂直流滤池进水 | 0.908(TCOD) | 0.810(Sal) | -0.817(Res) | 0.690(TAN) | |
| 0.876(pH) | 0.651(HLR) | 0.816(Cond) | 0.625(NO3--N) | ||
| 0.792(DO) | |||||
| 0.655(TP) | |||||
| 0.964(TDS) | 0.930(TCOD) | 0.811(P) | 0.839(IP) | 0.830(NO3--N) | |
| 0.962(SC) | 0.929(DCOD) | -0.779(T) | 0.620(TP) | 0.677(HLR) | |
| 0.947(TN) | -0.759(DO) | ||||
| 0.869(Cond) | 0.748(ORP) | ||||
| 曝气垂直流滤池出水 | 0.862(Sal) | -0.595(pH) | |||
| -0.853(Res) | |||||
| 0.819(DIN) | |||||
| 0.710(TAN) | |||||
| 0.548(NO3--N) | |||||
| 0.911(DIN) | 0.948(DO) | 0.810(IP) | 0.814(P) | ||
| 0.891(TN) | 0.913(Ratio) | 0.807(TAN) | -0.753(T) | ||
| 折流式水平流滤池进水 | 0.778(TDS) | 0.897(TCOD) | 0.650(pH) | 0.717(ORP) | |
| 0.771(NO3--N) | 0.884(DCOD) | -0.589(NO2--N) | 0.635(Res) | ||
| 0.757(SC) | 0.601(TP) | -0.577(Cond) | |||
| 0.731(Sal) | |||||
| 0.967(Cond) | 0.842(DIN) | -0.804(P) | 0.704(DCOD) | 0.828(IP) | |
| -0.947(Res) | 0.831(NO3--N) | 0.753(T) | -0.697(TP) | 0.760(TAN) | |
| 折流式水平流滤池出水 | 0.945(Sal) | -0.737(Ratio) | 0.705(DO) | -0.650(NO2--N) | 0.484(TCOD) |
| 0.945(TDS) | 0.580(TN) | 0.555(pH) | |||
| 0.944(SC) | |||||
| 0.786(ORP) | |||||
1) 曝气垂直流滤池进水、出水理化特征作旋转主成分分析经6次迭代收敛; 折流式水平流滤池进水、出水理化特征作旋转主成分分析经8次迭代收敛; 提取方法：主成分分析; 旋转方法：Kaiser标准化最大方差法
表 7 旋转主成分矩阵中各主成分的主要因子载荷
与污染物的去除效率进行RDA排序分析, 结果如图 2所示.据RDA统计结果, 监测的污染物去除效率与两种滤池各自进出水理化特征间均存在显著(P<0.05) 的线性关系, 说明滤池对各种污染物的去除效率确实受控于监测的理化环境因子变异.
图 2 两种滤池百分比去除率与进出水影响因素间的冗余度分析排序
进一步分析排序图 2发现, 提取的各主成分对污染物的去除产生不同的影响.针对曝气垂直流滤池进水理化特征, 溶解性氮、硝氮、总氮及磷的去除效率与第一主成分明显正相关, 又结合表 7因子载荷可知, 该主成分主要由影响硝化-反硝化的碳源、溶解氧、碱度等因素构成.关于该正相关的解释为：溶解氧愈高, 一方面愈有利于有机物的氧化分解, 另一方面愈有利于氨氮的硝化, 产生更多的硝氮; 又处理原水中不乏碳源(碳氮比为7.13, 表 1), 加上滤池出水的低溶解氧环境(出水平均DO：2.09 mg˙L-1, 表 2), 更多的硝氮有利于提升反硝化强度, 进而提高溶解性氮和总氮的去除效率.本研究中, 处理原水中硝氮所占的比例较低(表 1), 原水中较高的溶解氧在曝气停止后很快被滤池内有机物的氧化分解和硝化过程消耗, 进而进入厌氧状态, 这有助于随后的反硝化过程. pH值与溶解氧类似, 因为硝化过程耗碱, pH值愈高, 愈有利于硝化过程.磷的去除与上述因素正相关, 可能是因为溶解氧、有机物含量愈高, 愈能促进微生物增殖[16], 进而增强对磷的吸附/吸收强度[图 2(a)和表 7].
针对曝气垂直流滤池出水理化特征, 提取的各主成分与污染物去除效率均呈负相关.除亚硝氮与第五主成分明显负相关外, 其余指标与第一至第四主成分明显负相关.亚硝氮与第五主成分明显负相关, 这可能是因为出水硝氮含量愈高, 暗示滤池内氧化性愈强, 愈不利于反硝化过程.这是因为亚硝氮为反硝化过程中间产物, 极不稳定, 很容易被氧化为硝氮.在剩余指标中, 有机物、氨氮、溶解性氮与第二、第三主成分明显负相关, 可能是因为出水溶解氧、pH值愈高, 愈有利于硝化过程; 出水中有机物含量愈高, 有机物氧化分解消耗的溶解氧也就愈多, 留给氨氮硝化的溶解氧也就愈少.氨氮的去除与温度正相关, 这是因为温度愈高, 滤池内部微生物的硝化反应强度愈烈[图 2(b)和表 7].
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