人工濕地對污水的凈化效果及系統中氮、磷的空間分布

時間：2008-06-12 來源：浙江大學 環境與資源學院 作者：曹杰 羅安程 呂庭君

資料來源：浙江大學 環境與資源學院

摘　　要：摘要：通過室內小型人工濕地裝置，研究了種植千屈菜和未種植植物的兩個人工濕地系統對氮、磷的去除效率及氮、磷的空間分布特征。結果表明，在整個運行過程中，種植千屈菜的人工濕地出水的TN、氨氮和TP 的平均濃度均低于無植物的人工濕地系統，千屈菜植物的存在在一定程度上提高了人工濕地對污染物的去除效果。在千屈菜人工濕地系統中，千屈菜的生物量及氮、磷積累量沿水流方向逐漸降低，表明可以通過合理的植物配置來提高人工濕地對氮磷的去除效率。

Abstract：

關 鍵 字：人工濕地;氮;磷;去除途徑

    人工濕地污水處理是20世紀70年代發展起來的一種污水處理技術，具有投資少，操作簡單，環境經濟效益好等特點。大量研究表明，人工濕地處理工藝對污水中BOD₅、CODcr、SS、大腸桿菌、氮、磷等污染物去除效果較好(Keith R. Hench,2003; Gemma Ansola,2003)。對氮、磷的去除效果不如COD等穩定，出水濃度和去除效率變化范圍較大 (宋志文,2005; 張太平,2005) 。氮磷的去除主要受介質與植物吸收兩方面的影響，易受到溫度、水力負荷、氮磷的面積負荷、植物生長狀況等諸多因素的影響。因此，了解植物與介質對氮磷吸收的作用，對于提高人工濕地的氮磷去除效率具有重要意義。目前，大部分研究主要集中在人工濕地系統對含氮、磷廢水的去除效果上(廖新俤,2002; David Steer,2002)，而對于氮、磷污染物去除效率與人工濕地植物、基質系統中的空間分布特征之間的關系研究不多。因此，本文就人工濕地對污水的凈化效果以及氮、磷在人工濕地系統中的空間分布特征進行研究，為改進人工濕地系統設計、優化植物配置提供理論依據。

1.材料與方法

1.1小型人工濕地污水處理系統

1.1實驗裝置
    人工濕地實驗裝置如圖1所示，處理區長120cm,寬60cm,高60cm。系統由PVC板制成。底部填充直徑3-5cm左右的碎石，厚度為15cm，以利于均勻布水。其上部鋪上一層尼龍窗紗,防止上層沙子堵塞碎石空隙。窗紗上面放置厚40cm的河沙作為人工濕地基質。該裝置分兩組，一組種植植物，另一組不種植物。

圖1.潛流型人工濕地系統示意圖

1.2植物選擇與培養：

經本課題組預備試驗，對十五種植物進行了篩選，發現千屈菜（Lythrum salicaria Linn）具有良好的氮磷去除效率。千屈菜為多年生挺水宿根草本植物，喜溫暖及光照充足，通風好的環境，喜水濕，比較耐寒，具有較高的氮磷吸收能力(單丹，2006)。本試驗所用千屈菜購于市場，幼苗先移入清水中，以恢復在運移過程中受損的根系。經恢復后的植物洗凈根系的泥土后移入濕地系統。將人工濕地平均分為A﹑B﹑C﹑D四個區(圖2 A)，每個區分別種植8株植物。

1.3 運行條件

試驗所用污水為人工配置而成，污水成分為蔗糖，蛋白胨，（NH₄）₂SO₄，KH₂PO₄及微量元素（竺建榮，1999），水質指標如表1所示。

人工濕地系統構建后，2006年6月15號開始添加人工配置污水，2006年9月23號運行停止，系統共運行100d。濕地系統為間歇進水，水力負荷為30L/d, 水力停留時間約為4d。

表.1  人工污水水質（mg/L）

1.4植物及基質的采樣

運行結束后，沿人工濕地水流方向的10 cm，30 cm，50 cm，70 cm，90 cm，110 cm處設取樣器，分別在距離表層基質10cm，20cm，30cm，40cm處取出基質,如圖2A所示。

沿人工濕地水流方向30cm，60cm，90cm，120cm刻度線位置將系統平均分為A,B,C,D四個區，分別收獲各區的植物（圖2B）。因千屈菜生長量大，試驗過程期間，對植株進行部分收割，并測定收割部分的生物量。試驗結束后，全部收獲千屈菜植株，分根，葉兩部分測定其鮮重，烘干后測定干生物量，并將烘干樣品磨碎，過100目以備分析所用。

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