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1、人工湿地对生活污水脱氮除磷的应用与效果摘要：当前我国正在就面源污染控制方法进行深入研究，以期能够进入实际的推广应用阶段。这就需要对面源污染控制的一种非常重要的工艺方法人工湿地进行深入研究。本文系统介绍了人工湿地污水处理技术的概念、结构、功能、分类。人工湿地污水处理系统是一个完整的生态系统,正不断得到研究应用和发展,具有投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、操作简单、维护和运行费用低廉等优点。这项技术适合我国国情，尤其适合广大农村、中小城市的污水处理,具有极其广阔的应用前景。较之传统的脱氮除磷的处理方法，人工湿地具有生态性、景观性、经济
2、性等特点。本文在介绍人工湿地中脱氮除磷的去除机理的基础上，探讨湿地中植物和填料脱氮除磷效果。关键词：人工湿地污水处理污染物去除脱氮除磷植物填料影响因素生态系统一、前言目前较常采用的湿地形式主要有表面流（SFW）、垂直流（VFW）和潜流(SSFW)3种,其中潜流式湿地工艺具有除污效果好、很少有恶臭和不易孳生蚊蝇等优点,且处理效果受气候的影响小,是目前采用较多的处理工艺（1）。考虑到潜流式湿地的脱氮效果稍差,因此采用二级串联潜流式人工湿地的工艺强化脱氮效果,以期为污染治理提供参考。在SFW中，废水在湿地的土壤表层流动，水深较浅（一般在0。1－0。6m）,与SSFW相
3、比，其优点是投资省，缺点是负荷低，占地面积大；在SSFW中，污水在湿地床的表面下流动，一方面可以充分利用填料截留等作用，提高处理效果和处理能力;另一方面由于水流在地表以下流动，保湿性较好，受气候、季节的影响较小，并且可以避免异味及垃圾暴露等问题，但相比较SFW，其系统比较复杂，一次投资大。人工湿地对有机物、SS的去除率一般都可达到90％以上，但对氮磷的去除率较低,一般只能达到50％左右[2]。在有预处理设施和处理面积足够大的条件下（>50m2﹒m-3﹒d-1）,其总磷和总氮的去除率也可以达到90％以上[3]。一般来说，垂直流的脱氮效果要好于水平流湿地，湿地间歇运
4、行要好于连续运行[4]。在表面流人工湿地中，废水主要在填料表面流动，水位较浅，不能充分利用丰富的植物根系，所以氮磷的去除效果都不是很好，一般只有10％～15％[5]。鉴于单一系统的处理缺陷，目前国内外已经在复合系统的开发应用方面做了很多的尝试。例如Johansen、Ciupa等于1996年建造的水平流－垂直流复合人工湿地,Cerezo等人研究的表面流－潜流－垂直流复合湿地，以及我国的吴振斌等报道的下行流－上行流湿地[6],实践表明，复合湿地在有机负荷，氮磷的去除都要明显高于单一湿地。大量研究已证实：氮和磷能刺激藻类和光合水生生物的生长，而且最终引起水体富营养化，
5、而磷被认为是产生水体富营养化的最主要因素。由于传统的脱氮除磷技术都存在一定的局限性：化学沉淀法脱氮除磷，运行费用高，会产生大量的化学污泥；生物法脱氮除磷，工程投资高，工艺复杂，运行管理要求高。人工湿地除磷，是在一般的人工湿地系统的基础上，通过人为的控制措施，优化系统达到以脱氮除磷为主要目标的废水处理技术，其主要原理是通过湿地中的填料、植物和微生物来完成除磷。人工湿地除磷，具有投资少，运行维护方便，经过优化后处理效果好等特点，在保护水环境，以及进行有效的生态恢复等方面均具有十分重大的意义。二、试验部分2.1 试验装置1试验地点设于宜兴市大浦镇毛旗村。两级潜流式湿地
6、的尺寸(L×W×H)均为490cm×142cm×80cm,池底坡度为1%,两池中的填料均采用青石子。考虑到一级湿地处理对象为生活污水,为了防止污水悬浮物造成堵塞,一级湿地所选用的填料粒径较大,d为1～4cm;二级湿地处理对象为一级湿地的出水,为了强化处理效果,其填料粒径较小,d<1cm;中间调节池的尺寸(L×W×H)为50cm×142cm×80cm。两池中的植物均为当地常见的芦苇具体的试验工艺流程见图1集水池高位水箱一级湿地高位水箱二级湿地图1 试验工艺流程Fig.1 Flowchartoftheexperimentalprocess2.2试验设计在2004年4
7、月初将根系长度为20cm左右的芦苇移栽到湿地中,采用间歇进、出水的方式启动湿地系统,以促进芦苇根系和湿地内微生物的生长,启动期持续至7月下旬。正式试验自2004年7月26日起,处理对象为当地生活污水,试验水质见表1。表1 生活污水中氮、磷污染物含量Tab.1 Nitrogenandphosphorusconcentrationintheruraldomesticwastewatermg·L指标NH-NNO-NTNTP数值6～440～0.58～551～4试验分为两个阶段第一阶段为7月26日—8月27日处理水量为400L/d，取样频率为0.5～1次/d;8月27日—
8、10月25日随机采样监测
