不同植物人工湿地对污水的净化效果

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1、孙光等：不同植物人工湿地对污水的净化效果2193不同植物人工湿地对污水的净化效果孙光1，马永胜*，赵冉东北农业大学水利与建筑学院，黑龙江哈尔滨150030摘要：通过对栽种芦苇(Phragmitesaustralis)、香蒲(Typhalatifolia)和菖蒲(Acoruscalamus)3种植物的潜流人工湿地进行试验研究，分析3种植物对污水的净化效果，及在不同水力停留时间下的变化规律。试验结果表明，在最佳运行条件下，COD、TN、TP的去除率分别在50%、75%和65%以上；3种植物对比可以看出，香蒲的净化效果明显

2、好于芦苇和菖蒲，香蒲对COD、TN、TP的去除率分别达到67.2%、89.7%、88.9%。关键词：湿地植物；人工湿地；污水净化；水力停留时间中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）06-2192-03孙光等：不同植物人工湿地对污水的净化效果2193人工湿地在污水处理、污染物控制和改善环境方面已经得到各国的普遍重视和应用[1-3]。这种技术与传统污水生化处理技术相比，具有建设成本与运行成本低、处理效果好、兼有生态修复功能与营造生态景观等特点[4]。在人工湿地污水处理系统中，植物床

3、起着非常重要的作用。但是人工湿地作为一种新型污水处理技术，在我国的研究时间较短，在湿地植物选择方面缺乏相关的经验，特别是我国东北地区又有着与南方地区显著不同的地域、气候、植被等特点，因此，开展东北地区人工湿地植物的筛选与配置技术研究对于拓展人工湿地技术在我国东北地区的应用有着重要的意义。本试验通过构建3种不同植物的潜流湿地系统，研究了湿地在不同水力停留时间对COD、TN、TP的去除效果，为人工湿地的构建提供理论依据。1材料与方法1.1人工湿地的设计人工湿地建立在东北农业大学露天实验场地，采用潜流型人工湿地系统，试验的

4、人工湿地模型如图1所示。人工湿地床体由砖砌成，单个床体长4m，宽1.7m，深1m，共3池，底部与四周以水泥墙封闭，并进行防渗处理。每个系统分为进水段、处理段、出水段。湿地床体底部铺两根排水管，内部填充基质为4~8mm粒径的碎石10cm，上层覆盖10cm细沙和40cm土壤，土壤取自东北农业大学露天实验场地。1.2人工湿地植物图1潜流式人工湿地构造Fig.1Thestructureofsubsurfaceflowconstructedwetland水生植物的选型必须遵循耐污能力强、去污效果好、适合当地环境、根系发达、抗病

5、虫害能力强、具备美观和经济价值等原则[5]。湿地植物吸收营养物质的能力与植物的种类、污水性质、当地气候、土壤性质等有关，与其根系的长势和生长深度也有关，且湿地植物对土壤的输氧能力和根系导水作用也与根系的发达程度有关[6]。2007年4月，从哈尔滨市郊外采集湿地植物－芦苇(Phragmitesaustralis)、香蒲(Typhalatifolia)和菖蒲(Acoruscalamus)，向湿地土壤中植入带有芽抱的植物根。每种植物种1池。植物生长初期做到经常除草，防止迅速生长的杂草抑制芦苇、香蒲和菖蒲的生长。湿地植物生长

6、至6月末基本布满整个池子成为优势种。1.3进水水质供试污水根据绥化市秦家灌溉试验站水稻稻田排放污水指标用化肥（磷酸二铵）进行模拟配比，其中的氮主要以氨氮形式存在，磷主要以磷酸根PO43-形式存在。进水水质条件如表1所示。1.4分析方法（1）氨氮的测定：水杨酸法。（2）全氮的测定：过硫酸钾氧化—紫外分光光度法。（3）全磷的测定：钼锑抗比色法。（4）COD的测定：重铬酸钾法。孙光等：不同植物人工湿地对污水的净化效果2193表1人工湿地进水水质Table1Thewaterqualityofconstructedwetlan

7、dinletCODc/(mg·L-1)NH4+-Nc/(mg·L-1)TNc/(mg·L-1)TPc/(mg·L-1)PH76~12844.6~81.247.6~80.032.7~52.97.2~8.2试验仪器：德国罗威邦ET99731微电子多参数COD/TOC测定仪。2结果与分析2.13种植物湿地对污水中COD的去除效果图23种植物湿地对COD的去除效果Fig.2TheCODremovalefficiencyofthethreeconstructedwetlandswithplants人工湿地对COD的去除主要是依

8、靠附着在基质和植物根系上的微生物的降解作用[7]。我们对栽种有芦苇、香蒲和菖蒲的三块湿地进行了试验研究。随运行时间的进行，人工湿地出水COD去除率的变化曲线如图2所示。本研究表明，各植物人工湿地对CODcr的去除率随停留时间的延长而增大，植物对CODcr的去除发挥了一定的作用，各植物人工湿地对CODcr的去除效果最好在第3天，去除率均在54.9