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人工湿地植物净化生活污水

来自:山东敏德环保工程有限公司 点击:发布日期:2019/11/19
核心提示:我国是一个农业大国BG大游官网BG大游官网BG大游官网,随着地方经济的不断发展BG大游官网,农村人民生活水平不断提高BG大游官网BG大游官网,日益增长的农村生活垃圾已经成为影响我国水环境质量的重要因素BG大游官网。植物是人工湿地系统的核心部分之一[1]BG大游官网,也是人工湿地系统的特点所在
  我国是一个农业大国,随着地方经济的不断发展,农村人民生活水平不断提高,日益增长的农村生活垃圾已经成为影响我国水环境质量的重要因素BG大游官网。植物是人工湿地系统的核心部分之一[1],也是人工湿地系统的特点所在[2]BG大游官网。
  人工湿地作为污水处理系统存在已有50多年历史,具有投资少BG大游官网BG大游官网、运行费用低BG大游官网BG大游官网、抗冲击力强和易于维护管理的优点[3~7]。国内外专家学者对人工湿地进行了大量的研究,并规划建立了许多人工湿地,然而真正涉及到农村生活污水处理的人工湿地研究与试验极少[8,9],文章对生活污水的人工湿地净化现有文献作了简要综述,并对人工湿地植物处理生活污水的研究方向进行了展望,以期推动农村生活污水人工湿地净化研究BG大游官网。

1人工湿地植物的研究
1·1植物类型与常用植物
  人工湿地中的植物,可分为浮水植物BG大游官网BG大游官网、沉水植物和挺水植物三类[10]BG大游官网BG大游官网。国内外选用的人工湿地植物以水生植物为主,主要是挺水植物。国外最常用芦苇(Phragm ites conmunis)、香蒲(Typha angusti-folia)和灯心草(Juncus effusus)[11~13],此外也常用凤眼莲(Eichom iacrassipes)、黑三棱(Spargani umstoloniferum)和水葱(Scirpusvalidu)BG大游官网。国内选用的植物更丰富,除国外常用植物外,国内还有香根草(Vetiveriazizanioaes)BG大游官网、菱白(Zizanialatifo lia)、苔草(Carextristachya)BG大游官网BG大游官网BG大游官网、大米草(SpartinaanglicaHubb )、小叶浮萍(LemnaminorLinn )BG大游官网BG大游官网BG大游官网、菹草(Potamogetoncrispus)BG大游官网、池杉(Taxodiumas cendens Brongn)BG大游官网BG大游官网、美人蕉(Cannageneralis)BG大游官网、水仙(NarcissustazettaL var chinensisRoem )BG大游官网、慈姑(Sagittariatrifolia)等。

1.2人工湿地植物选择原则
  耐污净化能力强BG大游官网BG大游官网,抗冻BG大游官网BG大游官网、抗热BG大游官网BG大游官网、抗病虫害等抗逆性强BG大游官网BG大游官网,根系发达适应性强,经济和观赏综合利用价值高BG大游官网BG大游官网,利于物种间的搭配BG大游官网,易于管理BG大游官网BG大游官网。

1.3人工湿地植物去污机理与作用
  人工湿地去除的污染物范围广泛BG大游官网,包括N,PBG大游官网,SS,有机物BG大游官网BG大游官网,微量元素BG大游官网BG大游官网,病原体等。有关研究结果表明BG大游官网BG大游官网BG大游官网,在进水浓度较低的条件下BG大游官网,人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%,COD去除率可达80%以上,处理出水中BOD5的浓度在10mg/L左右BG大游官网BG大游官网,SS小于20mg/LBG大游官网。陈发先等研究认为,人工湿地植物去污机理有3个方面:第一BG大游官网BG大游官网,直接吸收利用污水中的NBG大游官网、P等营养物质BG大游官网BG大游官网,吸附和富集污水中的重金属铅(Pb)BG大游官网BG大游官网BG大游官网、镉(Cd)BG大游官网BG大游官网、汞(Hg)、砷(As)等有害物质;第二BG大游官网,输送氧气到植物根区BG大游官网,为微生物生长BG大游官网BG大游官网、繁殖和降解反应提供氧气BG大游官网;第三BG大游官网BG大游官网,增强和维持水体的水力传输能力。另外BG大游官网,人工湿地植物还具有其他作用:维持系统的稳定BG大游官网;释放促进生物化学反应的酶和影响酶的分布BG大游官网BG大游官网;湿地植物的抑澡作用;湿地植物的景观效应;经济和生态价值等BG大游官网。

1 4 植物去污作用的影响因素
  人工湿地植物去污作用受多种因素影响BG大游官网BG大游官网,情况复杂BG大游官网BG大游官网,陈发先等对影响因素进行了归纳,认为主要有6个影响因素:进水浓度BG大游官网;水力负荷BG大游官网;水力停留时间BG大游官网;温度;湿地水体pHBG大游官网;植物种类等BG大游官网。笔者认为BG大游官网,在不同性质BG大游官网、不同来源的污水中BG大游官网,各个因素的贡献率也是不同的。
  在环境温度较低的冬季BG大游官网,许多湿地植物的活性不断降低BG大游官网BG大游官网,甚至部分湿地植物开始死亡BG大游官网,极大地影响到人工湿地系统的去污能力BG大游官网。而目前涉及湿地植物越冬期研究的文章极少BG大游官网BG大游官网BG大游官网,通过中国期刊网文献检索,仅查到西洞庭湖湿地越冬期野生植物多样性一文,王朝晖等研究认为BG大游官网BG大游官网,在冬季西洞庭湿地以菊科BG大游官网、十字花科野生植物为主BG大游官网BG大游官网,因而在人工湿地植物选取的时候BG大游官网,可以选择一些菊科、十字花科植物来适应冬季温度较低的环境,从而能在一定程度上维持湿地系统的去污能力BG大游官网。从另一方面说明了在人工湿地植物越冬期去污能力下降问题研究方面还不深入,今后应当加强湿地植物越冬期的研究。

2生活污水的组成
  农村生活污水主要来源于3个方面:(1)淘米、洗菜等厨房炊事用水BG大游官网、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水BG大游官网;(2)农村养殖及畜禽养殖产生的粪尿废水BG大游官网BG大游官网BG大游官网;(3)生活垃圾BG大游官网BG大游官网BG大游官网、粪肥堆置渗滤及沼气池排出的废液等。
  生活污水中含有较高的人畜粪尿等成分,NBG大游官网、P含量特别高BG大游官网,还有细菌BG大游官网BG大游官网、微生物及碳氢化物等BG大游官网。总之BG大游官网BG大游官网BG大游官网,农村生活污水成分相对简单,然而中国有广大的农村BG大游官网,家家户户都产生越来越多的生活污水,在农村造成的污染也是越来越严重,因而必须对农村生活污水进行净化处理BG大游官网,最佳处理方式就是建设小型人工湿地BG大游官网BG大游官网,利用其植物净化污水BG大游官网。

3人工湿地净化生活污水研究进展
  胡勇有等在华南地区选择了14种待选湿地植物BG大游官网,研究它们在华南地区气候条件下对低深度生活污水的净化效果,监测项目主要包括CODBG大游官网,TNBG大游官网,TP,NH+4 NBG大游官网BG大游官网,pH值BG大游官网,浊度等BG大游官网,结果认为不同植物对COD的去除没有明显差异BG大游官网,而NBG大游官网BG大游官网、P的去除率可作为筛选植物的重要指标,同时综合考虑植物的抗逆性、观赏性BG大游官网。最后筛选出合适种植于华南地区的湿地植物主要有菖蒲(Acorusgramineus)、象草(PennisetumpurpureumSchum)BG大游官网、风车草(Cyperus involucratusRottb )BG大游官网BG大游官网、香蒲(Typhaorientalis)等9种BG大游官网BG大游官网。说明大多数湿地植物都能起到净化污水的作用BG大游官网BG大游官网,当然在不同地区,不同的污水水体中BG大游官网,最合适种植的植物有差异BG大游官网。
  郭杏妹等选用菖蒲(Acorusgramineus)BG大游官网BG大游官网、再力花(Thaliadealbata)、梭鱼草(Pontederiacorda ta)3种植物,以学生食堂污水为实验用水BG大游官网,进行室外静态模拟人工湿地研究BG大游官网,水样监测指标主要包括TPBG大游官网、NH+4 NBG大游官网BG大游官网、CODCrBG大游官网BG大游官网,认为3种植物对污水中的TPBG大游官网、NH+4 NBG大游官网、CODCr去除效果均较好,认为植物株数为6株/m2时去除效果最好BG大游官网,污水停留时间为3d内时去除率增长较快BG大游官网。在3种植物中BG大游官网BG大游官网BG大游官网,菖蒲(Acorusgramineus)表现出最好的去污能力,将菖蒲运用到广州市荔城镇群爱村生活污水处理的实例中检验,人工湿地选择单一的菖蒲,种植密度为6株/m2BG大游官网BG大游官网,结果CODCr、TPBG大游官网BG大游官网、NH+4 N、SSBG大游官网、BOD5BG大游官网,动植物油6项指标全部达标BG大游官网BG大游官网。说明菖蒲、再力花、梭鱼草3种植物在生活污水处理中都有较好的去污效果BG大游官网,尤其是菖蒲去污效果最为理想BG大游官网BG大游官网BG大游官网,具有明显的优势BG大游官网BG大游官网,可以成为生活污水处理的首选植物。
  刘超翔等在滇池流域农村进行了人工湿地处理生活污水的试验和生态处理系统设计。采用人工复合生态床处理滇池地区低浓度农村污水的试验结果表明,芦苇具有较强的输氧能力BG大游官网BG大游官网BG大游官网,茭白对氮BG大游官网BG大游官网、磷的吸收能力强BG大游官网BG大游官网BG大游官网,可采用芦苇和茭白混种的方式提高BODBG大游官网BG大游官网、氮BG大游官网、磷的去除率BG大游官网BG大游官网BG大游官网。
  针对太湖流域的面源污染和水体富营养化问题,白永刚孙亚兵进行了人工湿地处理太湖流域农村生活污水的试验研究BG大游官网。综上所述BG大游官网,人工湿地处理生活污水是有效的,对CODBG大游官网BG大游官网BG大游官网BG大游官网、TNBG大游官网BG大游官网BG大游官网BG大游官网、氨氮和TP有较高的去除率BG大游官网,出水水质较好BG大游官网。

4.展望
  综上所述,人工湿地净化生活污水,目前对城镇区的研究与实践比较充分,但是农村与农户区的人工湿地应用案例还较少BG大游官网。由于我国人工湿地的研究起步较晚BG大游官网,加上人工湿地净化污水的效果受到多种因素的影响,因而有关人工湿地净化生活污水的研究需要加强和不断深入BG大游官网,今后应当优先开展以下方面的研究:
  (1)对生活污水的来源组成进行详细的分类,研究各种来源生活污水的主要成分BG大游官网,从而可以选择相应的去污植物BG大游官网。
  (2)研究生活污水的主要或常用监测指标BG大游官网,比如BODBG大游官网BG大游官网、CODBG大游官网、TPBG大游官网BG大游官网BG大游官网、TNBG大游官网、NH+4 NBG大游官网、SS等BG大游官网。选择不同的植物和不同的监测指标进行去污效果的相关性研究BG大游官网,从而筛选出理想的湿地植物BG大游官网。
  (3)加强湿地植物在生活污水中的抗冻BG大游官网、抗热BG大游官网、抗病虫害等抗逆性研究,尤其是应当加强人工湿地植物越冬期去污能力下降问题的研究,使选择的植物能够很好地适应于人工湿地环境BG大游官网,同时又能维持湿地的去污能力BG大游官网BG大游官网。
  (4)加强生活污水人工湿地上植物联合去污效果研究BG大游官网BG大游官网,变单一植物为联合模式BG大游官网BG大游官网。对不同植物比重具有不同的去污能力进行量化研究BG大游官网,加强生活污水湿地野外实验BG大游官网,筛选出不同植物的最佳组合模式。
  (5)加强人工湿地植物根系对生活污水适应性研究。湿地植物根系能够改善土壤微环境BG大游官网,影响根系的微生物和酶的产生,从而影响到污水的处理效果。
  (6)加强川中丘陵区农户生活污水人工湿地植物处理技术研究。
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