农村污水治理中人工湿地植物系统的研究_何云晓

何云晓,陈娟,艾明.农村污水治理中人工湿地植物系统的研究[J].江苏农业科学,2010(5):498-501.农村污水治理中人工湿地植物系统的研究何云晓1,陈娟1,艾明2(1.绵阳师范学院,四川绵阳621000;2.四川省蓬溪县环境保护局,四川蓬溪629000)摘要:阐述了农村污水治理中人工湿地的污水处理机制,人工湿地植物系统的组成、植物的选择与配置原则;并结合四川省蓬溪县文井镇人工湿地工程案例探讨了植物系统的构建和应用问题。关键词:农村生活污水;人工湿地;植物系统构建中图分类号:S181文献标志码:A文章编号:1002-1302(2010)05-0498-03收稿日期:2010-06-30基金项目:四川省教育厅项目(编号:08ZC034)。作者简介:何云晓(1968—),男,四川遂宁人,副教授,主要研究方向为人工湿地和景观规划设计。Tel:(0816)2202691。通信作者:陈娟,女,讲师,从事生态学研究。E-mail:cj-041698@163.com。人工湿地(constructedwetlands)是模拟自然湿地机理的人工生态系统,利用湿地中基质、湿地植物和微生物之间的相互作用,通过一系列物理、化学及生物协同作用途径来净化污水。人工湿地系统具有净化污染物效果好、运行费用低、易维护、景观效果好等特点,作为污水处理技术已被广泛应用于城镇生活污水、工矿业废水、农村生活污水的处理[1-3]。我国农村生活污水排放总量很大,排放点分散,污水的有机物浓度高,成为面源污染的主要来源。国家新农村建设要求建成村容整洁、生态和谐的农村环境,亟须对农村生活污水进行治理。人工湿地技术由于集污水处理功能、景观建设、经济效益于一体,日益显示在农村生活污水处理中的广阔前景。在人工湿地技术的应用中,湿地植物的筛选和合理配置是关系到这一技术能否正常发挥污染治理效能的关键[3-5]。农村生活污水具有特定的污染物特征和地域特点,有针对性地构建人工湿地植物系统,进行合理的养护管理,有效地发挥人工湿地的处理效能。本文阐述了农村污水治理中人工湿地的污水处理机制,人工湿地植物系统的组成、植物的选择与配置原则;结合四川省蓬溪县文井镇人工湿地工程案例探讨了植物系统的构建和应用的相关问题。1人工湿地净化农村生活污水的机理农村污水主要为生活污水和以农产品为原料的加工污水的混合水体,其中50%以上是生活污水。大部分农村污水的性质相差不大,成分复杂,氮、磷浓度相对较高,可生化性强,含有大量的有机物。1.1湿地植物系统去除农村污水中氮、磷的机制氮是植物生长必需的营养物质,污水中的氮经植物的吸收转化成为植物细胞组织的一部分,通过植物的收割达到去除氮的作用。研究表明,植物系统的人工湿地总氮(TN)的去除率明显高于无植物系统[6]。植物的种类对系统的除氮效率有不同的影响。挺水植物通过吸收后收割去除氮的能力是200～2500kg/(hm2·年),高产的水葫芦有较高的除氮能力,大约为2000kg/(hm2·年),沉水植物的除氮能力较差,通常小于700kg/(hm2·年)[7]。人工湿地中的填料可通过物理和化学的途径如吸收、吸附、过滤、离子交换等去除氮。植物能提高人工湿地的渗透率,增加停留时间,延长污水与植物根或基质的接触时间,从而提高对污染物的去除能力[7]。植物系统能稳定人工湿地床,提供微生物吸附和生长的良好环境,促进湿地生态系统的硝化和反硝化作用进行,强化微生物的净化能力[7-10]。人工湿地对磷的去除是由植物吸收、微生物去除及基质的物理化学作用共同完成的。农村污水中的无机磷在植物吸收及同化作用下成为植物的有机成分,植物收割后而去除。基质的物理化学作用主要是填料对磷的吸收、过滤和与磷酸根的化学反应,填料不同反应存在差异。研究表明,表面流人工湿地系统对磷的去除效果要好于潜流式人工湿地系统。1.2湿地植物系统去除农村污水中有机物的机制人工湿地的植被系统本身能吸收、同化污水中氮、磷等营养物质和污染物,并为物理过滤污染物提供良好的条件。植物能减小水的流速,有利于悬浮颗粒、污染物的沉降,起到拦截、过滤污染物的作用。湿地生物重要的功能之一就是将氧气从上部输送至根部,在根区或根际形成好氧环境,能刺激有机物质的分解,达到去除污水中营养物质的目的。污水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,很快地被截留而被微生物利用,污水出水中的可溶性有机物可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解去除。湿地床对有机物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的结果[11]。生活污水处理的实例表明,人工湿地对COD(化学需氧量)、BOD5(生化需氧量)及SS(悬浮物)的去除率均达到了85%以上,达到了国家生活杂用水水质标准[12-13]。2人工湿地植物系统的组成2.1人工湿地植物种类植物是人工