三种湿地植物处理餐饮废水试验

2011年第1期胡小兵，等：三种湿地植物处理餐饮废水试验1试验材料与方法1．1处理工艺与试验装置试验的处理工艺过程为：原水厌氧池处理一人工湿地一出水。试验水样取自食堂的洗涤废水，其中含有大量的有机物，直接进入人工湿地不但会增加湿地的处理负担，而其中含有的大量油分可能会堵塞湿地基质的空隙。因此，处理工艺采用了厌氧池作为湿地的预处理，厌氧池出水再进入湿地装置进行处理。厌氧装置为0．5m×0．5m×0．6m的厌氧池，出水口在离底部0．02m处。垂直流人工湿地采用有机玻璃和工程塑料加工而成，装置大小为0．6m×0．6m×0．6m，从下到上依次铺设12cm厚的沸石和砾石层，15cm厚的细沙层，上层铺设了15cm厚的表层土壤，在土壤中种植湿地植物，在湿地的上端和底部分别设置布水管和集水管，出水口位于离底部0．02m处。试验在3个同样的人工湿地中栽种不同植物作为平行试验，试验装置放置在地势平坦、能充分接受日照的实验楼下空地上。1．2湿地植物根据适地种植、耐污性、耐水性、根系发达、具有一定的经济价值和观赏价值的湿地植物选择原则¨，考虑餐饮废水不含有毒成分的特点和降低处理费用的要求，选取了能创造一定经济价值的蔬菜类植物水芹菜(Oenanthejavanica)、青菜(BrasscachinensisL)、空心菜(Ipomoeaaquatica)作为本试验的湿地植物。在试验时，均在湿地箱内采用播种的方式培养。1．3试验用水和水质分析本试验采用的原水是安徽工业大学的食堂餐饮废水，其主要特征是氮、磷含量较低，COD浓度较高，将原水经厌氧处理后的出水作为垂直流人工湿地的进水和本次试验进水。各项水质参数如表1所示：表1试验用水水质试验水质分析按标准方法，COD、NH一N、TN、TP、浊度分别采用重铬酸钾氧化法、絮凝沉淀一纳氏试剂分光光度法、过硫酸钾氧化一紫外分光光度法、过硫酸钾消解一钼锑抗分光光度法测定和分光光度法测定。1．4系统运行试验中，保持其他影响因素不变，设定水力停留时间(HRT)7天为1个周期，连续7次测定进出水的COD、NH一N、TN、TP、浊度，并计算其去除率。另外在试验中分阶段测量箱中植物的高度和重量。2结果和分析2．1三种植物生长分析湿地植物试验集中在2009年2月到2009年7月，水芹菜、空心菜于2009年2月开始栽培，一直到7月结束；而青菜3月开始发芽，4月成熟停止生长。各湿地植物生长情况如表2所示。表2湿地植物生物量随时间的变化从表2和图1可以看出，试验期间三种植物的长势良好。在植物生长期内，水芹菜株高从4．8em增至32．8cm，空心菜株高由3．8cm增至30．6cm，青菜株高从2cm左右增至l5．3cm。水芹菜属于耐寒性植物，5℃时就可生长，因此在气温低时的长势比其他两种植物快；而空心菜刚开始的时候因气温·45·2011年第1期环保科技Vo1．1l7No．1原因生长较慢，但从4月起却生长快速，最后稳定在30cm左右，这主要是因为4月份温度回升，使得植物长势较好。重量的增长比较明显，水芹菜在种植期问每月增长率分别为90．o0％、l3．16％、27．9l％、20．o0％；空心菜的增长率分别为180．00％、171．00％、47．37％、25．00％；青菜种植期间每段时间增长率分别为75．00％、64．29％、82．6l％、26．19％。因为青菜与其他两种植物的生长期不同，所以在表2中对日期进行了分编，水芹菜和空心菜在前两行，青菜在第三行。水芹菜空心菜青菜图1湿地三种植物生长情况2．2三种植物净化餐饮废水COD的效果植物可去除部分COD，一方面是因为它本身能吸收部分无机污染物质；另一方面是湿地植物根系可为微生物创造良好的生活条件，使微生物对废水·46·污染物进行有效的吸收降解。由图2可以看出，三种植物中空心菜和水芹菜对COD的去除效果都较好，且空心菜去除效果好于水芹菜，随着HRT的延长，去除率曲线逐渐增长并渐趋平缓；青菜的去除率较低，随HRT的延长，对COD的去除率变化缓慢，当HRT为6天时三种植物生态系统对COD的去除率达到一个较为稳定的值。取HRT=6天时，水芹菜、空心菜和青菜生态系统对COD的去除率为80．03％，84．68％和65．77％，最终出水平均指标为：117．52、90．16、201．44mg／L。三种植物中，青菜属于直根系植物，而水芹菜和空心菜属于须根系植物，根系较为发达，对污染物的拦截作用较好，对微生物的生长提供了更好的条件。由于须根系较根状茎和地下茎更能起到疏导水流和输导氧气的功能l-4j，因此在对COD的去除效果方面水芹菜和空心菜较青菜要好。10080706050lZ34567HRT／d图2COD去除率随水力停留时间的变化2．3三种植物净化餐饮废水TP的效果在图3中，人工湿地除磷主要依赖湿地基质、水生植物和微