人工浮床净化城市景观水体的试验研究_黄廷林

第39卷第1期2007年2月西安建筑科技大学学报(自然科学版)J.Xi’anUniv.ofArch.&Tech.(NaturalScienceEdition)Vol.39No.1Feb.2007人工浮床净化城市景观水体的试验研究黄廷林,宋李桐,钟建红,解岳,王晓昌(西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西北水资源与环境生态教育部重点实验室,陕西西安710055)摘要:利用富营养化水体营养盐资源,以聚乙烯发泡板为人工浮床栽培绿萝、美人蕉和龟背竹,在生物填料表面生物膜的综合作用下,研究其净化景观水体的效果.经过60天的试验研究,结果表明,3种植物在实验水质条件下生长状况良好,可有效去除水中的氮磷及有机污染物,基本消除水体的富营养化,同时对城市景观水体具有美化作用.采用组合技术对水体中TN、NH3-N、TP、CODMn的去除率分别达到65.8%-84.4%、89.2%-97%、72.1%-92.9%和24%-50%,其中以龟背竹与生物接触氧化组合技术净化效果最好.关键词:人工浮床;生物填料;景观水体;去除率中图分类号:TV213.4文献标识码:A文章编号:1006-7930(2007)01-0030-04.*城市水体是城市景观多样性的重要组成部分.但由于西北地区城市蓄滞水体的流动性差,水体自净能力弱,水质保障成为城市景观水体面临的重要问题和该领域研究的热点课题[1-5].本研究采用的无土栽培生态修复系统,是一种低成本、能持续去除城市景观河道和湖泊水体中N、P的资源循环型水质净化技术[6].该技术利用漂浮在水面上且可承受较大重量的竹子或聚苯乙烯发泡板建造浮床,在上面配置栽培适当的植物,利用深入水体中的强大根系吸收或截留营养盐,供其自身生长利用,最后通过收获植物的方式达到去除水中污染物的效果.同时在浮床下悬挂生物接触填料,利用填料表面形成的生物膜和植物的综合作用对水体进行净化,植物根系也是重金属和某些有机物的沉积场所[7].研究表明,植物的存在有利于硝化、反硝化细菌的生存,二者综合作用达到对水体的净化效果[8].本文主要研究N、P的去除效果及高锰酸盐指数和溶解氧的变化情况.同时考察分析三种植物(绿萝、美人蕉和龟背竹)在系统中的适应性及其对污染物的去除效果.1材料与方法1.1实验设施试验采用8个直径100cm、高100cm水箱四个一组并列,有效水深90cm,不填充任何基质,露天放置.水箱底部设置闸阀,方便放水以调节水量.每个水箱水面设漂浮一聚苯乙烯浮板.每组第一个水箱均只有浮板而无植物作为空白对照,第二个水箱均只有植物,后两个水箱均为浮板和生物接触填料组合系统,其中第一组的两个浮板下面均悬挂软性填料,第二组的浮板下面均为组合式填料,两组后三个浮板上面依次定植绿萝、美人蕉和龟背竹.1.2试验水源城市景观水体A(兴庆湖)、B(革命公园湖水),兴庆湖一直是东郊地区雨水的汇集地和防洪缓冲湖,周边共有5个雨污合流进水口,每年总流量达977万立方米,携带泥沙、垃圾3000立方米,还有其他有害物质.虽然清淤后,污水和淤泥很少再能排入湖中,而且有关部门定期向兴庆湖补充清水,但每年5月份至9月份,水质仍时有超标.革命公园内湖水为死水,当水位下降时,补充水源为河水或地下水,为周围雨水的汇集地,水体富营养化程度高.*收稿日期:2003-11-24修改稿日期:2005-04-12基金项目:国家科技部“西部开发”重大项目(2004BA901A13)作者简介:黄廷林(1962-),男,山东昌邑人,教授,博士生导师,主要研究方向:水资源保护与水质控制,水处理技术,水环境修复.DOI:牨牥牨牭牴牳牰牤j牨牥牥牰牠牱牴牫牥牪牥牥牱牥牨牥牥牭1.3试验植物及种植方法绿萝又名黄金葛,原产热带雨林地区,为天南星科常绿藤本植物.性喜温暖、潮湿环境,气根发达.龟背竹别名电线莲,为天南星科、属常绿大藤本,其性喜温暖、荫蔽、湿润,不耐寒,生长快,繁殖较易其茎变态为附有气根的带状根,萌发力强.美人蕉又名红蕉、凤尾花,属美人蕉科多年生直立草本.根状呈茎块状,花期7至10月.三月份开始在温室育苗,五月初苗地上部平均高为20cm左右时定植到水箱中,用聚苯乙烯板作浮板固定植株,浮板的规格为90cm×90cm×2cm,栽植孔间距30cm×30cm,孔径3cm,每个定植孔内插苗一棵,用海绵固定植株.1.4检测项目及方法水质检测在实验室进行.分别采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法、纳氏试剂比色法、钥酸铵分光光度法测定总氮(TotalNitrogen,简称TN)、氨氮(NH4+-N)和总磷(TotalPhosphorus,简称TP).此外还测定高锰酸盐指数和溶解氧,其测定均按有关标准方法进行[9].水质分析在植物生长最旺盛的6-9月份进行,该期间水温为18-34℃,pH值为6.1-7.5.每隔5天测定水体