七种植物的人工湿地处理生活污水的研究_鲁敏

第17卷第2期武汉科技学院学报Vol.17No.22004年04月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFSCIENCEANDENGINEERINGApr.2004七种植物的人工湿地处理生活污水的研究鲁敏，曾庆福（武汉科技学院环境科学研究所，湖北武汉430073）摘要：研究香蒲、美人蕉、灯芯草、芦苇、菖蒲、茭白和黄花鸢尾这7种武汉地区常见湿地植物对生活污水的处理效果，分别实验停留时间为1天，3天和7天时的处理效果。研究表明停留时间选择1天比较合适，各种植物的人工湿地对CODcr，TN，TP和浊度有明显的去除，其中香蒲、美人蕉、黄花鸢尾、茭白和菖蒲的处理效果相对较好。关键词：人工湿地；植物；生活污水；处理中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1009－5160（2004）－0032－04从生态学上说，湿地是由水、永久性或间隙性处于水饱和状态下的基质以及水生植物和水生生物多组成的，是一具有较高的生产力和较大活性、处于水陆交接相的复杂的生态系统。而所谓的人工湿地，则是为处理污水而认为设计建造的、工程化的湿地状系统。用人工湿地系统处理污水是国内外方兴未艾的治理技术，它在保护生态环境和节约能源及投资方面具有传统二级生化处理技术难以比拟的优点；作为一项低投资、低能耗、低运行费、高生态环境效益的治理工程技术[1~[4]，目前人工湿地已广泛地应用于城市污水或工业废水处理的实践中[1,5]。在人工湿地污水处理系统中，水生植物，特别是挺水植物是人工湿地处理系统的重要有机组成部分[6,7]，选择得恰当与否，将直接关系到人工湿地的处理效果。但目前对于不同湿地植物对湿地环境的适应性及其处理效果的研究仍然较少[8]。有许多水生植物可用于人工湿地废水处理系统中。目前，据文献报道在部分利用种类有藨草、芦苇、香蒲、灯心草、菖蒲、莎草、荆三棱、茭草、水花生和田边草[9]，我国运用的最多的为芦苇、香蒲等少量种类，各地对湿地植物的选择一定程度上依赖于经验，而对各种植物应用于污水处理的效果的系统研究较为缺乏。在武汉地区，建成的人工湿地处理污水的经验较少，而对湿地植物研究的积累也不多，本文研究了长苞香蒲、美人蕉、菖蒲、芦苇、茭白、灯心草及黄花鸢尾这几种湿地植物对生活污水的处理能力，旨在为武汉地区人工湿地的建设及湿地植物的研究提供一定的科学依据。1材料与方法1.1小型人工湿地的结构采用长48.3厘米、宽37.0厘米、高28.8厘米的塑料箱进行实验。塑料箱内从下至上依次填充砾石层（粒径1-3厘米）、沙层、土壤层，厚度均大约为9厘米。在箱中埋设PVC管，一端插入箱底步，另一端伸出土壤层外，用于进、排水。箱体的容水体积在实验初期较高，稳定后维持在5L左右。1.2植物的引种及栽培菖蒲、美人蕉、灯芯草、芦苇、香蒲、茭白、黄花鸢尾均来源于中国科学院武汉植物研究所，引种时每种植物尽量控制在中等密度，如香蒲每箱为6株，菖蒲、茭白、黄花鸢尾、美人蕉每箱控制在10株左右，芦苇每箱包括3丛，每丛5-10株。每种植物分别栽种在两个塑料箱内，作为重复。收稿日期：2004-04-03作者简介：鲁敏（1972-），女，博士，研究方向：污水生物处理.基金项目：武汉科技学院资助项目（项目编号：20032407）.第2期鲁敏，等：七种植物的人工湿地处理生活污水的研究331.3实验安排植物的引种在2003年4月上旬结束，植物移栽到塑料箱中后先灌入自来水，待植物适应一周后，再灌入污水，使植物适应并使箱体内生物膜挂上，两周后开始实验污水处理效果。每次实验灌入污水量为5L，生活污水来自附近建筑的化粪池，试验了7天、3天及1天这3个停留时间的处理效果，对这3个停留时间的处理均进行了3次试验。试验结束时抽出箱内的水并测量出水体积，以根据进出水体积及水质指标的变化计算去除率。进出水的水质指标测量了CODcr、TP和TN，测量方法采用国标方法。错误！链接无效。由WZS-185型高浊度仪（上海经科雷磁）测定。溶解氧（D.O.）用溶解氧测定仪（Model862A，美国奥立龙公司）测定。2结果与讨论2.1实验水质试验期间生活污水的CODcr值的范围为126.9-290.7mgl-1，TN-N浓度范围为10.7-22.2mgl-1，TP-P的浓度范围为2.32-10.17mgl-1，浊度93-453，溶解氧浓度均为1.2左右。2.2各种植物湿地不同停留时间的出水水质试验期间各种植物除了芦苇外均长势良好，芦苇的生长明显比其它种类缓慢。从箱体外可观察到，各种植物的根均达到砾石层。本试验中，地上生物量较高的种类有：香蒲、美人蕉、茭白、黄花鸢尾；地上生物量中等的种类为菖蒲；地上生物量较低的种类为灯心草和芦苇。各种植物处理不同时间后出水的各水质指标见表1，各种植物通过不同处理时间后对各水质指标的去除率见图1。表1各种植