地沟式污水土地处理_人工湿地中植物对磷的去除效果_史莉

生态环境2003,12(3):289-291http://www.eco-environment.comEcologyandEnvironmentE-mail:editor@eco-environment.com基金项目：贵州省重点科技项目（黔科合体改字2001-6014）作者简介：史莉（1978–），女，硕士研究生，研究方向为环境化学。E-mial:shili1978927@eyou.com*通讯联系人：张笑一，女，教授；彭润芝，女，研究员。收稿日期：2003-05-08地沟式污水土地处理+人工湿地中植物对磷的去除效果史莉1，张笑一1*，刘春丽1，关小满1，彭润芝2*1：贵州师范大学化学系，贵州贵阳550001；2：贵州省环境科学研究设计院，贵州贵阳550002摘要：采用盆栽实验和中试实验系统，研究了地沟式土地处理系统和人工湿地中不同植物对磷的去除效率。选取贵州省典型的7种植物——美人蕉、芋头、八仙花、小玉竹、杜鹃、菖蒲、岩豆藤作为供试物。结果表明，7种试验植物对生活污水中的磷均有很高的净化率，其中以芋头、菖蒲和岩豆藤等3种植物对磷的净化效率最高。文章同时还对中试各处理槽的不同位置和深度的土壤中的微生物种类和数量进行了分析，进一步阐述了地沟式土地处理系统和人工湿地中植物的除磷机理。关键词：地沟式土地处理；人工湿地；植物；磷；微生物；生活污水；净化率中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1672-2175（2003）03-0289-03人工湿地污水处理系统是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的污水处理技术，具有投资省、运行费用低和效果良好等优点。人工湿地是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成的基质，并有选择地植入植物的污水处理生态系统，介质、植物和微生物是其基本构成[1]。人工湿地污水处理系统其组成是下层铺放颗粒碎石、上层覆盖土壤，在土壤上种植物，这实际上是一种独特的土壤-植物-微生物系统。在碎石、土壤颗粒表面形成一层生物膜，生物膜上的微生物参与污水净化的各个过程。这个系统结合了生物膜法和自然净化的特点，将微生物和植物的净化能力结合在一起，成为一个高效净化系统[2]。本试验是针对筛选土地处理系统和人工湿地系统中对磷去除效率高的植物来设计和研究的。地沟式污水土地处理技术也称尼米（NiiMi）系统，是日本开发、利用土壤毛细管浸润扩散原理研制成功的一种浅型土壤处理系统。1试验方法与技术1.1试验装置与试验条件1.1.1中试实验（地沟式土地处理系统）实验地点设在贵州省环科院院内，该系统的流程如图1所示。系统共分为两套，每套分别由高位水箱（1.5m×1.0m×0.6m，两套共用）、第一处理槽（1.2m×0.8m×0.8m）、中间槽（1.0m×0.6m×0.6m）、第二处理槽（1.0m×1.2m×0.8m）和湿地槽（1.8m×1.5m×0.8m）构成。第一、二处理槽底层20cm为直径30~80mm的鹅卵石碎石，上层为以贵州典型的黄壤为主配比的人工土；湿地槽底层60mm为直径30~80mm的鹅卵石碎石，上层为以黄壤为主配比的人工土。各处理槽都配有布水管和收水管。我们在两套系统的第一、二处理槽以及湿地槽的土壤上分别栽种下面几种植物：系统Ⅰ：第一处理槽（岩豆藤）第二处理槽（杜鹃）湿地槽（八仙花）；系统Ⅱ：第一处理槽（蔓常春藤）第二处理槽（小玉竹）湿地槽（美人蕉和芋头）。1.1.2盆栽实验实验是在自然条件下进行，地点选在贵州省环科院办公楼前。实验设计的主导思想是模拟人工湿地的结构。我们采用内径为30cm，高为29cm的塑料花盆作为实验装置，花盆底部铺有10cm左右的碎石，上面再铺20cm的黄壤，其上栽种植物。在植物根系旁设有一特制吸水管，采样时吸水管与真空泵相连，利用真空泵产生负压力，使得水样自DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2003.03.009290生态环境第12卷第3期（2003年8月）动流入采样瓶中。每个盆栽中栽种1~2株同种植物。花盆下面垫有一接水盆，以防水样流失。1.2植物种类筛选及种植方法植物种类筛选的原则是：对磷净化率高，根系发达，具有一定经济价值和美观价值，适于面源污水环境条件下生长且种源来源方便。我们在总结前人已有成果及初步研究的情况下，共选取了7种植物作为研究对象，7种植物的名称为：美人蕉（Canna）；芋头（Taro）；八仙花（Hydrangea）；小玉竹（SmallJadeBamboo）；杜鹃（Cuckoo）；菖蒲（Calamus）；岩豆藤（RockBeanBine）。植物种植采用移栽的方法，即从贵州省植物园中挖取植物后，运到实验场地栽种，栽种后采用常规办法管理。1.3水样采集与分析方法每个星期采样两次，在采样的前两天浇灌污水，污水来源为贵州省环科院内5号楼宿舍