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《浙江大学》 2005年
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人工湿地候选植物对污水的净化作用及其机理研究

姚芳  
【摘要】:水资源短缺,水资源污染直接影响到工农生产和人民生活,甚至威胁到人体健康。各种水处理技术主要以去除碳源污染物为目的,经处理后的出水排入水体后仍将引起“富营养化”等环境问题,而传统的生化二级处理厂因投资和运行费用昂贵,难以在中小城市和经济不发达的国家中推广。利用水生植物人工湿地系统处理污水,是一种低投入、低能耗、低成本和能脱氮除磷的新型污水处理技术,能使城市生活污水通过净化达到三级回用标准。介质、植物和微生物是人工湿地的基本构成,其中对植物的研究是一个重点。通过对自然湿地植物的实地调查以及对候选植物清除污水中氮磷营养物的效果和机理的研究,得到如下初步结果: 1、通过对浙江省嵊州市南山水库自然湿地植物的调查,选择了灯心草、田菁、NWP1(自然湿地植物1)、NWP2(自然湿地植物2)等4种强势的自然湿地植物;根据生长习性,选择了具有一定的经济价值和观赏价值的水稻、桑、OP1(观赏植物1)、OP2(观赏植物2)等4种常见栽培植物。在明确这些植物对污水的适应性及净化能力的前提下,为增加人工湿地的植物多样性提供依据。 2、对不同污水的氮、磷清除能力的比较实验结果表明,受试植物对污水均有一定的处理效果,且对污水的净化速率均以初始的24h为最大。水稻、桑是两种类型(重度和轻度)富营养化污水中均可使用的净化植物,且在重度富营养化污水中能起更大的作用。OP1和NWP2的效果次之。 3、供试植物吸收不同形态的氮和磷的动力学特性可用Michaelis-Menten方程来描述,利用拟合方程可计算得出相应的吸收动力学参数——最大吸收速率(Imax)和亲和力常数(Km)。结果表明,桑、水稻和NWP1对铵态氮的最大吸收速率远大于其他供试植物;对硝态氮的最大吸收速率最大的是田菁、水稻和NWP1;对磷的最大吸收速率最大的是水稻和灯心草。田菁、OP2和NWP2对铵态氮的亲和力明显大于其他供试植物;对硝态氮亲和力较大的是OP1、OP2和NWP2;对磷的亲和力较大的是田菁、桑和OP2。基于不同湿地植物吸收不同形态氮和磷的动力学特性,可选择对氮磷吸收速率较大的植物用于人工湿地污水处理工程中第一级处理,对氮磷亲和力较大的植物用于污水净化工程的最后环节。
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