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北京人工湿地的植物筛选与污水净化效果研究

商晓静  
【摘要】: 人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种新型生态污水处理与水环境修复技术,由于其污水净化效果好、投资少、管理和维护方便等优点,国内外广泛应用于各类工业生产废水、生活污水和农业径流污水的处理。湿地植物是湿地的重要组成部分,也是人工湿地污水净化效果的决定性因素之一,但湿地植物种类繁多,且具有很强的地域性,不同湿地植物对污染物的净化效果有很大差异,筛选适合本地区生长且净化能力较强的湿地植物应用于人工湿地,研究人工湿地对污水的净化效果具有重要的理论和现实意义。 湿地植物筛选研究中选择了北京地区当地湿地植物5种:芦苇(Phragmites australis)、东方香蒲(Typha orientalis)、水芹(Oenanthe javanica)、睡菜(Menyanthes trifoliata)和蒿柳(Salix viminalis),并设计6种不同的植物配置方式,研究不同湿地植物单种及其配置在静态污水处理条件下对水中pH值、化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的净化效果。通过连续6个月的动态监测,结果表明:湿地植物对污染物有明显的净化效果,且9月份前随着温度的升高和植物的生长逐步提高,9月份后净化效果上升趋势趋于缓和或下降。单种湿地植物中,东方香蒲对pH值的净化效果最好,睡菜对COD的净化效果最好,芦苇对TN的净化效果最好,蒿柳对TP的净化效果最好,东方香蒲、蒿柳对上述污染物的综合净化效果最好;从湿地植物单种和植物配置对污染物的净化效果比较来看,植物配置对pH值、TN的净化效果高于单种,而对COD和TP的净化效果低于单种,芦苇和睡菜适合与其他植物配置使用,而东方香蒲、蒿柳和水芹单种使用对污染物的综合净化效果高于与其他植物配置的效果。 在北京市野生动物救护繁育中心综合运用多种湿地基质和不同生活习性的湿地植物,构建了包括表流湿地和水平潜流湿地的复合式人工湿地,同时还加入了人工浮岛的应用,研究了复合式人工湿地对水禽污水的净化效果,结果发现:从8月到11月,复合式人工湿地污水处理系统对水禽污水中各污染物均有较好的净化效果。其中,pH值由进水口的高出地表水环境质量标准中pH值Ⅰ~Ⅵ类水的标准限值到出水口的pH值Ⅰ~Ⅵ类水的标准值内;COD的平均去除率为65%,最高达97%;TSS的平均去除率为89%,最高达94%;TN的平均去除率为19%,最高达62%;TP的平均去除率为70%,最高达96%;总体对COD和TSS的净化效果最好,相对对TN的净化效果较差。人工湿地对pH值的净化效果在8月和9月表现最好,对COD的净化效果在8月最好,对TSS在9月最好,对TP在11月初最好;而人工湿地对TN的净化效果在11月末最好,9月初最差。研究同时发现,漂浮植物凤眼莲在污水处理中形成生物量大、对各污染物的净化效果好,在北京地区人工湿地中可以控制性地使用该种;但虽然漂浮植物大薸也对污染物具有较强的吸收作用,但由于其生长周期很短,植株很快枯黄腐烂,如果不及时打捞,极易造成二次污染,在北京地区人工湿地中应用大薸时应特别注意对其植株的管理,及时清理其枯黄植株,如果后期管理跟不上,建议北京地区人工湿地中不使用该物种。


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