人工濕地對(duì)低濃度污水的脫氮除磷能力研究

朱萬(wàn)容

摘 要：該研究以沙坪壩橋溝生態(tài)濕地（復(fù)合式濕地）為研究對(duì)象，對(duì)其處理低濃度生活污水進(jìn)行了將近2年的考察，考察了不同季節(jié)、不同溫度下、不同水力停留時(shí)間下濕地系統(tǒng)的運(yùn)行效果，比較準(zhǔn)確地掌握了人工濕地去除氮磷的客觀規(guī)律，深入研究濕地植物、基質(zhì)、微生物等各種因素的變化特點(diǎn)和相互作用，在試驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合的基礎(chǔ)上，對(duì)氮素、磷素在人工濕地系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行了分析，探索出人工濕地處理廢水的機(jī)理以及人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的各種因素與處理效果的相關(guān)性，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)和研究人工濕地系統(tǒng)凈化污水提供理論依據(jù)和實(shí)用技術(shù)資料。

關(guān)鍵詞：人工濕地 脫氮除磷 環(huán)境監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（c）-0132-02

人工濕地的建造是一種新的污水處理技術(shù)，它起始于20世紀(jì)70年代并發(fā)展至今。人工濕地污水處理技術(shù)與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)相比較具有以下幾種優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)：污水凈化強(qiáng)度大并能凈化出良好水質(zhì)；去除氮、磷的能力強(qiáng)；人工濕地的工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行易操作及維護(hù)不復(fù)雜，且運(yùn)行費(fèi)用不高；占地面積比傳統(tǒng)污水處理技術(shù)小，改變生態(tài)環(huán)境的效果顯著。

1 氮的去除規(guī)律及影響分析

1.1 人工濕地對(duì)氨氮的去除

根據(jù)以往氨氮的去除效果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及季節(jié)不同，停留時(shí)間的不同得出，人工濕地在春夏秋冬（只包含冬季的前期，即12月至來(lái)年1月份）對(duì)氨氮的去除能力是和停留時(shí)間成正比的，即：停留時(shí)間增加氨氮的去除能力升高。

人工濕地的氨氮去除效果的基本規(guī)律是秋季去除效果最佳，冬季去除效果最差，夏季和春季去除效果居中。秋季對(duì)氨氮去除效果最高的原因在于秋季的溫度適中，更有利于硝化細(xì)菌活性的增強(qiáng)，而且秋季溫度降低時(shí)導(dǎo)致輸氧能力的加大，因此溫度適中的秋季是對(duì)氨氮去除效果最高的原因。而冬季的到來(lái)，由于溫度降低且溫差較大，導(dǎo)致植物活體生物總量下降，從而致使人工濕地對(duì)氨氮的去除效果不佳。

1.2 人工濕地對(duì)總氮的去除

根據(jù)以往總氮的去除效果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及季節(jié)不同，停留時(shí)間的不同得出，人工濕地在春夏秋冬對(duì)總氮的去除能力是和停留時(shí)間成正比的，即：停留時(shí)間增加總氮的去除能力升高。

人工濕地的總氮去除效果的基本規(guī)律是夏季去除效果最佳，冬季去除效果最差，春季和秋季去除效果居中。其對(duì)總氮的去除效果，詳見(jiàn)表1。

1.3 溫度對(duì)濕地脫氮的影響分析

人工濕地脫氮性能的影響是由溫度來(lái)決定的，其變化復(fù)雜，對(duì)脫氮性能的影響主要有以下兩個(gè)方面：首先溫度對(duì)微生物的硝化作用有影響，其次溫度對(duì)植物的影響且由此帶來(lái)的變化。由于冬季氣溫低，植物死亡率高，同時(shí)植物也進(jìn)入枯萎期，人工濕地中的植物根系進(jìn)入休眠狀態(tài)，輸出氧氣量減少，而已經(jīng)枯萎死亡的植物體也同時(shí)會(huì)釋放出一定量的氮，這樣就會(huì)額外增加了氮的含量。

各種微生物都具有硝化作用，直接影響微生物硝化作用能力的因素就是溫度。對(duì)于微生物來(lái)講，溫度的高低決定著它的生長(zhǎng)繁殖速度，起到硝化作用的硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖能力及活性的大小也是由溫度來(lái)決定的。

人工濕地對(duì)硝化作用的影響非常明顯，尤其是冬春交替時(shí)節(jié)，植物死亡率高，人工濕地中的植物根系同時(shí)會(huì)釋放出一定量的氮，同時(shí)疊加進(jìn)水中原有的氨氮含量，使得整體含氮量增加，而這時(shí)微生物的硝化作用是一年四季中硝化能力最差時(shí)期，此時(shí)的濕地就出現(xiàn)了氨氮濃度大于進(jìn)水中的氨氮濃度。鑒于以上原因，在冬季低溫時(shí)節(jié)，運(yùn)用人工濕地脫氮效果不佳，運(yùn)行效果不穩(wěn)定，出現(xiàn)水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。

2 磷的去除規(guī)律及影響分析

2.1 人工濕地對(duì)TP的去除

根據(jù)以往總磷的去除效果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及季節(jié)不同，停留時(shí)間的不同得出，人工濕地在春夏秋冬對(duì)總磷的去除能力詳見(jiàn)表2。

人工濕地的總磷去除效果的基本規(guī)律是：春夏秋冬四季對(duì)總磷的去除效果都很顯著，無(wú)明顯差異，效果均衡。由此可見(jiàn)，溫度對(duì)人工濕地去除總磷無(wú)明顯影響，利用人工濕地從去除總磷效果好。

2.2 溫度對(duì)濕地除磷的影響

由于人工濕地的構(gòu)建比較復(fù)雜，所以說(shuō)用溫度評(píng)判濕地除磷的效果存在爭(zhēng)議且不是不是唯一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)表1和表2數(shù)據(jù)顯示，濕地脫氮受溫度影響直接一些，而相對(duì)于濕地除磷來(lái)說(shuō)，其效果與能力受溫度影響較小。

3 結(jié)語(yǔ)

該研究通過(guò)對(duì)人工濕地不同季節(jié)、不同停留時(shí)間下對(duì)污水中氮磷去除效果進(jìn)行了考察，分析了濕地污染物去除規(guī)律及影響因素，得出了以下結(jié)論。

（1）根據(jù)以往氨氮的去除效果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及季節(jié)不同，停留時(shí)間的不同得出，人工濕地在春夏秋冬（只包含冬季的前期，即12月至來(lái)年1月份）對(duì)氨氮的去除能力是和停留時(shí)間成正比的，即：停留時(shí)間增加，氨氮的去除能力升高。

（2）對(duì)總氮的去除率都是隨著停留時(shí)間的增加而升高的。人工濕地的總氮去除效果的基本規(guī)律是夏季去除效果最佳，秋季和春季去除效率有所下降，去除效果居中，冬季去除效果最差。

（3）對(duì)總磷的去除率都是隨著停留時(shí)間的增加而升高的。對(duì)總磷的去除效果都較好，去除率季節(jié)變化遵循夏秋>冬春的規(guī)律。人工濕地的總磷去除效果的基本規(guī)律是：春夏秋冬四季對(duì)總磷的去除效果都很顯著，無(wú)明顯差異，效果均衡。由此可見(jiàn)，溫度對(duì)人工濕地去除總磷無(wú)明顯影響，利用人工濕地去除總磷效果好。

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