论文摘要
近年来水资源短缺和水污染严重制约了我国经济和社会发展,影响到人民生活甚至威胁到人体健康。人工湿地作为一种水质净化效果好、投资运行费用低的生态污水处理技术,利用物理、化学和生物作用处理污水,受到广泛应用。植物作为人工湿地的重要组成部分起着关键作用。本文通过模拟人工湿地系统,研究探索了6种湿地植物在水力停留时间和进水浓度等影响因素条件下对污水的处理效果,试验和记录了湿地植物的生长状况和系统基质硝化反硝化强度,得到以下研究结果:⑴选取香蒲、黄花鸢尾、柳树、芦苇、千屈菜和菖蒲为试验湿地植物,研究了HRT分别为1、2、3、4、5、6d时植物系统对污染物的净化效果。结果表明,HRT=4d时,湿地植物系统对污染物CODcr、BOD5、TP、TN、NH4+-N和NO3--N的平均去除率分别为92.3%、97.2%、93.2%、77.2%、95.9%和97.8%,高于其它水力停留时间的处理效果。香蒲系统对CODcr去除效果最好,去除率为95.9%;柳树系统对TP的去除率为99.6%,好于其它植物系统;对TN去除效果最好的是菖蒲系统,去除率为92.4%;芦苇系统在去除NH4+-N表现出优势,去除率为98.1%;除香蒲系统之外,其它植物系统对NO3--N的去除效果均在95%以上。⑵分别配置了低、中、高浓度污水作为系统的进水,在HRT=4d时,研究了湿地植物系统对不同浓度污水的净化效果。结果表明,在低浓度下,菖蒲和柳树系统对CODcr的去除率较高,分别为95.3%和94.8%;芦苇系统对BOD5的去除率最高,为94.1%;所有湿地植物系统对TP都有较好的净化效果,去除率达到90%;芦苇和菖蒲系统对TN、NH4+-N去除率最高,分别达到96.7%、95.6%和93.7%、95.8%。在中等浓度下,香蒲系统对CODcr和NH4+-N的去除率分别为94.4%和92.2%,高于其它植物系统,BOD5、TP、TN去除效果最好的植物系统与低浓度时相同。在高浓度污水条件下,香蒲系统对CODcr、BOD5去除效果最好,柳树系统对TP的去除率最高,菖蒲和香蒲系统去除TN效果最好,对NH4+-N去除率最高的是香蒲和柳树系统。植物对中、低浓度污水的去除率高于对高浓度污水去除率。⑶通过对湿地植物在试验过程中生长状况的研究,结果表明,除千屈菜在试验后期出现枯萎现象外,其它湿地植物均生长良好,有新的枝叶长出,植株明显变高变大。香蒲和芦苇的生长高度变化最大,分别增高了157cm和136cm;香蒲鲜重增加最多,为498.8g;湿地植物收割后的含水率明显低于种植前。⑷基质硝化反硝化强度试验研究表明,各系统基质在7月末时比试验开始（6月末）和结束（8月末）时的硝化反硝化强度强;湿地植物系统之间比较,香蒲系统基质的硝化强度最高,柳树植物系统的反硝化强度最高。⑸柳树作为新型的人工湿地植物对污水具有良好的净化效果,对TP、TN的去除率分别达到99.6%和91.2%,并且在污水中生长良好,可以越冬生长,提高人工湿地冬季处理效果,降低了长效运行费用。文章最后介绍了柳树、香蒲、芦苇和菖蒲等植物在人工湿地工程中的应用,并对今后关于湿地植物的研究重点提出了建议与展望。