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1、徐和勝等：蘆葦人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水磷素的去除及途徑1375蘆葦人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水磷素的去除及途徑徐和勝1，付融冰2*，褚衍洋31.同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海200092；2.上海市環(huán)境科學(xué)研究院，上海200233；3.青島科技大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院，山東青島266042摘要：構(gòu)建了蘆葦（Phragmitesaustralis）水平潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污水中的磷素，考察了濕地除磷效果以及地上植物吸磷量。結(jié)果表明，人工濕地對(duì)磷素的去除隨水力停留時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，停留時(shí)間大于5.3d時(shí)，蘆葦濕地除磷效率可以高于88%。濕地進(jìn)水TP負(fù)荷與磷去除速率之間有較好的線性關(guān)系（R2>0.91）
2、。濕地植物在11月份收割時(shí)，地上生物量為1.65kg·m-2，蘆葦?shù)厣喜糠治樟琢繛?.68g·m-2·a-1。分析了濕地除磷途徑，在試驗(yàn)條件下，濕地填料的吸附和沉淀等作用是水平潛流人工濕地除磷的主要途徑，植物吸收僅占濕地總磷去除量的9.1%，但是濕地水生植物是人工濕地重要組成部分，可以通過(guò)影響濕地的其他條件間接影響濕地除磷效果。試驗(yàn)證明，人工濕地是適用于農(nóng)村地區(qū)的優(yōu)良的污水處理技術(shù)。關(guān)鍵詞：水平潛流濕地；農(nóng)村生活污水；除磷；植物吸收；去除途徑中圖分類(lèi)號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-2175（2007）05-1372-04徐和勝等：蘆葦人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水磷素的去除及途徑137
3、5農(nóng)村生活污水是廣大村鎮(zhèn)地區(qū)面源污染的重要來(lái)源。農(nóng)村地區(qū)的生活污水量少、分散、遠(yuǎn)離排污管網(wǎng)，污水一般不經(jīng)任何處理直接排入河流湖泊。由于農(nóng)村地區(qū)水環(huán)境容量小，生活污水中氮磷含量高，加劇了水環(huán)境的污染，引起了嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。農(nóng)村生活污水的處理已經(jīng)成為控制面源污染急待解決的問(wèn)題。目前，降低污水中磷素含量是控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要手段。人工濕地對(duì)磷的去除效果較好，而且投資小，并具有顯著的生態(tài)環(huán)境效益[1,2]，尤其適合于農(nóng)村面源污染控制的特點(diǎn)，適合我國(guó)國(guó)情和廣大農(nóng)村地區(qū)水環(huán)境污染狀況。本試驗(yàn)通過(guò)構(gòu)建潛流水平蘆葦人工濕地，考察了人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水中磷素的去除效果，評(píng)價(jià)了植物對(duì)污水磷素的吸收情況
4、，分析了濕地除磷的途徑，為農(nóng)村生活污水提供了一種有效實(shí)用的處理技術(shù)。1材料和方法1.1人工濕地構(gòu)建及運(yùn)行在上海地區(qū)的自然環(huán)境中，構(gòu)建了潛流水平人工濕地，試驗(yàn)裝置由PVC材料做成。濕地長(zhǎng)2.0m，寬0.5m，深1.0m，床體填充高度0.6m的砂土，有效運(yùn)行水面為0.5m。濕地植物為蘆葦(Phragmitesaustralis)。第一年的11月份建成試驗(yàn)系統(tǒng)，培植蘆葦根莖，間歇投配污水培育系統(tǒng)，第二年3月份植物開(kāi)始生長(zhǎng)，連續(xù)進(jìn)水至5月份，開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)。采用連續(xù)流的進(jìn)水方式，農(nóng)村生活污水在經(jīng)過(guò)初沉池預(yù)處理后經(jīng)恒流泵注入濕地進(jìn)水區(qū)。分別考察不同運(yùn)行工況下，濕地對(duì)污水磷的去除情況。試驗(yàn)周期為一年。試驗(yàn)用
5、水取自農(nóng)村生活污水，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后進(jìn)水的PO43--P質(zhì)量濃度為2.13~5.72mg·L-1，TP質(zhì)量濃度為3.09~7.26mg·L-1。1.2水質(zhì)指標(biāo)分析TP的測(cè)定采用過(guò)硫酸鉀消解－鉬酸銨分光光度法，PO43--P的測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法。1.3地上生物量測(cè)定在11月底蘆葦已有部分枯黃時(shí)進(jìn)行齊地收割。將收割后的蘆葦用去離子水沖洗，風(fēng)干，剪成20~30cm小段，在80℃下烘干至衡質(zhì)量，稱量地上植物生物量。下文中提到植物質(zhì)量時(shí)均指干質(zhì)量。1.4植物全磷量的測(cè)定將烘干后的植物再剪成碎塊，用植物粉碎機(jī)粉碎，過(guò)100目篩。在稱樣測(cè)定之前，將植物粉末再次烘干，準(zhǔn)確稱量0.5000g置于100mL的凱
6、氏燒瓶中，加入濃硫酸10mL，混勻放置過(guò)夜，瓶口加一小漏斗，在恒溫器上慢慢加熱至開(kāi)始冒白煙，逐滴加入H2O212滴，繼續(xù)加熱微沸幾分鐘，放冷，滴加H2O2數(shù)滴，以此反復(fù)多次，直至消煮液完全清亮為止，最后一次應(yīng)微沸20min，以除盡剩余H2O2，冷卻后加入去離子水l0mL，移入50mL容量瓶中，定容，取消解液調(diào)節(jié)pH至中性然后用鉬酸鹽法測(cè)定磷。2結(jié)果與分析2.1水力停留時(shí)間與磷去除率關(guān)系人工濕地在不同的季節(jié)對(duì)磷的去除效果不同，徐和勝等：蘆葦人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水磷素的去除及途徑1375圖1水力停留時(shí)間與去除率的關(guān)系Fig.1Therelationshipbetweenhydraulicreten
7、tiontimeandphosphorusremovalefficiency一般以冬春季節(jié)最差。試驗(yàn)考察了不同季節(jié)中不同停留時(shí)間時(shí)濕地對(duì)磷的去除情況，將每個(gè)季節(jié)同一停留時(shí)間的進(jìn)出水磷質(zhì)量濃度和去除率作為一個(gè)樣本，統(tǒng)計(jì)分析，如圖1所示。由從圖1可知，在水力停留時(shí)間為1.2d、2.9d、5.3d和7d時(shí)，人工濕地對(duì)正磷的去除率分別是57%、68%、86%和92%，對(duì)TP的去除率分別為61%、73%、8
