湿地植物的净化.doc

处理万吨生活污水不耗能源 这水生植物很神奇重庆利用人工湿地净化污水发表时间：2011-12-13作者：佚名资料来源：华龙网放大 | 缩小中华园林网12月13日消息： 污水处理听不见机械轰鸣运转？看不见处理设备？有的只是层层错落、种满了大聚藻、菖蒲、美人蕉的植物田？可别小看这些植物，它们就是污水处理“设备”。今日重庆环保世纪行渝北站，采访小组一行在重庆渝北区玉峰山镇居民生态生活污水处理站见证了这神奇的污水处理过程。据悉，渝北区已有17座这样的生态污水处理站，每日处理生活污水达万吨以上。在这个无能耗全生态人工湿地污水处理厂，利用地势高低分别栽种着京水菜、美人蕉、水晶竹、大聚藻、菖蒲等水生植物。据介绍，污水经由管网进入处理站，拦截掉固态物质之后，再经过这些植物一层层吸取过滤后，能达到国家要求排放标准，被输送到附近农田进行灌溉。据渝北区环保局局长郭义介绍，这个生态污水站今年5月开工建设，10月正式投入使用，设计日污水处理量为1000吨；净水原理是通过污水处理池中种植水生植物，对污水中氮磷等污染物进行吸附，达到净水目的，从而减少生活污水对农田和附近次级河流的污染。另外，这样的生态污水处理站没有任何机械设备，不需要能耗、占地小，却有能力解决一个有着4000人的农村场镇的污水排放问题，每天产生的1000吨污水处理费用仅需要25元。人工湿地植物应用 复制链接 论坛转帖 博客转帖 bfy-ljb bfy-ljb 当前离线 注册时间2005-3-8在线时间174 小时土木币21540 精华97分享0相册0主题1961日志0IP卡 狗仔卡 1961主题0听众 3324积分二星高级工程师二星高级工程师, 积分 3324, 距离下一级还需 676 积分土木币21540 收听TA 发消息电梯直达 主贴 发表于 2007-1-21 17:19:48 |只看该作者 |倒序浏览 -人工湿地植物应用 净化能力强净化能力是选择人工湿地植物要考虑的另一重要因素"为了提高人工湿地的去污能力在选择植物时不但要选择耐污能力强的植物同时也要求植物的净化能力要强即单位面积的污染物去除率要高"主要从两方面考虑一方面是植物的生物量较大另一方面是植物体内污染物的浓度较高"黄时达等比较了芦!苇灯心草和菖蒲三种植物的污染物净化能力结果发现灯心草去除能力最强&(的去除率达到*$+,*-+高吉喜等选择了种湿地植物研究发现慈菇和茭白的综合净化率最高这些研究为选择合适的人工湿地植物提供了方便构建人工湿地时就可以考虑选择这些净化能力强的植物"另外在去除重金属污染方面应用较多的超累积植物也可以应用到人工湿地中"具体应用时可根据所要处理污水中的主要污染物0来选择相应种类的超累积植物尤其在处理污水中的重金属元素方面具有非常好的应用前景"根系发达!"$#$1%植物具有发达的庞大根系是被选为人工湿地植物的重要因素之一"主要由于两方面的原因"其一为发达的植物根系可以分泌较多的根分泌物为微生物的生存创造良好的条件促进根际的生物降解提高人!#$*%工湿地净化能力"2345)673等人的研究表明植物根际的分泌物可以促进微生物转化加速污染物的生物!#$8%!#降解"吴振斌等的研究发现湿地土壤中脲酶的活性与土壤的微生物含量有机物质含量全氮和速效氮含量成正相关研究中还发现脲酶的活性与人工湿地污水中9:的去除率具有较明显的正相关性所以作者$!认为可以把人工湿地根区土壤中脲酶的活性作为人工湿地去除污水中含氮污染物效果的一个主要指标并!#;%#指出了利用酶活性作为挑选合适湿地植物指标的可能性"其二为植物的根系在固定床体表面笼络土壤和#1%保持植物与微生物旺盛生命力等方面发挥着重要作用对保持湿地生态系统的稳定性具有重要意义"成水!平等在综述中指出长苞香蒲和水烛等大型水生植物具有粗壮的根系和许多发达的不定!%&!"#$%&()*+&+&!$!%&!根是较佳的净水植物而小型种类如小香蒲的根系发达程度无法与前者相比拟净化污水!",$&-.-&#$1%的效果则差一些"24<7<=等研究了水麦冬和芦苇两种人工湿地植物的地上地下和总%&#/0.(123$.,02340)-的生物量生长状况和组织中营养成份的含量结果表明水麦冬具有明显发达的根系和较高的地下生物量#!#$-%#!对氮磷的去除效果是芦苇的8倍"所以发达的根系既能提高人工湿地对污染物的去除能力也有助于人工湿地生态系统的健康发展"经济和观赏价值高!"%!人工湿地植物的选择考虑经济和观赏价值主要基于以往人工湿地植物的选择主要侧重于净化效果较#$/%少顾及经济效益和植物的观赏价值故所选用的植物多局限于凤眼莲喜旱莲子草和宽叶香蒲等但因其!#!经济价值不高景观效果欠佳等原因难以在城市中广泛应用"同时近年来有关学者开始对湖泊等受污染#!#$;%!水体进行无土栽培陆生经济植物净化与利用研究且发达国家的人工湿地污水处理系统在治污的同时还!引入园林设计的理念将治污与营造生态公园融为一体使保护环境与美化人们的生活相映生辉产生了非常好的效果"由文辉等作了非常有意义的尝试在富营养化水体中利用人工基质无土栽培水生经济植物净!#!化水质试验结果表明经检测分析水蕹菜和水芹菜茎叶部的&>&4?和A3含量均处于可食用范围内上$!#!述两种经济植物轮作每平方米水面每年可自水中移除9:$B*"C9?$*"-$C并可收获蔬菜8B=CDE具#$.%有显著的环境效益和经济效益"!虽然把食用经济植物作为人工湿地植物可能存在食品安全问题但如果条件适合这也是一种较好的选!#!择"况且应用具有绿化原材料和观赏等用途的植物作为人工湿地植物这一问题也就随之解决了"另外从观赏价值考虑试想在一块湿地中水中选择马来眼子、菜眼子、菜穗花、孤尾藻等沉水植物水面栽种挺水!#!""!植物荷花等加强园林景观各种水草叶嫩水禽喜食池中养殖鱼虾螺等各种湿地植物群落随着地表积水状况的变化可呈规律地排布在池塘周围的各种植物群落呈环状排布并可栽种榆树、松树、垂柳、槐树、落叶杉等堆砌假山必然形成相对完整的园林景观效果可想而知#重视物种间的合理搭配!"#为了增强人工湿地的污染物净化能力和景观效果有利于植物的快速生长一般在人工湿地中选择一种!或几种植物作为优势种搭配栽种#根据环境条件和植物群落的特征按一定比例在空间分布和时间分布方!面进行安排使整个生态系统高效运转最终形成稳定可持续利用的生态系统#但也要考虑到不同种类的植物生长一起不仅污染物净化能力和景观效果差异较大而且存在着相互之间的作用#包括两个方面其一!$%&是对光水营养等资源的竞争其二是植物之间通过释放化学物质影响周围植物的生长#如香蒲芦苇""!#"!""等就存在这样的相互作用()*+,-./0-研究发现宽叶香蒲、水葱苔草等植物体腐烂产生的化感物质对芦苇$%!1生长繁殖具有抑制作用#另外一些植物的枯枝落叶经雨水淋溶或微生物的作用也会释放出化感物质"!$2%1抑制植株的生长如宽叶香蒲枯枝烂叶腐烂后会阻碍其本身新芽的萌发和新苗的生长#所以构建人工湿!地选择植物时一定要重视合理搭配即有利于群体的快速形成也具有较高的污染物净化能力和观赏价值$%21同时对人工湿地杂草的生物控制和减少残体对湿地植物生长抑制均具有重要意义水生植物在人工湿地废水净化中的应用研究2008-05-12 来源：中国园林网 作者：卢剑波 傅智慧 评论：0 点击：324-水生植物作为人工湿地废水处理系统的一个重要组成部分，在废水净化过程中起重要作用。本文对人工湿地生态工程中水生植物的作用，常用的植物种类及国内外对其选择的研究进行了综述。并在此基础上介绍了目前浙江大学生命科学学院农业生态与工程研究所利用水生植物净化养鸭场废水的研究状况。The Application Research of Using Aquatic Plant to Purify Wastewater with Constructed WetlandsLu Jianbo and Fu Zhihui(Institute of Agro-Ecology and Ecological Engineering, College of Life Sciences, Zhejiang University, Zijingang Campus, 310058)Abstract: Aquatic plants play a very important role in wastewater treatment, because they are the important parts of constructed wetlands wastewater treatment system. Functions of aquatic plants in constructed wetlands ecological engineering were introduced in this paper, the research on selecting aquatic plants and the popular varieties in our country and abroad were reviewed. Based on these, the research on using aquatic plant to purify wastewater of duck farm implemented by Institute of Agro-Ecology and Ecological Engineering, College of Life Sciences, Zhejiang University, was presented. Key words: Aquatic plant, Constructed wetlands, Wastewater treatment, Duck farm 1引言 水生植物不仅是营造水体景观不可或缺的要素，而且在人工湿地废水净化过程中起重要作用。Shun-RenJing(2001)就认为湿地的净化能力主要是由湿地中植物的生长情况决定的。在人工湿地净化废水过程中，水生植物作用可以归纳为三个重要的方面：（1）直接吸收利用污水中可利用态的营养物质、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质；（2）为根区好氧微生物输送氧气；（3）增强和维持介质的水力传输（成水平等，2002）。此外，有些水生植物具有美观可欣赏性，能改善周围景观，从而体现出人工湿地的生态美学价值；有些水生植物具有一定的经济价值，如选择绿化用的苗木、花卉等作为湿地植物，这就能使人工湿地在净化废水的同时，体现出它一定的经济价值。 2.常用人工湿地植物种类及筛选研究 水生植物根据其生态型可分为挺水植物、浮叶和漂浮植物、沉水植物三大类。研究和实践上常用的湿地植物是挺水植物，如芦苇（Phragmitescommunis）、香蒲（Typhalstifolia）、灯心草（Juncuseffusus）、菖蒲（Acoruscalamus）、水葱（Scirpusvalidus）等等。北卡罗来纳州的猪场废水处理主要以芦苇构建植被；丹麦、印度的人工湿地主要用芦苇和宽叶香蒲；1989年以来，捷克所建人工湿地多数用芦苇作植被；在我国，廖新悌等（2002）利用风车草（Cyperusalternifolius）和香根草（Vetiveriazizanioides）人工湿地来处理猪场废水，对废水氮和磷有不同程度的净化效果。袁东海等(2004)研究了石菖蒲、灯芯草和蝴蝶兰花3种植被类型的人工湿地来净化生活污水，观察它们对COD和总氮的去除效果。结果表明，石菖蒲植被人工湿地净化效果最好；其次为灯芯草植被人工湿地，再次为蝴蝶兰花植被人工湿地。 挺水植物通过对水流的阻尼和减小风浪扰动使悬浮物质沉降，并通过与其共生的生物群落相互作用，发挥净化水质的功能。它主要吸取深部底泥中而不是水中的营养盐，但是同时它的残体往往滞留水底，矿化分解后会污染水体，因此在人工湿地管理过程中应及时收割。Per-Anders等（2004）提出把芦苇地上部分在养分含量最高的夏季进行收割，收获部分用以发酵沼气。 然而在人工湿地中通过吸收移走养分的能力方面，挺水植物被普遍认为不如浮叶和漂浮植物，因为后者往往有极快的繁殖速度，且根系直接从水体中吸收养分与元素，并对悬浮颗粒产生过滤与吸附效果。十几年来研究结果也表明，一些浮叶和漂浮植物如水葫芦(Erichhorniacrassipes)、水花生(Alternantheraphiloxeroides)、石莲花(Hydrocotyleumbellata)、浮萍(Lemnaspp.)有很强的耐污能力，特别是净化富营养化废水，有较好的净化效果。在这些水生植物中，很多学者对水葫芦在实验室和野外进行了大量的研究，认为水葫芦能在很大程度上去除废水中的有机物(ReddyandSmith,1987)，而且它具有惊人的繁殖速度，在适宜条件下,每5天可繁殖一新植株,也能以开花结实产生种子而进行有性繁殖（吴丹等，2001）。庞金华等（1997）研究认为，水葫芦和水花生在有机废水中正常生长的上限COD高达1000mg/L。 沉水植物和湖底水生植被的存在可阻止上层水体动力扰乱湿地底部，有效地遏制底泥营养盐向水体释放。沉水植物是决定水体磷营养状态的重要因素，例如菹草(Potamogetoncrispus)兼具保持与释放磷营养的双重作用。印度静水湿地中菹草的磷营养分别来自水体和沉积物；丹麦溪流中包括菹草在内的四种沉水植物仅靠叶片的摄取即可满足对矿质营养的需求(MadsenandCedergreen,2002)。同时沉水植物通过与浮游植物竞争养分、植化相克等作用抑制浮游植物的生长（种云霄等，2002）。一般水生植物能吸附、富集一些有毒有害物质，如重金属铅、汞、砷、铬、镉、镍、铜等，其吸收积累能力为沉水植物漂浮植物挺水植物（吴建强等，2005）。 3.利用水生植物净化养鸭场废水 现阶段我们的研究主要是应用人工湿地生态工程处理养鸭场极富营养化水体，而水生植物是湿地发挥功能的主要因素，因此我们通过筛选水生植物来优化湿地的净化功能。本研究以浙江省德清县利虹禽业有限公司的蛋鸭养殖场为基地，它是浙江省较大的蛋鸭养殖场，占地面积达53360m2，其中水面面积为13340m2，全年饲养蛋鸭、种鸭10万只。但大量鸭粪排入到鸭放养池中，使鸭池中的水极度富营养化，这严重影响了鸭子的健康、蛋鸭的产蛋率及蛋的品质。特别是高温季节，排水量增加，过多过肥的池水又造成了水田肥害，河水的富营养化，对当地生态安全构成极大的威胁。 从鸭场排出的废水不像工业废水或其它废水含有重金属和一些有毒有害物质，它主要是富含N、P的富营养化水体，完全可以进行回收利用。2005年8月，我们在该蛋鸭养殖场内建立了面积为667m2的人工湿地，以水葫芦作为主要植物净化畜禽养殖业废水的一级处理，对其净化畜禽养殖业废水的效果和机理也进行了初步的探索。水葫芦除了具有繁殖速度快、耐污能力强、根系发达等特点外，还可以作为畜禽良好的青饲料。通过定期收获湿地中的水葫芦把它作为鸭子的青饲料，不但进一步加强了湿地的净化能力，而且实现了物质的循环利用。 水生湿地植物往往是热带或亚热带植物，大多在寒冷的环境条件下不能生存或生长不好，这样人工湿地的去污能力就会下降甚至消失。所以在湿地植物的选择中，除了考虑其耐污能力强、净化能力强、生长速度快和根系发达等因素外，还应该注意其耐寒能力。在浙江水葫芦一般在夏秋季节生长旺盛，而在冬春季节由于气温太低而不能生长，因此在冬春季节我们主要运用耐寒能力较强的黄菖蒲(Irispseudocorus)作为主要湿地植物。 但是我们发现人工湿地净化废水的能力是有限的，废水经湿地净化后，其有机物和营养物质含量仍然较高。因此在以后的研究中，我们设计运用多级人工湿地来净化鸭场养殖废水（见图1）。把水葫芦黄菖蒲人工湿地作为废水的一级处理，把经一级净化的水排入鱼塘，进行二级处理，在三级处理中主要种植一些水生经济植物，如茭白(Zinanialatifoliaturcz.)、慈姑(Sagittariatrifolia)等，经三级处理后的水可以用来灌溉水稻田，最后将净化后的水经过河道返回鸭场。 鸭场的废水氮磷含量非常高，因此水葫芦的生长极其迅速，其覆盖面积在四十天后就增加了一倍，对氮磷的去除率都在30%左右。相比之下，黄菖蒲的生长速度与净化功能都不及水葫芦，当然这与气温等条件都有一定的关系。总之，关于人工湿地水生植物的筛选问题还需要我们长期深入的研究。 4.结语 利用水生植物净化废水具有成本低，易推广应用，并具景观美化等功能，因此，随着研究的深入和技术的集成与组装，水生植物在净化废水中的应用将会越来越广。 参考文献： Madsen Tom Vindbaek, Cedergreen Nina, 2002. Sources of nutrients to rooted submergedmacrophytes growing in a nutrientrich streamJ. Freshwater Biology, 47(2): 283-291. Per-Anders H., Hans F. Use of summer harvested common reed (phragmites australis) as nutrient source for organic crop production in SwedenJ. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2004,102(3): 365-375. Reddy, K.R., Smith, W.H. (Eds.), 1987. Aquatic Plants for Water Treatment and Resource Recovery. Magnolia