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121科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 环 境 科 学由于人工湿地技术能有效地处理多种多样的废水,对负荷变化适应能力强,氮、磷去除效率高。
植物是湿地的重要组成部分,在调查该地区能正常生长且耐污能力强的水生植物的基础上,选择适宜的人工湿地植物种类对于提高湿地的污水净化功能有着重要的意义[1]。
本文通过对比水鳖、荆三棱、芦苇、香蒲四种水生植物对污染水体的不同净化效果,旨在对湿地植物的选择提供一定基础研究。
1 材料与方法本实验采用水鳖、香蒲、芦苇和荆三棱等四种水生植物进行水培实验,将各塑料箱体清洗干净,将4种植物样品根部淤泥彻底清洗干净。
用大约3～5cm厚的砾石埋压植物根部,将配制好的人工配制的水样等量倾倒于各箱体中,依次进行处理时间为1、2、3、4、8天的净化试验。
植物的种植量为低密度培植,每箱植物均选择大小、高度相近的每种植物各五株,用石子对植物的根系进行压埋,防止植物倒伏、死亡。
水鳖的水面覆盖率为30%。
经植物净化后的水样用虹吸法采集于聚乙烯塑料瓶中进行水质分析。
测p H 值采用pH -3C型pH 计;DO采用硫代硫酸钠标准溶液滴定法测定。
C O D c r 、总磷T P 、氨氮NH 4+-N、总氮T N 测试方法均按国家环保局编制的《水和废水监测分析方法进行》[2]。
2 数据汇总与分析依据各植物系统对人工配水的净化数值绘制下图1,从图上可以清晰看出各植物对水体的净化作用。
其中pH和DO计算的是与第一天相比的变化率,C O D 、N H 4+-N 、TN、TP 计算的是与第一天相比的去除率。
从图1可以看出,可以看出各系统内的pH变化趋势均为上升,且上升速度因植物种类的不同而各有差异。
但4天后各植物系统内的pH值开始下降,在第8天时,各植物系统的p H 值均低于对照水样。
变化的原因是水生植物对N H 4+-N 的吸收导致水中p H 降低,因为植物根部在吸收阳离子的同时释放出H+,即伴随着有机酸的产生[3],并且硝化作用的进行也使水中H+增加。
人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展摘要：随着城市化进程的加快和人口数量的增加，废水排放量不断增加，其中包含大量的氮和磷。
而氮和磷作为废水中的主要污染物，对水体环境造成严重影响，因此人工湿地作为一种有效的废水处理技术备受研究关注。
本文综述了人工湿地对污水中氮和磷的去除机制的研究进展。
1. 引言人工湿地是利用湿地的吸附、沉淀、微生物代谢等自然过程来净化水体的一种现代化废水处理技术。
在人工湿地中，氮和磷的去除机制主要包括物理吸附、沉降、植物吸收和微生物代谢等。
本文将从这些方面对人工湿地去除氮和磷的机制进行探讨。
2. 氮的去除机制2.1 物理吸附物理吸附是指氮通过与湿地介质中的颗粒接触，以静电作用、作用力等方式将废水中的氮物质吸附到固体表面。
颗粒的大小、比表面积以及载体孔隙结构等因素会影响物理吸附的效果。
通过物理吸附，人工湿地可以有效去除废水中的氨氮、硝态氮等有机氮物质。
2.2 沉降沉降是指氮以颗粒物质的形式沉降到湿地底部，在此过程中将废水中的氮物质随颗粒物质一同去除。
沉降过程主要受颗粒物质的沉降速度、废水流速以及水体中悬浮颗粒的浓度等因素的影响。
适当的湿地设计和流速控制可以提高沉降效果，进而实现氮的有效去除。
2.3 植物吸收植物吸收是指湿地植物通过根系吸收废水中的氮物质。
植物的吸收主要包括根系吸收和叶片吸收两个过程。
根系吸收主要通过与底泥中的微生物共生作用来转化氮物质为植物可吸收的形式。
叶片吸收则通过植物的叶片表面特殊结构吸附废水中的氮物质。
湿地植物种类和密度、湿地水质以及水分状况等因素会影响植物吸收氮的效果。
2.4 微生物代谢微生物代谢是指湿地中的微生物通过代谢作用将废水中的氮物质转化为无害物质的过程。
在湿地中，一些特定的微生物通过硝化反应将废水中的氨氮转化为氮酸根，并通过反硝化反应将氮酸根还原为氮气释放到大气中。
微生物的种类和数量、湿地温度、氧气状况等因素会影响微生物代谢的效果。
一、简介现有的先进水处理技术的现有研究主要包括湿地建设、电凝、膜分离、反硝化滤池、吸附和生物滤池。
人工湿地建设作为一种生态处理技术，具有承载简单、处理效果好、建设成本高、操作管理简单、生态美化效果好等特点，在污水厂尾水深度处理方面具有广阔的前景。
二、水处理技术1.根据现有研究，人工湿地可以从城市污水处理厂的尾水中去除有机物，但是城市污水处理厂的尾水，由于其生化特性而具有较低的有机质浓度和低碳源。
因此，在高级水处理中，连续水在提高脱氮率方面面临某些挑战。
即使废水达到A类排放标准，微量的氮、磷和有机物含量仍高于指标。
直接排放会引起一系列问题，例如水质恶化和水体富营养化，因此找到一种经济上合适的方法来处理尾水以保护水环境非常重要。
2.本市的污水处理设施尾气输出量高，有机物浓度低组成复杂，氮和磷含量高，污水厂尾水深度处理对减少水污染很重要，可以缓解水短缺。
目前采取的方案如下：（1）可以使用电子水处理技术进一步处理尾水，可以满足不同城市水质标准中：冲洗、道路清洁、防火和绿化的重复使用要求。
（2）反硝化过滤器用于深度处理，在C/N条件下，总氮去除率为91.6％。
反硝化过滤器具有更高的处理效率和更小的占地面积，但是工艺设计必须保持厌氧环境，必须添加一定量的碳源以确保平稳的反硝化反应，难以应用。
三、系统选择和过程1.关键流程计划：根据中国类似的大型运河和湖泊净化工程的成功设计理念，设计了由复杂垂直流组成的湿地的高级处理工艺。
废水处理厂产生的废水（二次沉淀水）流入由下游流塘和上游流塘组成的复杂的垂直流建筑湿地处理系统。
水流方法首先垂直向下连接，然后通过连接层，然后垂直上升，并随着污染物穿过另一个活性层而逐渐降解。
2.过程特征：暴露于污染物逐渐形成了适合它们的排他性种群。
这不仅可以有效减少污染物的负荷，还可以使水处理系统进入建筑物（例如花园），并实现效率和美观。
3.环境效益分析：（1）该项目的实施可以显著减少接收原水的污染物负荷，并有效改善地表水环境。
水葫芦对工业污水治理效果的研究摘要：为了究了水葫芦对重金属污水水体改良效果与水葫芦密度之间的关系。
结果表明,水葫芦对工业污水有很好的净化效果,在不影响水葫芦生长的前提下,1 /4的密度情况下，水葫芦对重金属离子有很好的去除效果。
关键词：水葫芦工业污水污水治理引言水葫芦（Eichhornia rassipes）是一种生态入侵能力极强的水生维管植物，学名凤眼莲，是亚热带和温带河、湖水面广泛生长的一种水草。
由于没有天敌，从而致使其在我国大量繁殖。
由于水葫芦根系发达,使得水葫芦在生长繁殖过程中能大量吸收水中的养料作为自身生长所需的物质,同时还能吸收水中的其他有机物和重金属等污染物,迅速改善水质,达到净化水质的效果,因此可广泛应用于水域净化和各种污水如生活污水、工业污水和混合污水等的净化处理[1-5].R·M·Gerberg[6]等研究了水生植物在人工湿地中对废水处理的作用,因此常被称作人工湿地植物。
而且由于随着城市和工农业的快速发展，特别是工业的发展。
因而出现了许多的工业污水污染。
本试验研究了水葫芦对重金属污水水体改良效果与水葫芦密度之间的关系,因而得到处理重金属污水与水葫芦密度的最适密度。
而且它在无需投入大量能源的情况下，保护生态系统并将污染物转化为人类可以利用的再生资源，避免污染的转移；研究水葫芦对重金属污水的治理效果，从而为选择合适的密度来有效的治理重金属的工业污水提供理论和技术依据。
1 材料与方法1. 1 材料试验用水葫芦取自衡阳市郊区池塘,工业废水取自电镀废水。
将水葫芦打捞上来, 经冲洗、去除黄叶和腐根后, 选取大小、重量相近的植株以6. 25 kg /m2 密度( 该密度下水葫芦植株可均匀覆盖水面)放养在规格为80 cm × 60 cm ×60 cm无毒无味的塑料水箱内, 水箱装有相同体积( 206. 4 L) 电镀废水。
1. 2 试验方法试验水箱水葫芦覆盖度设置4 个等差梯度: 1 /4、1/2、3/4 、4/4覆盖, 每个处理重复3次。
几种湿地植物净化生活污水的效果比较许巧玲;崔理华【摘要】[目的]比较几种湿地植物对生活污水的净化效果.[方法]通过水培试验,研究了水葫芦、美人蕉、花叶芋、剑兰和万寿菊5种植物对生活污水的净化效果.[结果]5种植物对污水都有一定的处理效果,其中水葫芦和万寿菊的处理效果最好.在人工土柱运行试验中,水葫芦对COD、BOD5、NH4+-N、TN、TP的去除率比对照分别提高了12.7％、10.9％、11.5％、4.1％和15.7％;万寿菊对COD、BOD5、NH4+-N、TN、TP的去除率比对照分别提高了16.2％、8.9％、9.2％、7.4％和11.7％.在种植植物的人工土柱中,选择干湿比为1∶5,配水周期为2d的运行方式更经济,更符合对水污染的处理要求.[结论]该研究可为控制水体污染和水体富营养化提供理论基础.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】3页(P204-206)【关键词】湿地植物;生活污水;净化效果;人工土柱【作者】许巧玲;崔理华【作者单位】华南农业大学资源环境学院,广东广州510642;华南农业大学资源环境学院,广东广州510642【正文语种】中文【中图分类】S181.3人工湿地是一种很有前景的废水修复处理技术，这种技术可利用土壤、植物、微生物来降解废水中的污染物［1-2］。
近年来，大量的人工湿地被成功地应用在处理生活污水方面［3］。
人工湿地的处理机理比较复杂，其中水生植被系统起着很重要的作用。
植物根系的新陈代谢作用产生的残留物提高了土壤的有机质，为土壤微生物提供充足的养分，使微生物大量繁殖;同时，植物根系的呼吸作用使根际小环境既有好氧区又有厌氧区，使得微生物种类大大增加［4］，而好氧区和厌氧区的交替促进湿地生态系统的硝化和反硝化作用进行，强化去净化能力［5-6］。
早期湿地植物的研究主要是芦苇、香蒲等生物量较大的水生植物。
有学者认为，选择当地优势植物，突出生物多样性是提高湿地净化能力的关键措施［7］。
《人工湿地废水处理技术的研究现状及展望》篇一一、引言随着现代工业和城市化进程的加速，废水排放量不断增加，给环境带来了巨大的压力。
人工湿地作为一种自然的污水处理技术，因其成本低廉、操作简单、生态友好等优点，在废水处理领域得到了广泛的应用。
本文将就人工湿地废水处理技术的现状及未来展望进行详细阐述。
二、人工湿地废水处理技术的研究现状（一）基本原理及类型人工湿地废水处理技术主要是利用湿地生态系统的自然净化能力，通过湿地中的植物、基质和微生物等组成的生态系统对废水进行过滤、吸附、沉降和生物降解等过程，达到净化水质的目的。
其类型主要分为表面流人工湿地和潜流型人工湿地两种。
（二）应用领域目前，人工湿地废水处理技术已广泛应用于生活污水、工业废水、农业废水等领域的处理。
其中，生活污水处理是人工湿地应用最广泛的领域。
此外，该技术在重金属废水、含氮、含磷等富营养化废水的处理方面也显示出良好的效果。
（三）技术发展近年来，人工湿地废水处理技术的研究主要集中在以下几个方面：一是优化湿地设计，提高处理效率；二是通过引入新型基质和植物种类，增强湿地的净化能力；三是研究湿地生态系统的运行机制，为人工湿地的设计和运行提供理论依据；四是与其他污水处理技术进行联用，以提高整体的处理效果。
三、存在的问题与挑战虽然人工湿地废水处理技术已经取得了一定的研究成果，但在实际应用中仍存在一些问题与挑战。
一是对于复杂污染物的处理效果不够理想，需要进一步研究和优化；二是湿地的长期运行和维护管理问题，如植物的生长周期、基质的堵塞等问题；三是人工湿地的设计缺乏统一的标准和规范，需要根据实际情况进行具体设计。
四、未来展望（一）技术创新与研发未来，人工湿地废水处理技术将更加注重技术创新与研发。
一是深入研究湿地的生态过程和净化机制，为优化设计和运行提供理论支持；二是开发新型基质和植物种类，提高湿地的净化能力和适应性；三是研究与其他污水处理技术的联用，提高整体的处理效果和效率。
水污染治理之水葫芦第一篇：水污染治理之水葫芦水污染治理之水葫芦摘要：由于历史的原因，我国水环境问题比较复杂，在现有经济技术条件下，解决水环境问题需要经过一个缓慢的过程。
现今，有一个利用外来植物水葫芦治理水污染的方法正在引起大家的关注。
接下去就让我为大家介绍目前我国水污染的情况和利用水葫芦治理水污染的前景以及相关信息。
关键字：水污染；水葫芦；治理；利用我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力。
水体污染加剧了水资源短缺，水生态环境破坏促使洪涝灾害频发。
据1999年《中国环境状况公报》显示，目前我国七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分地区的地下水受到不同程度的污染。
河流以有机污染为主，主要污染物是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等；湖泊以富营养化为特征，主要污染指标为总磷、总氮、化学需氧量和高猛酸盐指数等；近岸海域主要污染指标为无机氮、活性磷酸盐和重金属。
这些因素构成了水环境问题影响范围广，危害严重，治理难度大等特征。
我国水环境问题产生的原因是多方面的，但主要是人类主观因素的影响。
长期以来，我国经济增长方式粗放，企业单纯追求经济效益，忽视环境效益和生态效益。
工业发展中，水消耗量大、利用率低。
不仅单位产值污水排放量大，而且万元产值用水量各省区间差距悬殊。
同时，在传统的计划经济体制下，粗放型的经济增长方式，使企业生产经营缺乏节能降耗的动力。
企业技术改造往往以扩大再生产为目的，生产工艺落后，更新换代速度慢。
随着经济体制改革的不断深入，经济增长方式的日趋转变，以及科技水平的快速提高，水资源的合理开发和利用将逐步走上科学化管理轨道。
但是，这种转变需要一个较长的历史过程。
水环境问题严重的另一个重要原因，是国家政策导向的偏差。
长期以来，国民经济和社会发展注重经济增长速度、主要产品产量、城镇居民收入增长等指标，没有把资源消耗和环境代价纳入经济核算体系。
迄今为止，城市环境基础设施建设仍作为“非生产性福利事业”。
几种湿地植物净化生活污水的效果比较作者：许巧玲崔理华来源：《安徽农业科学》2014年第01期摘要[目的]比较几种湿地植物对生活污水的净化效果。
[方法]通过水培试验，研究了水葫芦、美人蕉、花叶芋、剑兰和万寿菊5种植物对生活污水的净化效果。
[结果]5种植物对污水都有一定的处理效果，其中水葫芦和万寿菊的处理效果最好。
在人工土柱运行试验中，水葫芦对COD、BOD5、NH+4N、TN、TP的去除率比对照分别提高了12.7%、10.9%、11.5%、4.1%和15.7%；万寿菊对COD、BOD5、NH+4N、TN、TP的去除率比对照分别提高了16.2%、8.9%、9.2%、7.4%和11.7%。
在种植植物的人工土柱中，选择干湿比为1∶5，配水周期为2 d 的运行方式更经济，更符合对水污染的处理要求。
[结论]该研究可为控制水体污染和水体富营养化提供理论基础。
关键词湿地植物；生活污水；净化效果；人工土柱中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）01-00204-03基金项目国家自然科学基金项目（41071214）。
作者简介许巧玲（1985- ），女，山东泰安人，博士研究生，研究方向：污水处理与修复技术，Email：******************。
*通讯作者，教授，博士，博士生导师，从事人工湿地研究。
收稿日期20131204人工湿地是一种很有前景的废水修复处理技术，这种技术可利用土壤、植物、微生物来降解废水中的污染物[1-2]。
近年来，大量的人工湿地被成功地应用在处理生活污水方面[3]。
人工湿地的处理机理比较复杂，其中水生植被系统起着很重要的作用。
植物根系的新陈代谢作用产生的残留物提高了土壤的有机质，为土壤微生物提供充足的养分，使微生物大量繁殖；同时，植物根系的呼吸作用使根际小环境既有好氧区又有厌氧区，使得微生物种类大大增加[4]，而好氧区和厌氧区的交替促进湿地生态系统的硝化和反硝化作用进行，强化去净化能力[5-6]。
水葫芦水鳖人工湿地对城市生活污水的净化研究摘要:人工湿地对城市生活污水具有较好的净化效果。
本实验对比分析了夏季、秋季和冬季气候条件下以浮水植物水葫芦、水鳖为主体的人工湿地对城市生活污水中COD和BOD5的去除效果。
实验结果表明,这类人工湿地在种植第一年的秋季和冬季对污水中COD的去除效果分别为50.7%和28.0%,相应的BOD5去除效果分别为74.3%和25.0%;在种植第二年的夏季、秋季和冬季,人工湿地对污水中COD的去除效果分别为63.0%,61.7%和20.0%,而相应的BOD5去除效果分别为78.0%,76.4%和74.5%。
实验表明季节温度对人工湿地处理COD效果具有一定的影响。
本文对人工湿地处理生活废水具有重要的参考价值。
关键词:人工湿地水葫芦水鳖城市生活污水季节温度
城市生活污水主要来自家庭、商业、服务行业及其他城市公用设施等,目前我国每年近九成的废水未经处理就直接排出,严重影响对河流水及饮用水水源安全。
人工湿地是通过优化自然湿地的功能进行设计和建造的,是一个人工建造的、工程化的和可控制的湿地系统,利用湿地中的物理、化学和生物的共同作用,进行废水的处理。
人工湿地具有投资少,运营成本低,净化效果好,废水资源化程度高等特点,具有广阔的应用前景[1～4]。
人工湿地作为一种新兴的生态处理技术在国内外都得到了很好
的发展。
第一个用于废水处理的人工湿地于1974年西德建成[5]。
目前,各国针对各自的水环境特点,研究和实践了各类人工湿地技术。
美国有几十家相关的工程设计公司,奥地利、比利时、丹麦、英国等国家都在使用人工湿地技术。
而国内在人工湿地治理污水的研究方面起步比较晚,但发展迅速,1990年7月,国家环保局华南环保所在深圳白泥坑建造了我国第一个规模较大的人工湿地污水处理试验场,处理7000人的乡镇小区综合污水,其出水达到了二级处理水平[6～8]。
通过对南昌市湿地植物的调查,本实验对浮水植物水葫芦、水鳖进行研究,通过近2年时间的运行结果,及分别从夏季、秋季和冬季对所选择的植物进行处理效果研究,初步筛选出适合南昌市实际情况的湿地植物,为南昌市利用人工湿地处理生活污水工艺设计积累了第一手数据资料。
1 实验材料与方法
1.1 实验材料
本课题实验现场基地选择在昌东高校区—江西师范大学新校区内的污水处理站旁边空地,原水COD在300～400 mg/L之间波动,平均值为350 mg/L,经污水处理站预处理后出水COD在140～210之间波动,平均值为150 mg/L;原水BOD5在100～150 mg/L之间波动,平均值为130 mg/L,经污水处理站预处理后出水BOD5在57～82之间波动,平均值为65 mg/L。
浮水植物选择水葫芦和水鳖,2005年种植量占水面面积的15%,经1年自然成长,植物数量占水面面积的60%左右。
COD采用重铬酸盐法测定[9];BOD5采用稀释与接种法测定[10]。
1.2 工艺流程选择
具体工艺流程见图1所示。
1.3 设计参数
本试验初步确定其参数范围如下:湿床工艺尺寸:沉水区(7 m×3 m×1.5 m)、挺水区(7 m×3 m×1.5 m)、浮水区(9 m×3 m×1.5 m),占地面积为420 m2,其中长宽比:2～5∶1左右;坡度:0～2‰;水深:10～30 cm;水力负荷:2～20 cm/d;有机负荷:15～120 kgBOD/ha·d。
2 实验结果与讨论
浮水植物的选择主要考虑不同浮水植物的生长习性、生物量、危害性、耐寒特性等因素,原则是选择生物量大、繁殖力强的浮水植物,并观测气候适应情况,以选出较适宜的水生生物塘植物品种。
水葫芦水鳖有较好的复氧作用,总体净化效果较好[11]。
实验过程中就2005年秋(9月)、冬(12月)两季和2006年夏(7月)、秋(9月)、冬(12月)三季水葫芦水鳖处理效果(COD和BOD5)进行了
分析与统计,其结果如下。
2.1 COD处理效果
从图2和图3可知,2005年秋季和冬季COD浓度分别在进水时间第6日及第24日达到最大,说明该时间进水污染较大,而经水葫芦水鳖人工湿地处理后,COD去除率分别为51%和28%。
从图4、图5和图6可知,2006年夏季、秋季和冬季COD浓度分别在进水时间第21日、第5日及第18日达到最大,而经处理后COD去除率分别为63%、62%及20%。
夏季和秋季处理效果较好,而冬季处理效果较低原因可能在于冬季水温较低,影响到水葫芦水鳖人工湿地的处理效率。
2.2 BOD5处理效果
进水BOD5浓度变化与COD浓度变化一致,经过水葫芦水鳖人工湿地处理后,2005年秋季和冬季的率分别为74%和25%左右,2006年夏季、秋季和冬季的BOD5去除率分别为78%、76%和74%左右,水中BOD5去除效果较好。
水葫芦、水鳖种植密度为15%,经一年的自然生长后为总水面面积的60%左右,说明水葫芦、水鳖的生长速度较快,第一年对污水COD 的去除率秋季、冬季分别为50.7%和28.0%,对污水BOD5的去除率秋季、冬季分别为74.3%和25.0%;第二年对污水COD的去除率夏季、
秋季、冬季分别为63.0%、61.7%和20.0%,对污水BOD5的去除率夏季、秋季、冬季分别为78.0%、76.4%和74.5%;数据表明,浮水植物水葫芦、水鳖对污水处理的效果较好,影响处理效果的主要因素为水葫芦、水鳖的数量,季节对COD处理效果影响较大。
实验及数据表明,水葫芦、水鳖适合南昌地区人工湿地植物。
（如表1）
3 结论
(1)适合南昌地区的人工湿地植物主要有:浮水植物包括水葫芦和水鳖,其对污水中COD的去除效率经一年自然生长后最大可达63.0%,对污水中BOD5的去除效率经一年自然生长后最大可达78.0%。
(2)季节温度对人工湿地对COD的处理效果影响较大,因此工程设计参数可按冬季进行设计,以确保工程完全稳定运行。
(3)利用人工和天然湿地治理南昌市城市生活污水是可行的,且是经济的,值得推广应用。
参考文献
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