兩種水生植物凈化研究

1、兩種小型植物水培系統(tǒng)對(duì)生活污水的凈化效應(yīng)分析蕹菜和吊蘭對(duì)城鎮(zhèn)生活污水的凈化效應(yīng)分析1，1，1,2，譚1，1（1.西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，綿陽(yáng) 621010；2.綿陽(yáng)市環(huán)境科學(xué)，綿陽(yáng) 621000）摘要：通過(guò)構(gòu)建小型靜態(tài)水培污水凈化系統(tǒng)，以蕹菜和吊蘭兩種水生植物為研究對(duì)象，系統(tǒng)分析了其在不同水培時(shí)間下對(duì)生活污水的凈化效應(yīng)。經(jīng)過(guò) 35d 的試驗(yàn)研究表明：關(guān)鍵字：水培污水凈化系統(tǒng)；植物；生活污水；水培時(shí)間 ；凈化效應(yīng)STUDY ON A HYBRID CONSTRUCTED WETLAND WITH FLOATING BRIDGE TECHNOLOGYTREATMENT SYSTEMZhu Li

2、n 1, Zhang Qingdong1,Huang Sheng1,2, Tan Hongtao 1, Jia Lei1（1.School of Environment and Resource, Southwest University of Science and Technology, Mian621010,China;2. Institute of Environmental Scienceiancity, Mian621010,China）Abstract:Keywords:引言在人工濕地污水處理過(guò)程中，通常利用大型水生植物，通過(guò)其物理作用（控制水土流失、過(guò)濾、為微生物提供附著表面）

3、和自身的新陳代謝作用（植物吸收、氧氣等）實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化1。但隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展，土地資源不斷出現(xiàn)緊缺，人工濕地占地面積大的缺點(diǎn)逐漸暴漏出來(lái)，尋找與探索新型生態(tài)污水處理技術(shù)已成為未來(lái)污水處理的一個(gè)新的研究方向。近幾年，隨著無(wú)土栽培技術(shù)的逐漸成熟，為生活污水生態(tài)處理提供了一條新道路2。利用水培作物凈化生活污水不僅成本低廉，運(yùn)行簡(jiǎn)易，而且避免了人工濕地占地面積大的缺點(diǎn)，同時(shí)可選擇適合水環(huán)境生長(zhǎng)的蔬菜和花卉進(jìn)行水培3，在達(dá)到對(duì)污水處理凈化的同時(shí)還可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與生態(tài)美學(xué)價(jià)值，其應(yīng)用將是未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。本實(shí)驗(yàn)以西南科技大學(xué)污水處理廠細(xì)格柵出水為原水，通過(guò)構(gòu)建靜態(tài)水培污水凈化裝置，對(duì)植

4、物和水培時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究蕹菜和吊蘭兩種水生植物在不同水培時(shí)間下對(duì)小城鎮(zhèn)生活污水中 COD、NH3-N、P 的凈化效果，并對(duì)各指標(biāo)去除率進(jìn)行 Pearson 相關(guān)性分析，對(duì)整個(gè)試驗(yàn)周期系統(tǒng)內(nèi)污染物在植物水樣中的分布進(jìn)行物料平衡分析，從而進(jìn)一步弄清各種污染物的去除機(jī)理與在去除過(guò)程中的相互影響，為今后無(wú)土栽培法處理生活污水過(guò)程中小型水生植物的選擇與運(yùn)用提供依據(jù)。1 材料與方法1.1 植物選擇試驗(yàn)選用觀賞性強(qiáng)、有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的 2 種本地植物：蕹菜（Ipomoea aquatica Forsskal）和吊蘭（Chloroytum comosum）進(jìn)行試驗(yàn)研究。蕹菜又名空心菜、藤菜，為旋花科甘薯屬

5、一年生草本植，喜溫暖濕潤(rùn)，耐炎熱，產(chǎn)量高，原產(chǎn)中國(guó)，現(xiàn)已作為一種蔬菜廣泛栽培，同時(shí)也是一種比較好的飼料4。吊蘭是，吊蘭能夠吸收空氣中的等有害氣體起到凈化空氣的作用5，最常見(jiàn)的一種室內(nèi)盆栽觀葉植物，據(jù)還可以通過(guò)水培吊蘭深度處理生活污水及修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化污水2,6-7。試驗(yàn)植物購(gòu)自綿陽(yáng)市涪城區(qū)青義鎮(zhèn)市場(chǎng)，供試 2 種植物中蕹菜平均20cm 左右，鮮重約 30g；吊蘭平均20cm 左右，鮮重約 30g，具體生長(zhǎng)情況在結(jié)果與分析中。1.2 材料裝置試驗(yàn)裝置于 2013 年 6 月建成，地點(diǎn)位于西南科技大學(xué)污水處理廠西側(cè)一大棚內(nèi)，試驗(yàn)期間氣溫為2132，濕度為 55%75%。試驗(yàn)根據(jù)平行對(duì)照原則，共設(shè)計(jì) 2

6、 組平行實(shí)驗(yàn)，每組包含 3 個(gè)水培凈化裝置（如圖 1 所示），分別為蕹菜水培凈化裝置（WA、WB），吊蘭水培凈化裝置（DA、DB）和空白對(duì)照組（KA、KB）。裝置采用無(wú)土栽培箱制成，每個(gè)栽培箱長(zhǎng)、寬、高分別為 25cm20cm20cm，水容量約為 10L，其中，WA 和 WB 上種植蕹菜，DA 和 DB 上種植吊蘭，KA 和 KB 為空白對(duì)照組，不種植植物。圖 1 水培污水凈化裝置平面布置圖Fig.1 Plane layout of the wastewater hydroponic purifying device1.3 試驗(yàn)方法植物馴化：由于 2 種植物原有生長(zhǎng)環(huán)境為土壤，根系進(jìn)入水環(huán)境后

7、，原有的土生根會(huì)逐漸腐爛，故在試驗(yàn)進(jìn)行前，先通過(guò)模擬生活污水對(duì)植物進(jìn)行馴化。試驗(yàn)將購(gòu)進(jìn)的 2 種植物根部培土去除，并用水沖洗干凈，從修剪合適的定植籃孔中根系后置于水中，以水剛沒(méi)到根頸部為宜，期間每隔 3d 換一次水，并剔除爛根，待植物適應(yīng)水生環(huán)境后，選擇平均長(zhǎng)度為 812cm 生長(zhǎng)良好的植株進(jìn)行水質(zhì)凈化試驗(yàn)。方法：選取馴化好的蕹菜和吊蘭各 16 株，分別移栽至 WA、WB 和 DA、DB 中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組凈化裝置各種植 8 株，空白組 KA、KB 不栽種植物，然后將 6 個(gè)凈化裝置移至大棚內(nèi)，連續(xù)運(yùn)行 21d，期間每間隔1d 采樣一次，分析各組裝置污水中 COD、NH3- N、TN 和 TP 的

8、去除效果。試驗(yàn)過(guò)程中水的蒸發(fā)作用損失的水量通過(guò)補(bǔ)充蒸餾水以保持水的體積不變，將大棚兩側(cè)膜卷起以保證光照充足和整個(gè)大棚的空氣流通，盡量減少試驗(yàn)環(huán)境與外界環(huán)境的差別。1.4 試驗(yàn)水質(zhì)與分析方法試驗(yàn)所用原水為綿陽(yáng)市西南科技大學(xué)污水處理廠細(xì)格柵出水，水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。表1 試驗(yàn)水樣水質(zhì)指標(biāo)Tab.1 Water quality indexes of experimental water slesCOD(mgL-1)NH3-N(mgL-1)TN(mgL-1)TP(mgL-1)項(xiàng)目68120200203025401.54.0指標(biāo)污水中各指標(biāo)的分析方法為：COD 采用快速密封催化消解法（HZ-HJ-SZ-01

9、08），NH3-N 采用納氏比色法（GB747987），TN 采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB118941989)，TP 采用鉬酸銨分光光度法（GB1189389）14。2 結(jié)果與分析2.12.2SPSS相關(guān)性分析2.3 系統(tǒng)內(nèi)物料平衡分析3 結(jié)論參考文獻(xiàn):1 D.Xanthoulis, Wang Chengduan,Hans Brix 等.低成本污水處理M.:化學(xué)工業(yè),2008,49-58.2,.無(wú)土栽培吊蘭深度處理生活污水的研究J.水處理技術(shù),2008,34(6):72-75.3 由文輝, 由淑媛,. 水生經(jīng)濟(jì)植物凈化受污染水體研究J.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2000(1):99-102.4 周振興,黃田,登,.浮床栽培茭白的生物學(xué)特征及水質(zhì)凈化作用研究J.環(huán)境,2007, 26(5): 1-4.5.凈化空氣的能手- 吊蘭J.植物雜志,2003(4):29.6,. 利用吊蘭等深度處理生活污水J.環(huán)境科學(xué)與管理,2