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城市内河水生植物脱氮除磷效果比较研究

北极星环保网来源:环境与发展 戴肖云等2018/9/3 11:20:50我要投稿
所属行业: 环境修复  关键词:脱氮除磷 生态修复 生活污水

北极星环保网讯:气候和水文地质特征,适于生态修复选用。此外,无论春季还是秋季,浮水植物(圆币草和聚草)均优于挺水植物(黄花鸢尾、花叶芦竹、芦苇、水培冬青、千屈菜)的脱氮除磷效果;聚草和圆币草在春季脱氮除磷效果明显优于秋季;净化浮岛(圆币草、聚草)、人工湿地(芦苇、黄花鸢尾、千屈菜)和浮岛式湿地(花叶芦竹和水培冬青)三种修复技术中,净化浮岛技术的脱氮除磷效果相对较好。基于以上结论,建议在河道驳岸采用间歇方式布置净化浮岛,植物主要以圆币草和聚草为主,同时可辅以其他水生植物来强化净化效果和景观效应,如:黄花鸢尾、芦苇、千屈菜等。

水体富营养化是我国江河、湖泊、水库等地表水体的重要水环境问题之一,而水体中过高的氮、磷浓度是引起水体富营养化的主要原因。关于氮、磷引起的水体富营养化的生态修复研究有很多,主要有植物净化技术、人工湿地技术、净化浮岛技术等。

韩照祥[1]种植美人蕉辅以空心菜、旱伞草在太湖典型富营养化水域进行试验,研究表明,通过收割植物去除的氮、磷总量远远超过其基础总量,磷的最高去除量高出近40倍,水质均由原来的劣V类上升到Ⅱ类,透明度从原来的45cm增加到180cm以上。鲁敏等[2]对武汉地区7种常见湿地植物(香蒲、美人蕉、灯芯草、芦苇、菖蒲、茭白和黄花鸯尾)对生活污水的处理效果进行了研究,结果表明,停留时间为1d时,各种植物的人工湿地对CDDcr、TN、TP和浊度有明显的去除。

李希等[3]利用浮岛无土栽培的方法,把人工水桶作为模拟场所,通过在桶内加入的生活污水,向桶内移植混合水生植物,研究植物对水体中TN、TP、COD等的吸收和吸附作用,结果表明混合型植物人工浮岛对TN、TP、COD等污染物的去除效果比单一植物要好,COD的去除率也达到80%,对处理生活污水具有广阔的应用前景。

但生态修复法的应用还存在一些问题,比如不同植物对污染物的吸收和水体净化效果差异较大,而且对于同一种植物来说,在不同的地区去除效果也明显不同,因此要根据当地的水文地质气候等特征选取植物。本研究选取江苏省苏州市某乡镇河道作为研究对象,基于苏州地区的气候条件和该河道水体污染现状的充分认识,通过实验室模拟实验,筛选优势植物及氮磷去除效果较好的修复技术,并且对筛选出的优势植物进行春秋两季不同季节的氮磷去除效果比较,以期为生修复工程的选择提供参考。

1 实验方法

1.1 水生植物的选择

根据植物生长能力、对氮、磷的吸附能力、耐污性,并查阅国内外相关资料,选取人工湿地(芦苇、黄花鸢尾、千屈菜)、浮岛式湿地(花叶芦竹、水培冬青),净化浮岛(圆币草、聚草),共计7种修复植物,进行实验室模拟试验。水生植物的选择主要遵循以下几个原则[4]:

(1)适应性原则,所选择的水生植物对苏州地区的气候条件,水文地质特征具有较强的适应能力。(2)较强净化能力原则,优先考虑对氮磷污染物去除效果较好吸附能力的。(3)耐污能力、抗虫能力强。(4)可操作性原则,所选物种繁殖能力强,栽培容易,管理收获方便,具有美化景观的功能。

1.2 修复实验程序设计

实验前对该河道水质进行监测,监测结果如下(表1):

脱氮除磷

实验共分为三组,包括植物筛选、评价降解效果;净化浮岛、浮岛湿地、人工湿地净化效果评价;不同季节去除量的比较。以筛选出不仅能适应苏州地区气候及水文地质条件,而且对氮磷污染物去除效果较好的水生植物,为生态修复工程提供实验参考。具体方法如下:

1.2.1 植物筛选、降解效果评价

本实验从该河道中取回水生植物和水样,在高为29cm,底径为23cm,顶面直径为30.5cm的红色半透明水桶放入同样体积的水样,并将取回的水生植物移入桶中,并用打有孔洞的白色塑料泡沫板固定。实验设在带有塑料棚顶的大棚下,相当于露天条件下的光照和温度,但不会被雨淋。实验进行30d,前两天为适应期,第3d(零点)、第5d(初期)、第15d(中期)、第30(后期)d采集水体。

1.2.2 净化浮岛、浮岛湿地、人工湿地技术净化效果评价

从该河道取水样及三种修复技术的代表性植物:人工湿地(芦苇、黄花鸢尾、千屈菜)、浮岛式湿地(花叶芦竹和水培冬青)、净化浮岛(圆币草、聚草)。分别置于长100cm,宽70cm,高80cm的水箱内进行培养,用打有孔洞的白色塑料泡沫板固定。自然光照温度下模拟静态实验(避免雨水)。实验进行30d,前十天每隔3d采样,以后每隔5d采集水体样品。

根据“不同植物的筛选,净化浮岛、浮岛湿地、人工湿地技术净化效果比较的”的结果,选取优势植物,比较其春季生长旺盛期和秋季稳定期对氮磷的去除效果。具体步骤同1.2.1。

延伸阅读:

围绕脱氮除磷展开的一波知识问答 你了解几个

生物脱氮除磷外加碳源技术

污水生物脱氮除磷新工艺的研究

再生水深度脱氮除磷方法

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