人工湿地对低浓度污水的脱氮除磷能力研究

朱万容

摘 要：该研究以沙坪坝桥沟生态湿地（复合式湿地）为研究对象，对其处理低浓度生活污水进行了将近2年的考察，考察了不同季节、不同温度下、不同水力停留时间下湿地系统的运行效果，比较准确地掌握了人工湿地去除氮磷的客观规律，深入研究湿地植物、基质、微生物等各种因素的变化特点和相互作用，在试验研究和理论分析相结合的基础上，对氮素、磷素在人工湿地系统中的迁移转化规律进行了分析，探索出人工湿地处理废水的机理以及人工湿地生态系统的各种因素与处理效果的相关性，为进一步设计和研究人工湿地系统净化污水提供理论依据和实用技术资料。

关键词：人工湿地 脱氮除磷 环境监测

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（c）-0132-02

人工湿地的建造是一种新的污水处理技术，它起始于20世纪70年代并发展至今。人工湿地污水处理技术与传统的污水处理技术相比较具有以下几种优势与特点：污水净化强度大并能净化出良好水质；去除氮、磷的能力强；人工湿地的工艺设备简单，系统运行易操作及维护不复杂，且运行费用不高；占地面积比传统污水处理技术小，改变生态环境的效果显著。

1 氮的去除规律及影响分析

1.1 人工湿地对氨氮的去除

根据以往氨氮的去除效果监测数据以及季节不同，停留时间的不同得出，人工湿地在春夏秋冬（只包含冬季的前期，即12月至来年1月份）对氨氮的去除能力是和停留时间成正比的，即：停留时间增加氨氮的去除能力升高。

人工湿地的氨氮去除效果的基本规律是秋季去除效果最佳，冬季去除效果最差，夏季和春季去除效果居中。秋季对氨氮去除效果最高的原因在于秋季的温度适中，更有利于硝化细菌活性的增强，而且秋季温度降低时导致输氧能力的加大，因此温度适中的秋季是对氨氮去除效果最高的原因。而冬季的到来，由于温度降低且温差较大，导致植物活体生物总量下降，从而致使人工湿地对氨氮的去除效果不佳。

1.2 人工湿地对总氮的去除

根据以往总氮的去除效果监测数据以及季节不同，停留时间的不同得出，人工湿地在春夏秋冬对总氮的去除能力是和停留时间成正比的，即：停留时间增加总氮的去除能力升高。

人工湿地的总氮去除效果的基本规律是夏季去除效果最佳，冬季去除效果最差，春季和秋季去除效果居中。其对总氮的去除效果，详见表1。

1.3 温度对湿地脱氮的影响分析

人工湿地脱氮性能的影响是由温度来决定的，其变化复杂，对脱氮性能的影响主要有以下两个方面：首先温度对微生物的硝化作用有影响，其次温度对植物的影响且由此带来的变化。由于冬季气温低，植物死亡率高，同时植物也进入枯萎期，人工湿地中的植物根系进入休眠状态，输出氧气量减少，而已经枯萎死亡的植物体也同时会释放出一定量的氮，这样就会额外增加了氮的含量。

各种微生物都具有硝化作用，直接影响微生物硝化作用能力的因素就是温度。对于微生物来讲，温度的高低决定着它的生长繁殖速度，起到硝化作用的硝化细菌的生长繁殖能力及活性的大小也是由温度来决定的。

人工湿地对硝化作用的影响非常明显，尤其是冬春交替时节，植物死亡率高，人工湿地中的植物根系同时会释放出一定量的氮，同时叠加进水中原有的氨氮含量，使得整体含氮量增加，而这时微生物的硝化作用是一年四季中硝化能力最差时期，此时的湿地就出现了氨氮浓度大于进水中的氨氮浓度。鉴于以上原因，在冬季低温时节，运用人工湿地脱氮效果不佳，运行效果不稳定，出现水质恶化的现象。

2 磷的去除规律及影响分析

2.1 人工湿地对TP的去除

根据以往总磷的去除效果监测数据以及季节不同，停留时间的不同得出，人工湿地在春夏秋冬对总磷的去除能力详见表2。

人工湿地的总磷去除效果的基本规律是：春夏秋冬四季对总磷的去除效果都很显著，无明显差异，效果均衡。由此可见，温度对人工湿地去除总磷无明显影响，利用人工湿地从去除总磷效果好。

2.2 温度对湿地除磷的影响

由于人工湿地的构建比较复杂，所以说用温度评判湿地除磷的效果存在争议且不是不是唯一标准。根据表1和表2数据显示，湿地脱氮受温度影响直接一些，而相对于湿地除磷来说，其效果与能力受温度影响较小。

3 结语

该研究通过对人工湿地不同季节、不同停留时间下对污水中氮磷去除效果进行了考察，分析了湿地污染物去除规律及影响因素，得出了以下结论。

（1）根据以往氨氮的去除效果监测数据以及季节不同，停留时间的不同得出，人工湿地在春夏秋冬（只包含冬季的前期，即12月至来年1月份）对氨氮的去除能力是和停留时间成正比的，即：停留时间增加，氨氮的去除能力升高。

（2）对总氮的去除率都是随着停留时间的增加而升高的。人工湿地的总氮去除效果的基本规律是夏季去除效果最佳，秋季和春季去除效率有所下降，去除效果居中，冬季去除效果最差。

（3）对总磷的去除率都是随着停留时间的增加而升高的。对总磷的去除效果都较好，去除率季节变化遵循夏秋>冬春的规律。人工湿地的总磷去除效果的基本规律是：春夏秋冬四季对总磷的去除效果都很显著，无明显差异，效果均衡。由此可见，温度对人工湿地去除总磷无明显影响，利用人工湿地去除总磷效果好。

参考文献

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