垂直流人工湿地对景区污水磷的处理效果分析

[摘要]对浙江舟山朱家尖垂直流人工湿地的磷酸盐净化效果进行了分析。结果表明，人工湿地在2011 年3 月~12 月运行的10 个月中，对污水中磷酸盐的去除率平均为32.22 %±5.80 %(平均值±SE)，要比人工湿地运行的前两年(即2007~2008 年)显著低得多，但出水水质基本达到城镇污水处理厂污染物排放标准Ⅲ类水质标准值(GB 18918-2002)。

[关键词]垂直流人工湿地；污水处理效果；水质标准

[作者]季雪琴 庄南 张文荣 陈彩霞 娄晓波 朱四喜 张建民

[中图分类号]X5 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)04-0113-02

Study on Scenic Domestic Wastewater Treatment for Phosphate in a Vertical Flow Constructed Wetland

Ji Xueqin1, Zhuang Nan1, Zhang Wenrong1, Chen Caixia1, Lou Xiaobo1, Zhu Sixi2*, Zhang Jianmin3

Abstract: The cleaning efficiency of wastewater of the operated vertical flow constructed wetland in Zhujiajian in Zhoushan city of Zhejiang Province and the problems in the treatment system were discussed and analyzed in the paper. Results suggested that from March 2011 to December 2011, the main pollutants of phosphate was removed at a rate of 32.22 %±5.80 %(mean ± SE), which was lower than that in 2007 and 2008, i.e., the first and second year after carried out the constructed wetland. However, the water quality in the year achieved the standard Ⅲ of the discharge standard of pollutants of municipal wastewater treatment plant (GB 18918-2002).

Keywords: vertical flow constructed wetland；wastewater treatment effect；water quality standard

人工湿地用于各种污水处理，具有效率高、能耗低、投资低及运行管理水平要求不高等优点，是城镇污水处理较经济合理的工程技术。同时，由于磷是各种水体富营养化的重要因素乃至限制因素，所以污水除磷对于控制水体富营养化具有重要的意义。因而，研究人工湿地系统中污水磷的处理效果具有重要的理论应用价值[1-4]。

文章于2011年3月～12月对舟山市朱家尖南沙风景区的复合垂直流人工湿地进行了10个月的磷酸盐净化效果跟踪监测，以期了解人工湿地工程在风景区生活污水处理上的有效性，为复合垂直流人工湿地工程在我国城镇的推广应用提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 人工湿地简介

垂直流人工湿地位于中国东南部的浙江省舟山市朱家尖镇(29?53 N，122?23 E)，主要用于处理朱家尖南沙风景区的宾馆、餐馆与当地居民等生活污水，人工湿地面积约3000 m2 (人工湿地的垂直结构见图1)。

生活污水通过布水管均匀流入下行池，向下渗透，经下行池底部自行流入上行池底部，并向上经过上行池的沙层，随后通过集水管收集，再由出水管流入集水池，最后由水泵抽取排到出水储存池中。因而，流入人工湿地的污水实际上经过了2次(下行池和上行池)的处理。另外，该人工湿地系统采用全天自动间歇式注水，正常运行条件下，该系统处理污水的规模约为2000 m3/d。

2007年4月，将选定的16种湿地植物繁殖体移植到人工湿地中，种植密度为10株/m2。在夏季生长中，用手工去除入侵的植物物种，且在生长季末(9～10月)人工收割所有植物的地上部分(地面10 cm以上)。所有小区中移植的物种数分别为1、2、4、8或16种，且大部分植物的成年植株高度在1~4 m。

1.2 水样采集及测定

用于水质无机磷测定的水样均采自人工湿地的总进水口和总出水口，每月测定1次，时间为2011年3月～12月，主要测定的水质指标为磷酸盐，测定方法采用国标方法[5]。

2 结果与分析

图1 舟山朱家尖复合垂直流人工湿地的垂直结构

Fig.1 The vertical diagram of the intergrated vertical flow constructed wetland in Zhujiajian, Zhoushan

在10个月的研究期间，人工湿地中入水与出水水质与处理效率详见图2。其中，磷酸盐的入水浓度平均值为6.16±1.26(平均值±SE，mg/L)，出水平均值为4.34±0.89(平均值±SE，mg/L)，磷酸盐处理效率平均达到32.22 %±5.80 %(平均值±SE)。研究表明，复合垂直流人工湿地能有效去除风景区生活污水中的磷酸盐，而且出水水质基本达到城镇污水处理厂污染物排放标准Ⅲ类水质标准值(GB 18918-2002)。

人工湿地系统的除磷机理主要是利用植物、微生物的生物作用以及本身基质填料的过滤吸附沉降作用[1-4]。朱家尖复合垂直流人工湿地对风景区生活污水中磷酸盐的去除效率在2011年3月~12月要比2007~2008年的显著低得多[6]，主要是由于人工湿地中植物经过4年的竞争与演潜，许多试验区块中的植物已被优势种(如芦竹)或入侵种(如加拿大一枝黄花)取代，这样人工湿地中植物多样性也由此下降，因而人工湿地对污水中磷酸盐的处理效果也因此降低[6]。

植物生长在9月底达到高峰，所以植物生长对磷的需求最大，且植物开花结果也需要大量的磷，因而9月的磷酸盐去除率较高[7-8]。然而，9月底植物收割以后，植物对磷的去除贡献也随之显著下降，这样10月~12月污水磷的去除率也显著下降。另外，7月份以后入水与出水中的磷酸盐含量显著增加，就可主要由于风景区的游客人数随着暑假的开始不断增加，生活污水中的磷酸盐含量也随之增加。因而文章的研究表明了人工湿地除磷的效果受到季节和温度影响较大。

图2 人工湿地中入水与出水水质与处理效率

Fig.2 Analysis of water quality and removal rate of the constructed wetland

参考文献

[1]吴振斌，陈辉蓉，贺锋，等．人工湿地系统对污水磷的净化效果[J]．水生生物学报，2001，25(1)：28-35．

[2]崔理华，朱夕珍，骆世明．垂直流人工湿地对污水磷的净化效果[J]．环境污染治理技术与设备，2002，3(7)：13-17．

[3]卢少勇，金相灿，余刚．人工湿地的磷去除机理[J]．生态环境，2006，15(2)：391-396．

[4]蒋跃平，葛滢，岳春雷，等．人工湿地植物对观赏水中氮磷去除的贡献[J]．生态学报，2004，24(8)：1720-1725．

[5]国家环保总局．水和废水监测分析方法[S]．北京：中国环境出版社，2002．

[6]Zhu S X，Ge H L，Ge Y，et al．Effects of plant diversity on biomass production and substrate nitrogen in a subsurface vertical flow constructed wetland[J]．Ecol Eng，2010，36(10)：1307-1313．

[7]Hunter R G，Combs D L，George D B．Nitrogen，phosphorous，and organic carbon removal in simulated wetland treatment systems[J]．Arch Environ Contam Toxicol，2001，41：274-281．

[8]Silvan N，Vasander H，Laine J．Vegetation is the main factor in nutrient retention in a constructed wetland buffer[J]．Plant Soil，2004，258：179-187．

(本文文献格式：季雪琴，庄南，张文荣，等．垂直流人工湿地对景区污水磷的处理效果分析[J]．广东化工，2012，39(4)：113-114)

[作者简介] 季雪琴(1991-)，女，浙江杭州人，在读本科生，专业为环境工程。