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人工湿地水生植物污水处理方面的应用研究_张汉军

:人工湿地;水生植物;污水处理
1 人工湿地水生植物在城市污水处理方面的应用 现状
2016 年发布的《十三五规划纲要》增加了加快改 善生态环境这一重要篇章,从而掀起了我国生态修复 环境治理的浪潮。同时为有效处理城市污水,促进城市 水资源的循环利用及城市生态环境的保护,我国在城 市建设中引入并大力推广低影响开发雨水系统构建, 简称“海绵城市”。人工湿地技术是低影响开发雨水系 统构建的关键技术。
为达到全面的处理和利用效果,应进行有机的搭 配,如深根系植物与浅根系植物搭配,丛生型植物与散 生型植物搭配,吸收 N 多的植物与吸收 P 多的植物搭 配等。在进行综合处理的一些工艺或工艺段中,切忌配 置单一品种,以避免出现季节性的功能下降或功能单 一。 3.3 关键的植物种植技术要点
一般情况下,人工湿地水生植物的净化效果与植 物根部的发达程度、茎叶的长势等都具有十分密切的 关系,因此在种植水生植物的过程中,首先应当对其根 部具体情况进行全面的了解。人工湿地去污功能的实 现主要以附着在水生植物根部的微生物为主,因为根 系越发达的植物,其组成的人工湿地的去污效果越好, 同时也可在一定程度上扩大净化污水的空间面积。因 此,在水生植物种植过程中应当对人工湿地深度进行 科学的测算与设计,预留充足的种植空间。通常情况 下,人工湿地深度在设计过程中应当充分考虑主要水 生植物的根部扩展深度,例如薰草根部深度最深可达 0.76m,芦苇的根系深度在 0.6~0.7m 之间,而席草、灯 芯草的根系深度在 0.45~0.6m 之间等。另外在设计过 程中,除了对水生植物根系深度进行考虑之外,还应当 对植物根系表面积和地下茎等进行综合性的考虑,这 也是水生植物种植过程中考虑的主要内容。
湿地公园往往是城市绿地系统中不可或缺的组成 部分,在改善城市生态环境和生物多样性等方面发挥 着重要的作用。因此湿地公园的植物景观构建,应充分 遵循生态性、生物多样性、可持续性的方针,并在此基 础上营造适合市民参观游览的景观效果。通过对各类
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园林植物的合理布局即达到城市公园的游憩休闲娱乐
的功能,又能成为各类动植物生长繁殖的乐土,从而使
通过以上研究分析发现,目前水生植物在人工湿 地建设中发挥着十分重要的作用,但是诸多问题的存 在影响了水生植物在污水处理中的作用发挥,因此根 据各地的人工湿地建设实际情况,对存在的问题进行 详细的分析,制定以下相应的解决措施。 3.1 科学化选择水生植物的种类
通常情况下,水生植物除了可以对污水起到一定 的过滤效果之外,还可以对一些有害元素进行吸收,如 铅、汞等,其吸收积累能力依次为沉水植物、漂浮植物、 挺水植物;同时不同植物部位吸收能力也略有差异,依
之具备改善城市水生态的目的。
(收稿:2016-07-29)
: [1]邓志平,俞青青,朱炜.生态恢复在城市湿地公园植物景观营造中的 应用———以西溪国家湿地公园为例[J].西北林学院学报,2009,24(6): 162-165. [2]曹航南,周忠胜,张文豹,等.南京河西鱼嘴湿地公园植物景观规划 [J].西南林业大学学报,2015(01):64-68. [3]潮洛蒙,俞孔坚.城市湿地的合理开发与利用对策[J].中国建设信 息,2013,19(7):75-77.
(收稿:2016-08-13) : [1]高静.不同水生植物类型表面流人工湿地系统对污水厂尾水深度 处理效果[J].环境工程学报,2016(06) [2]李柱.组合式垂直流人工湿地工艺及其污水处理效果[J].环境工程 学报,2016(03)
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另外,需特别注意的是,一旦污水中凯氏氮浓度超 过 54.5mg/L 或者氨氮浓度超过 24.7mg/L 的情况下,湿 地中的香蒲叶会面临死亡,且短时间内极难恢复原有 的去污能力,因此在利用土壤、人工介质、植物、微生物 的物理、化学、生物三重协同作用的同时,在选择水生 植物过程中应当以耐污能力强、去污效果好为基本原 则。 3.2 注重植物的有机搭配
次为根、茎、叶等,在对有害物质进行吸收过程中,其吸 收能力随着污水浓度的增加呈递减趋势。通过一些工 程实例结果分析证明,湿地中宽叶香蒲、黑三棱等对高 速公路径流油类、有机物、铅及锌等具有较高的同化和 吸附富集能力,芥菜根部在吸附大量的细菌后吸附和 挥发硒的能力明显增加。因此在人工湿地水生植物选 择的过程中,应当根据污水有害物质的含量检测结果 进行科学化的选择,以切实提高人工湿地水生植物的 去污效果。
DOI:10.14051/ki.xdyy.2016.23.180 网络出版时间:2017-01-05 14:44:09 网络出版地址:/kcms/detail/36.1238.S.20170105.1444.124.html
生态绿化
现代园艺
2016 年第 12 期
所谓的人工湿地技术,实质上就是指在一定面积 范围的洼地中注入以土壤和各种填料(如砾石等)混合 而成的填料床,同时在床体表面种植去污能力好的植 物群落,这样当污水流过湿地时,直接在床体表面或是 填料缝隙中流动,在植物群落的作用下对污水进行处 理,同时人工湿地的营造还具有一定的观赏价值和经 济价值,衍生出水产、造纸原料、野生动物栖息、旅游及 经济作物等经济产业。
通过对现阶段人工湿地统计调查分析发现,以植 物形式为参考,人工湿地主要分为以下几种类型:浮游 植物系统、挺水植物系统、沉水植物系统等,其中受到 技术及实验条件等诸多因素的限制,导致沉水植物系 统人工湿地还处于研究阶段,因此它的应用范围主要 在初级和二级污水处理后的精处理。而浮游植物系统 在对污水进行处理过程中主要用于氮、磷等去除,以进 一步提高人工湿地系统的稳定性。通常情况下,人工湿 地水生植物系统主要是指挺水植物系统。而以污水流 经方式可以将挺水植物系统分为表面流湿地、潜流湿 地、立式湿地等,其中表面流湿地和立式湿地在实际的 应用过程中存在着一定的缺陷(如易生蚊虫),因此潜 流式人工湿地系统应用最为广泛。 2 人工湿地水生植物的作用及存在的问题 2.1 人工湿地水生植物作用分析
通过以上的分析可知,人工湿地水生植物在实际 的应用过程中仍旧存在一定的问题。首先是病虫害问 题。人工湿地在对污染水质进行净化的过程中,最终的 净化效果除了与污染水源本身存在密切关系之外,还 与水力负荷、污染负荷以及水力停留的时间等具有一 定的关系,一旦水力负荷过大、污染情况严重等现象的 发生,都会不同程度地导致水力停留时间降低,这样以 来,人工湿地的去污效果会大打折扣,同时还极有可能 造成堵塞的现象,将会导致生化反应的不充分,水中厌 氧区扩大,水生植物容易出现病虫害或者是根部腐烂 等问题。其次是设计不当造成的污染。人工湿地水生植 物种类的选择以及搭配等会对水质净化效果产生一定 的影响,一旦其设计中存在不合理的地方,不但会影响 净化效果,甚至还会造成反污染的现象。最后人工湿地 运行系统不完善。人工湿地在运行过程中存在着诸多 的问题,如后期监管不力等会严重影响湿地污水处理 能力,甚至部分人工湿地因后期监管不当,导致完全丧 失污水处理功能,一方面造成了资源浪费,另一方面有 可能使得湿地成为一种污染源,与最初的设计背道而 驰。 3 污水处理中人工湿地水生植物应用的关键措施
人工湿地水生植物污水处理方面的应用研究
张汉军 (北京禹冰水利勘测规划设计有限公司,北京
100048)
:由于经济快速发展所产生的生态环境污染问题日趋严重,加快改善生态环境成为“十三五”重要内容,促使我国进入生态 修复环境治理的快车道,因人工湿地水生植物具有建造维护费用低、去污效果好、恢复区域生态环境及产生经济效益等诸多优势, 使其成为污水处理方面的重点研究对象。
众所周知,在现代化旅游开发人工湿地大力发展
行生态净化。也正是这个原因,湿地公园内的景观水位 会随着气候的变化而变化,因此,在构建植物景观时, 须充分考虑常水位线、枯水位线、洪水位线的高程。对 于部分不耐水湿的植物品种,或将种植区域高于洪水 位线或在种植区域周边采取建闸立泵的方式控制景观 水位高度。 3 结语
人工湿地技术在污水处理方面的应用与传统污水 处理方式相比存在着一定的优势,第一,湿地种植植物 种类的增加极大地提高了湿地系统的适应能力,而通 过对出水质量测定,其结果显示种植植物种类增加后 出水效果明显提高。第二,根据湿地水系的结构融合不 同植物种植,极大地提高了湿地的景观价值,同时提高
了污水处理效果及湿地周围的生态环境水平。第三,对 植物去污原理等内容的研究,有助于湿地植物种类的 选择,最大限度地提高了湿地植物的去污能力,从而保 证人工湿地水生植物在污水处理方面得以广泛应用。 因此,人工湿地技术比较适合于处理水量不大、水质变 化不大、管理水平不高的城镇污水,是我国农村中、小 城镇污水处理的最佳选择。
:孙华娇(1986-),女,助理工程现代园艺
生态绿化
的今天,水生植物在其建设过程中具有十分重要的作 用。究其原因主要表现在水生植物在生长的过程中它 的根部区域为水中的微生物提供了必要的营养物质以 及好氧环境等。因此人工湿地水生植物的根系可以形 成一种网状型的结构,这种根系结构一方面可以对污 水中的氮磷等物质进行直接的吸收和降解,另一方面 水生植物的水下及残枝败叶等对水中微生物的生存也 提供了栖息的场所。另外水生植物在生长过程中其枝 干和叶片等遮挡了阳光,阻碍了藻类植物的生长,并对 污水中的污染物质进行一定的吸收,同时释放氧气,以 及对流经的水进行初步的过滤,最终达到了净化水质 的效果。从整体上分析,人工湿地技术中水生植物的应 用具有成本小、管理简单、能耗低等多种优点,对社会 及生态环境等都具有十分积极的意义。 2.2 人工湿地水生植物问题分析
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