潜流人工湿地除污机理浅析

ｌ 主要 从 湿 地 基 质 和 湿 地 植 物 两个 方 面 重 点 分 析 了潜 流 人 ｌ 湿地 中的磷 ， 主要以三种形态存在 ： 可溶性 磷 、 固态有机磷 及 ｌ 工 湿 地 对 污 染物 去 除 的 机 理 。 ｌ 固态无机磷 ， 合称 为总磷 酸盐 （ Ｔ Ｐ ） 。磷 的去 除途径包 括植 物的吸 Ｌ 、 、 关键词 ： 潜流人工湿地 ； 基质 ； 植物 ； 除污机理 收、 微生物 的积 累和基质 的吸附 、 过滤 、 沉淀及 物理化学作 用 ， 其 、 ／ 中微 生物作用不是很 明显 ， 基质 的吸附作用显 著 ， 正磷酸盐 在水 潜 流人 工湿地系统一般 由基质（ 如土壤 、 碎石 、 卵石 等） 、 水生 流流经湿地基质表面时 ， 被吸附到基质表面上 ， 与基 质表面的 Ａ ｌ 、 植物（ 如芦 苇、 菖蒲 、 水葱 等） 等组成 ， 是一 种独 特的“ 基质一植物一 Ｍｇ 、 ｃ ａ 等 元素产生化 学作用 ， 生成不 溶性磷酸 盐 ， 再 与金属 离子 微生物一水体” 生态 系统 。 是一项在我国正在被研究 、 应用 和发展 发生 配位体交换反应 而附着 在湿地填料上。并且 ， 该 过程受到湿 的处理污水 的新技术 ， 潜流人 工湿地处 理污水 的机 制复杂 ， 本文 地基 质问水力传 导性 、基 质 比表面积及 环境酸碱 度等 因素的影 主要从 湿地基质 和湿地植物两方 面 阐述潜 流人工湿地对 污染物 响 ， 一 般偏 碱 性 的基 质 环 境 更 有 利 于 磷 的 沉 淀 。 的 去 除机 理 。 除有 机污染物 、 Ｎ、 Ｐ 、 悬 浮物 以外 ， 人工湿地 对重金 属也有一 定的去除效果 。 填料表 面对镉 、 铬等重金属发生吸附和络合反应 ， １湿 地 基 质 作 用 直至把重金属转化为低毒状态。 湿地基质不仅为湿地植物 、微生物等的提供 了生活场所 ， 对 １ ． ３基 质 酶 作 用 水 质净化也有非常重要的作用 。研究表 明， 在 不考虑植 物因素的 人工湿地基质中的酶作为一种生物催化剂 ， 在有机污染物 的 条件下 ，经过湿地处理的模拟生活污水 的污染物浓度显著下降 ， 分解 过程中起着重要作用 。岳春雷【 等研究 了人工湿地基质 中磷 水质得到改 善【 １ ＿ 。 酸酶 、 脲酶 和蛋 白酶 活性 的空间分布规律及与污水净化效果之 间 １ ． １基 质 生 物 膜 作 用 的关系 ，结果 发现磷 酸酶和脲酶 的活性随基 质深度 的增 加而 降 早期作为湿地基质 的物质 主要有土壤 、 细砂 、 粗砂 、 砾石 、 碎 低 ， 蛋 白酶活性在基质上 层最高 ， 下 层次之 ， 中层最 低 ； 湿地上 池 瓦片 、 粉煤灰 、 泥炭 、 页岩、 铝矾土 、 膨润土 、 沸石等 ， 它们是湿地植 基质磷酸酶 、脲酶和蛋 白酶活性大于下池 ． 磷酸酶活性与 污水 总 物的直接支撑者 ， 为植 物和微生 物提供营养物质。随着人们对湿 磷 、 Ｃ Ｏ Ｄ ｃ ｒ 、 Ｂ Ｏ Ｄ ５去除率正相关 ； 脲酶 与总氮的去除率正相 关 ； 蛋 地研究 的不断深入 ， 越 来越 多的材料 ， 如钢渣 、 石灰石 、 石英砂 、 磁 白酶与总氮 、 总磷 、 Ｃ Ｏ Ｄ ｃ ｒ 、 Ｂ Ｏ Ｄ ５去除率没有相关性 。吴振斌等也 铁矿渣等也作为湿地填料 ， 给水污泥甚至也作为一种基质添加到 研究 出基质磷酸酶 的活性 与污水 中 Ｃ Ｏ Ｄ Ｃ ｒ 的去除率有显 著的相 湿地研究 中， 发现对磷 的吸附性较 好。 关关系 。 崔 伟等ｌ ５ Ｊ 研究潜流人工湿地 系统选择软性填料 比蜂巢石 湿地填料表 面及孔 隙中易形成 生物膜 ， 上面附着的微生物 以 填料 的脲酶 活性 和磷酸酶 活性更 高 ， 脲酶活性与 总氮 去除率显著
潜 流 人 工湿 地 除污 机 理 浅 析
范 美 霖 师 永 健
（ １ 北京龙世杰投 资有 限公司
北京源自文库
１ ０ ０ ０ ８ ４ ２中国市政工程西北设计研究 院北京分 院
北京
１ ０ ０ ０ ３ ７ ）
广 ， ／ 摘 要： 人 工湿地 系统具有 高效 率、 低投 资 、 低运 行 ＼ 、 的， 比表面积越大越对 氮的吸附有利 。因此像沸石 、 粉煤灰 、 煤渣 、 费、 Ｉ 低维护技 术、 处理量灵活、 低 能耗 、 处理效果好 等优 点， ｌ 草炭 、 石灰石等一些通透性好 、 比表面积大 、 具有吸附能力 的多孔 １ 非常适合广 大农村 地区、 中小城 镇地 区的污水处理 ， 本 文 １ 介质常被作为湿地填料 。
污水 中的有机污染物 为营养物质 进行新 陈代谢 ，有机物 得 以降 解， 微生物 同化作 用的 同时 自身得到增殖 ， 生物膜厚度也 不断增 加， 微生物种类 越来越丰 富 ， 更加 有利 于发 挥多种微生物 对有机 物 的协调降解作用。另一方 面 ， 微生物附着生长在填料上 ， 泥龄较 长， 相比于停 留时间在 ６ ８ ｈ的活性 污泥反应 器具 有很 大优 势 ， 特 别 有利于世代周期长 的种 群生长 ， 如硝 化菌 ， 而更好 的促 进生物 脱 氮过程 的进行 。 湿地基 质不仅为植物提供了生存支撑 ， 基质生物膜 与植 物之 间也建 立了一种供需 平衡 关系 ， 例如微生物代谢产物 ， 如水 、 Ｃ Ｏ 、 氨及其 他无 机盐等 ， 进入填料 间的流动水层 中 ， 少部分随水排 出， 而大部 分被植物 吸收利用 。 基质生物膜的作用大小与基质材质 、结构和大小直接相关 。 基 质粗糙的表面增加了微生物与基质之间 的有效接触面积 ， 基质 中的孔 、 间隙增加 了基 质的 比表面 积 ， 同时也对 附着 在上面 的微 生物起保护屏 障作 用 ， 使 其免受水 力剪切作 用 ， 因此基质表 面的 粗糙度越高 ， 越利于微 生物 的附着 。 从这个方面来说 ， 基质表面的 孔 径大小为细菌 的 ５ 备左右 比较合适。因此选择合适的人工湿地 基质材料和配 比， 对提高人 工湿地净化能力至关重要。