《经济作物型人工湿地对农村生活污水氮磷去除特性的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
硕壬学位论文经济作物型人工湿地对农村生活污水氮構去除特性的研究专业名称:环培科学与工巧硏究生姓名:李洁导师姓名;呂锡武教捂基金项目:国家水专项,皆山湾农村分散式生活污水处理技术集成研究与工程示范(-2012ZX07101005) STUDYONNITROGENANDPHOSPHORUSREMOVALCHARACTERISTICSOFCONSTRUCTEDWETLANDSWITHECONOMICPLANTSTREATINGRURALWASTEWATERAThesisSubmittedtoSoutheastUnversitiyFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLiJieSupervisedbyProfessor-:LuXiwuSchoolofEnerandEnvironmentgySoutheastUniversityMa2015y 东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加W标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名;沐化-日期:wik东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可W采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,化许论文被查阅和借阅,可W公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)投权东南大学研究生院办理。?:7t瓜导师签名研究生签名: m摘要相较于生物技术,人工湿地在实现脱氮除憐功能上投资和运行成本更低,管理更为简单,在农村生活污水处理工程中备受靑睐。但是传统人工湿地技术多栽培景观植物,经济价值不高,运对于!农业生产为主要经济来源的农村地区而言,改变了王地原有的一利用价值,减少了经济收入。同时《数景观植物到冬季地上部分枯萎,些常绿植物在低温条件下进入休眠期,导致冬季人工湿地污染物净化效率和景观效益降低,。基于此研究将水生植物滤床技术、人工湿地技术与蔬菜无止栽培技术、温室蔬菓技术相融合,构建水生蔬菜滤床-蔬菜型潜流人工湿地姐合系统,按蔬菜生长季节划分研究组合生态系统全年对生活污水经二级处理后尾水中氮、磯营养盐的去除特性:,得出下结论(1)夏秋季,不同植物配置下组合生态系统对TO、TP单位面积去除速率分别为22?? ̄?、.24.2m03/d和(U3.45g/d也、g()m)。空菜巧白与大型景观植物再力花、美人(蕉TN去除负荷低14%左右,TP无明显差别。水生蔬菜滤床系统对于组合系统TN、TP去除率的贡献平均值分别为42.2%和44.6%。水力负荷对营养盐的去除效果影响较大,32+水力负荷减小到0.18m/(md),9个所试系统TN、NH4、TP的去除率平均值分别提高-72一.9妄[1%、77.7%和84.3%;另外,氮素组成也是个重要的影响因素,cN〇/cTN(3)()从+0-.3871增加到化,NH4N、TN的去除率都有不同程度提高,说明提高生物生态姐合工艺前段生物单元厢化率对于生态单元氮素的去除是有一定的积极意义的。从沿程变化规律看,无论是滤床系绕还是潜流人工湿地系统此,营养盐的去除都集中在前端,因,在组合生态系统的构型上不必追求过高的长宽比。2()冬春季,在塑料温室的保温作用下,种植不同蔬菜的组合生态系统对TP22.?2 ̄3单位面积去除速率分别为3.5/?m.恤d和0.200.26g/d。g)()与夏秋季净化效能一相比,冬春季TN去除速率下降不明显,但是TP去除速率出现了定程度下降。水力3232’+负荷从化30mm'/(md)减小到化18in/d,TN、NH4、TP去除率有不同程度的提高()。氮素组成和碳源是影响氮素净化效果的两个主要因素N化-+c。随着(/cNH4从1.20)()变+NH-.84化到,N去除率出现了先上升后下降的14变化规律,TN去除率先上升后趕于平〇。进水碳氮比从20缓.増加到4.1TN去除.,率均值从421/〇増加到70.2%。不同系统不+同负荷K,TN、NH4、TP浓度均沿程规律性遥减,并且营养盐的去除集中在滤床和潜流湿地前段,水为负荷减小时,递减规律和前段降幅更明虽。32U)从全年运行效果看m.,在〇.24m水力负荷为/(d),TN、NiV、TP平均浓度分别为27.4mg/L,10.8mg/L,2.0mg/L的进水条件下、-,-,夏秋季空屯菜空。菜、空也菜---菱白、番茄再力花K及冬春季塑料温室条件下豆瓣菜豆瓣菜_、生菜水芹、水芹窝宦+几种组合系统的出水NH4-N、TN基本都达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》—-一(GB189182002)A一级标准,前两种组含TP可达级A标准,其他组合TP满足级B标准。塑料温室的保温作用保证了组合生态系统全年在同一水力负荷下达到相同出一水标准。TP去除率的提高需进步增加基质层厚度或投加石膏等废料将磯素带出系统。(4)水生蔬菜滤床-潜流人工湿地生产的蔬菜维生素C含量和可溶性糖含量分别在 ̄.975?.9nl0、.4770.0g0894g/100的范围内?,品质化描酸盐含量在.1貧yg89195.4mg/kg范围内m',远低于432/k的参考标准gg。除空。菜Hg含量和生菜Pb含量超标,其他蔬重金属污染现象,、菜均无出,食用安全。蔬菜中,空1菜全氮聖、全磯积累量(氮、稱回22收量)最高’分别为73.0/m和19mg.8/g;菱白,水芹,豆瓣菜在氮、稱资源回收上也比较可观。L义夏秋季种植空屯、菜,冬春季种植豆瓣菜为例粗略估算組合生态系统生产效益,扣除组合系统建设、塑料温室大棚建设W及种子投入等费用,亩产效益25340元。研究结果表明-:水生蔬菜滤床潜流人工湿地技术在深度净化农村生活污水的同时有效回收氮稱资源,将无±栽培与污水处理有机结合,并可产生可观的经济效益。关键词:水生蔬菜滤床浸润度可控型潜流湿地生活污水脱氮除磯I AbstractABSTRACTComparedwithbiotechnology,constructedwetlandwhichhas化0advantageofsimplemanagement,lowinvestmentandoperationcostsinrealizi打gthefunctionofnhrogenandhoshorusremovalismoreoul壯in化eruralsewagetreatment.However化eeconomicpp,,ppuerlconsructed.Ivawelandlanmacrohtesisootchstheoriinalloftaditionatttsrangeppypgvaofhedforruralareawhe巧economicsnhiweakandhriculuralluetlanstregtsteagtproductionregardedasthemainsourceofi口亡ome.At也esametime,mostofthelandscapelantswiltinwinterandmeverlantsodormantunderlowtemperatureconditionspsoegreenpg,ri.aonesultingpollutantpurifyngefficiencyandlandscapebenefitsreducingBsedthissituation,thispaercombinedaquaticlantfilterbed,CO打stmctedwetlandwithsoUle巧ppcultivationofvegetables化chnologyandreenhousevegetable1;echnologyandgotauaticgqveeab-wetle巧IteredCO口andli地aailes.Afterinvesiatingbstructedtlsantedwqutcvegetabtggpnitroge打andphosphorusremovalcharacteristicsofthecombinedsystemforayear,wegotthefollowingconclusions:1InsurndauumneTNandTPremovalraeofcoinedecoloicalssemmmeatthtmbt(),gy22-??were;ra.mand.mresecv.rinthengeof3.242g/d0.33^45/dtielyTNemovalrate(),pg()〇ofsinachzzan过tifsar14/〇lowerthanthemarohhaliaandCannp,iilaohawaoundcpytesTa^andnoncanterenceoccurrednreeuaversemsigifidifiTPmovalrate.Thaqticgetablefiltesyt〇〇contributes斗2.2/〇inTNremovaland44.6/〇inTPremovalforthecombi打edsystem,respectively.Nitrogenspeciesandhydraulicloadhadgreatinfluenceo打nitrogenand+NNH〇phosphorusremovale祗ct.Theremovalefiicienc:yofT,4,TPincreasedto72.9%,77.7/〇32+and4化化.8.3when也ehdraulicoadreced:o.reeofNH%ylis加t018/(却了hemovalrat4-*阳vandNweiemedni打ereeswhen/cTNicrease00.7.Tipiiiferetdgc(NO3)打dfrom.38化1()Asforthevariationalongtheway,theremovalofnutrientsismoresignificantinfrontpartsofthefilterbedandsubsurfaceCO。巧metedwetland.2Inwintrndrinwi化theinsulaionefecoflinhouseheand()easpg,ttpastcgree,tTNTP2?mova?relrateofcombinedecologicalsystemwerein化erangeof3.23.5/mdandg()]-?0-200.26/mdresective打fi)l.Gomaredwiththeurfica打summg^,pyppitioeciencyieran过autumnl;heTNremovalratededsicatidnotdecreasi;fin]b山theTPrlrs,gny,emovaatehadedinedagreaterdegreecausedbynearlysaturatedsubstrateconditionsandlimitedlight'+IesuinnveetableraelThlNHltgiggrowthtsoweddown.eremovae班ciencyofTNTP,4,]2.iwhenthencreased:0nxndh1difereteteydraulicloadisreduced化0.18m/mdfrom0.30()]S/-md.Thenkroensecesandca打woma(m)gpirbosourcewereti打fac的巧influencingthe+purificatione祗ctofnitrogen.WUhc(NO/)/c(NH4)varingfrom1.20化1.84,化eremoval+eficiencofNHincreased巧rstandthe打decreaweTNemovae筑cy4sedWlrlie打cy山(:化336<1frsnds〇itathentend化begentle.TheaverageremovaleficiencyofTNincireasedfrom42.l/〇化70.2%whe打theratioofinfluentcarbontonitroenincreasedfrom2.0to4.1Tg,heCO打centrationsofnutrensreasedalo化tuitdecnseahreglarlandnutrientremovalismorepy,’sig打ificantinfrontpartsofthefil化rbedandsubsurfaceconstrue化dwetland.Whatsmore,thelawofdiminishinalondlmoreggthepathandfrontecineisobvious.(3)Asfortherunningefectsofayear,abunchofcombined巧stems,whichincluded-sinachfitCW-erbedlantedwi化in、infierbedanpachsachtCWltedwip巧ppi也zzanialatifba-wli、1;omatofiterbedCWnedummerandplati化Thaliadea化atainsautumnaswell,-aswatercress打terCW化ss-bedlantedwi化waterc、lachcasatvarWifitebedlaredwpCpUi化waterfenne-l、waterfennernedwlfitebedCWplatwi化lettucesetinreenseahouinintgerandspri打g,basically化3化己(1AleveloffirstclassSt抑d,referring化化estandardofDischargestandardofpollutantsformunicialwastewatertreatmentanB1-lt(G89182002)wlppi化ihe32*averaehdrauic0.2/dhyllo过dof4mniandteaverageinfluentconcentratofTNg()ions、+NH、TPKaching^.4m/L,.L2.0mLec4g108mg/,g/restivel.AtesamemetTP,pythtiheof,II 东南大學硕±学位论文hefirswossemsmenoneduccessflilreacedAeveofrscassandwheatoftttyttislyhll打tlst,ilth*theiestustreachedBleveloffirstclassstand.TheriseofTPremovaleficiencypartlyjdepe打ds0打increasi打gthethicknessofsubstrate,orcoordinatingthecontradictionofthedemandordraucoadennrrusescrndardfhylilwhitogenandphosphometthesamedihagesta.4Theveetablesharvestedfromaaticveetable巧terbe-COs()gqugId打stmc化dwetland,roamandrne?inCsolublesuai打theraof.75.9m1anvidedhighcontentofVit369/00gdpg,gg??0-4770.894/100resectivalhenitratetentwi打化ranef89.11-4m/kfargg.Tconaseo95,pyggg,below化estandardof432mg/kg.Vegetablesaresafelye出blewithoutheavymetalpollutionexceptHfromspinachandPbfromlachcasativaoverthelimitvalue.TNaccumulationofg^^sinachwhichmeansTNrecoverreachedtheeakof731..p.0/m98/mforTPaswell,y,pg,g*Zeaercreeas-medrizanialatifolia,waterfennlandwtssweilowellperforin化erecoveyofniroenandhoshoru义Takinhesinaclivi打tumbinedtgppgtphcutatedsummerandaumn^cowwaercress打rinforanexamlethecombinedecossemilditht主wi打terandspgtewas,p,yy^aroundRMB25340per667m,andtherawroductionbenefitexcludedtheconstructivefeepforbrickandconcretetank,plasticgre畑houseusedinwinterandseedpurchasecost.Theresultsshowed也at化ecombinedecosystemwhichconsistedofaquaticvegetable-nedelesordeeinfiwudecerliletrbe过CO打stmctedwetlandlatithvetabfpprifcatioofntazedpgdomesticsewaewhichcombinedsoillesscultivationandwastewatertreatmentcouldachieveg,*goodefe。andiecovernitroge打andhoshorusresourcesefectively.Thelastbutnottheppeastr曰cedsin.ificanconomicbenefil加tets,pgKeword:auaticvegetablesfilterbed,constructedwetlandswitheconomicveg幻ables,yqdecentralizedsewage,nitroenandphosphorusremovalgHI as目录摘要IABSTRACTH—m*绪111.1研究背景丄1论文研巧内容所属基金项目11丄2研究目的和意义1111.2国内外研究现状.11.21传统人工湿地技术.31.22蔬菜型潜流人工湿地技术..3123水生植物滤床技术1.2.4蔬菜无上栽培技术3..4125综合分析.513研巧目标和主要内容..5131研究胃标.3.251主耍内容第二章试验材料与方法62.1工艺流程62.2进水水质6.23试验装置7.24测试指标及分析方法7第H章夏秋季不同植物配置下组合系统水质净化特性研充93.1概述93丄1试验植物及其配置93丄2试验运行条件9.同植物配置下氮巧去除效果随时间的变化32不10..321氨氮去除效果逐月变化103.2.2总氮去除效果逐月变化123.2.3总礙去除效果逐月变化143.2.4植物配置选择163.3水力负荷对氛憐去除效果的影响分析化3.3.1水力负荷对氨氮去除的影响163.3.2水力负荷对总氮去除的影响173.3.3水力负荷对苗稱去除的影响193.3.4水力负荷的选择分析203.4氮素狙成对氮素去除效果的影响分析204.13.氮素组成对氨氮去除的影响203.4.2氮素组成对总氮去除的影响213.5沿程分析213.6净化效能综合比较22 东南大学硕±学位论文3.723第四章冬春季蔬菜筛选与水质净化特性的比较研究254.1概述254丄I塑料曰光温室254丄2试验植物及其配置254丄3试验运行条件264.2不同蔬菜配置下氮稱去除效果随时间的变化264.2.1氨氮去除效果随时间的变化264.2.2总氯去除效果随时间的变化284..23总礎去除效果随时间的变化314..24植物配置选择巧4.3水力负荷对氛稱去除效果的影响334.3.1水力负荷对氨氮去除的影响334.3.2水力负荷对总氮去除的影响344.3.3水力负荷对总稱去除的影响354.3.4水力负荷的选择分析364.4氮素细成和碳源对氮素去除效果的影响%4.4.1氯素组成对氯氮去除的影响364..42氮素组成对总氮去除的影响374.4.3碳源对总氮去除的影响384.5沿程分析404.6净化效能综合比较424.7小42第五章水生蔬菜滤床-折流式潜流人工湿地的综合评价445.1概述445.2蔬菓品质及食用安全性44.2.1疏菜品质指申乐5445.2.2蔬菜硝酸盐含量455.2.3蔬菜重金属含量465.3植物生长状况及氮憐吸收量47.5.31植物生长状况47.、全碟分析5.32植物全氮48.、5.33植物吸收对氮稱去除的贡献505.4蔬菜产量及经济效益515.5小S52第六章结论与建议536.1離536.2建R54S56[谢参賊献57臟63 第一章绪论第一章绪论1.1研巧背景1丄1论女研究内容巧属基金项目本论文属于国家水体污染控制与治理科技重大专项竺山湾农村分散式生活污水处2010-)3理技术集成研究与工程示范课题(12ZX071005中子课题的研巧内容。1丄2研究目的和意义W近些年我国城镇污水处理飞速发展,污水处理率已达到百分之八十W上。与之形成强烈对比的乡镇与农材由于地域分散,、污水水质水量变化大等特点使得污水的收集与治理难度大,多数农材地区由于环境保护意识淡薄、资金保障不足等原因并未建设相应的污水处理设施。同时,还有部分己建工程由于运营成本较高,管理复杂而地方缺乏专业技术人员等问题导致污水处理设施无法实现有效运营。在污水处理技术的选择上,虽然传统的城市污水处理工艺有相对成熟的经验可供参考,但是其投资和运行成本窩,管理复杂,因而并不适合在衣材地区推广。针对目前农村分散式污水化理技术的发展特点及应用水平,农村生活污水化理过程中的节"--能减排和资源化利用为出发点,课题提出大深狂比厌氧生物滤池反硝化脱臭池跌水"4,充氧生物接触氧化装置-人工湿地新型生物生态组合工艺PL工艺中前段生物处理主要功能是去除有机物和少量营养物质,后续生态处理深度脱氮除礎,两者充分发挥各W自的优势,提高了出水水质巧系统运行的稳定性,达到了简单、简便、廉价、有效处理农村污水的目的。相较于生物技术,人工湿地在实现脱氮除礎功能上投资和运行成本更低,管理更一为简单。,在农村生活污水处理工程中备受青睐更为重要的点,人X湿地所种植的植物若W可食用的蔬菜为主,把污水治理与农民的生产活动、无±栽培等新型农业生产方式相结合一,冈地制宜,构建污染净化型农业,不仅可W产生定的经济效益,而且能回收利用氮磯资源,节省农业种植肥料的投入,进而减少进入地表水的面源污染,实现资源的有效循环,。在污水处理的过程中离度体现了景观建设、资源回收和经济效益相兼顾的可持续发展思想。一然而,人工湿地种植W蔬菜为主的经济型作物还有很多问题有待进步研究,比如经济作物型人工湿地与传统景观植物型人工湿地在水质净化特性上有何差异,净化性能和经济效益俱佳的蔬菜品种的选择,蔬菜无±栽培技术与人工湿地技术如何有机融合,人工湿地生产农产品品质、产量和食用安全性是否达到推广要求等诸多问题仍需研究和探讨。本研巧将通过构建水培蔬菜滤床-折流式潜流人X湿地组合生态系统,探索上述问题I并对这种新型污染净化型农业生产方式进行产品品质和经济效益的相关评价,对该技术在广大农村地区推广具有重要的理论和现实意义。1.2国内外研究现状1.2.1传统人工湿地技术一人工湿地作为种工程化的系统,通过设计并人工构造来强化自然过程,通过湿地植物I,基质,U及附着的微生物群落相互配合参与污水处理。自上化纪70年代开始用于污水处理,逐渐发展成为应用极为广泛的污水生态处理技术。12M..基质的选择1 东南大学硕±学位论文基质是人工湿地的重要载体,其本身的物理化学性质直接影响吸附作用、络合作W用W及离子交换作用对污染物质的去除,同时也影响植物生长和其表面微生物膜的形""n成、。,进而影响氮素憐素消化多孔的、有较大比表面积的基质化及多种基质合sP’tl理配置,提高污染物净化效果,有效避免堵塞可有效改善湿地的水力学性能,延长运行周期。目前、。,比较常用的基质包括砂、巧石钢渣袁东、炉渣、陶粒及岩石矿物等海等通过比较几种基质磯素净化效果和饱和吸附后磯素释放实验,证实矿渣、粉煤、姪石对磯素净化效果较好。赵灰,而沸石和砂子对稱素净化效果较差桂瑜通过等温吸附试验和动志吸附试验,发现钢渣和干渣对碟的吸附去除效果较好,白云石较差,US沸石。、碌石和页岩陶粒H种基质的吸附除磯能力比较接近刘慎坦对组合基质和煤渣基质潜流式人工湿地的脱氮效果进行了对比研巧,发现姐合基质人工湿地的脱氮效果更好,相对于煤渣基质姐合基质各层硝化及反硝化细菌数量大大提高。曹世讳研究了用电厂废弃物粉煤灰为原料烧制的高巧粉煤灰陶粒的除稱特性,发现相对于传统基质粉煤灰陶粒具有较大的稱吸附容量,礙去除率可达1.2丄2植物的选择:(1)直植物是人工湿地的重要姐成部分,主要作用有接吸收利用污水中的氮磯(),(3)増强营养盐,削减重金属污染2向根区输送氧气改善根基微生物氧环境;;基质的水力传输作用,改善水力条件;(4)景观和经济价值。fW了比选,在湿地植物的选择上,陈永华等对处理生活污水的多种湿地植物进行,涉及根系数量并建立了评价多种植物净化潜力的综合评价体系、根系长度、根系活、生长量L义及根系附近基力、叶片过氧化物酶活性、氮雜平均浓度、氮磯的积累能力、质中腺酶活性与磯酸酶活性等多个指标,认为美人蕉风车草、千屈、芦華、再力花一、、,菜等净化潜力较强,富蒲花叶芦竹、香蒲、梭鱼草般尊尾、野芋、灯屯草相对-isnti去除较弱,植物吸收对污水中氮磯。国内外学者普遍认为当进水氮稱浓度较高时[W7、,发现通过贡献不大。李建娜等比较了种植物对污水中氮磯的吸收能力植物收[W ̄%割去除氮2%6。陈文音等利用生活污水培养,比较研、稱量约占湿地总去除量的巧须根型植物和根茎型植物的根系生长情况,认为根须型的植物根系更为发达,其中PW研巧美人蕉的平均根数和根表面积远较其他种高。王属了植物根系对垂直流人工湿一化。地水力条件的影响,发现植物根系向下发展可疏通基质并使其断面孔隙大小均21[]-Annau趾e!及有效Gitonnylipp等综述了合理配置大型植物对于重金属的去除作用防巧塞作用。1.2丄3潜流湿地构型潜流湿地的构型根据水流形态分为水平潜流湿地、垂直潜流湿地及混合系统。,为改善湿地中水力条件及氧化还原条件,提高污水的净化效率各种组合湿地及湿地--水平流組合潜流湿地、垂直流组合潜流湿地、复合垂直潜结构变形如,垂直流水平流流湿地W及折流式潜流人工湿地等被提出。脚 ̄12460姐组合式犯a2003203个国家潜流人工湿地’JanVyml调研了从年期间PSl-Seel结果表明最常用的組合系统是垂直流水平流潜流湿地,这种系统最早由id在,流置于垂直流之后,缺点是后1965年,可省去回流系统氨氮去除效率高提出,水平一源-垂直流潜流。另外段水平流潜流湿地碳源不足,部分需外加碳种组合系统水平流MIJoansen巧BrbJ,湿地则最早由h提出,垂直流段完成硝化作用在进水氨氮浓度较高25[]针对垂直流-,。李剑波水平流送的条件下,若出水对总氮有要求则需要设回流系统化水平潜流段反硝化作用。种系统做了详细研巧,并利用水生植物枯叶释放碳源U强2 第一章绪论py-上行垂直流组合潜流人工湿地对氮憐的净化效果帖靖奎等研究了水平流,在进水—+-N化-N比例-N、NN、TN。较菌的条件下,对NH4CV和TP取得较好的去除效果除PU8J了这两种常见系统之外,也有将表流湿地置于组合系统前、后及其多级串联的形式,P933W及中间或末端增设氧化塘的系统’W3。研巧表明,折流潜流湿地内部折板的导流作用,改善了水力条件和复氧,氮磯营养盐去除效率提高。21.丄4冬季运行研巧人工湿地在实际应用中多处于露天环境,运行效果受季节温度变化影响较大。张+-建等研巧了塑料地膜覆盖对潜流人工湿地净化效率的提高,NH4N和COD的平均tW29.446.6%去除率分别从露天条件下的%、29.0%提高到了67.6%和。申欢等研巧了+将湿地收割的植物覆盖在表层用保温-,通过这种方式使得湿地冬季NH4N、TN和TP7一一的平均去除率分别提高了乂%、5.0%和15.5%。还有种保温方式是加拿大的个湿地越冬工程,通过先将水位抬升形成冰冻层后,再将水位下降,在冰层和水位间Py形成空气层,起到保温作用。在越冬植物选择上,陈永华综合比较了25种植物不同指标包括水质净化结果、根系长度、氮憐积累能力、根际腺酶和礎酸酶活性等,筛选出水芹、油菜、德国鸾尾等作为寒季备选植物。12.2.蔬菜型潜流人工湿地技术蔬菜型潜流人工湿地,顾名思义就是W水生蔬菓作为湿地植物的潜流人工湿地。、主要蔬菜品种包括空屯菜、水芹、巧白等。金秋等用水生蔬菜型人工湿地净化农村生活污水尾水、,比较了空屯菜潜流湿地和麦白湿地的氮憐净化效果,结果表明湿地植物为费白的湿地污染物净化效果要优于'。菜为植物的PW。陆松柳选用空人工湿地,胡洪营等比较了通过了静态试验比较了巧白、美人蕉和水柳的生长状况和根系分泌物特性,表明巧白在生物量和根系分泌物上39弱于其他两种景观型植物[]。祝宇慧等在浙江的深秋季节,用种植水芹等植物的复合流人工湿地处理生活污水一,研究发现水巧具有定的抗寒能力,去污效果良好。孟忠常贵阳市白云区都拉乡巧水处理示范工程为例,发现在实际工程中小白菜、大白菜、空必菜、水芹菜、完葵等蔬菜可用作湿地植物,用野芋与其他大型景观植物搭配种植效果良好,并在池缘栽种南瓜、玉米等经济作物,提高经济效益。1.2.3水生植物巧床技术水生植物滤床技术是将根系发达的水生植物密植于人工水槽中,通过植物生长过""程中形成的细密根系垫层充当基质,供微生物附着,同时栏截颗粒性污染物且不会发生堵塞。水生植物滤床植物技术W植物为核必,植物有景观植物和水生蔬菜两种。宋海亮利巧水生植物滤床技术研巧了不同水生蔬菜对富营养化水体的净化效果,动态试验结果表明冬季植物水芹菜和夏季植物空屯、菜是两种适合于水生植物滤床的水42生蔬菜[]。胡绵好等研巧了水芹和豆瓣菜对富营养化水体的净化效果及其生产的蔬菜安全性,发现两种蔬菓对氮磯的净化效果均较强,未出现重金属和巧酸盐超标现象。43[]余亚琴等利用空屯、菜滤床接纳经氧化沟处理后的蓝藻厌氧沼液,空必菜滤床对氮稱441]的深度净化效果良好-。鲁浩利用黑麦草作为水培复合人工湿地的栽培作物,发现黒?[]麦草冬季生长良好,对污染物净化效率无明显下降。王超,任勇翔等利用水培美人蕉净化槽-复合人工湿地处理西安市第四污水处理厂初沉池出水m,结果表明化I水深条件下的水培美人蕉栽培槽植物根系更为发达,同时污染物净化效率也较高。1.24.蔬菜无±哉培技术蔬菜无±技术,顾名思义就是不用±壤栽培蔬菜的技术,常见的有水培、岩棉培3 东南大学硕±学位论文一,蔬菜品种W叶菜类和果菜类为主,和基质栽培H种。相对于±壤栽培水培在定程tw度上可W节省水肥,提高产品产量和质量,是实现蔬菜生产工厂化的重要途径,但一是无±栽培需要次性的设施投入和每年的营养液配置投入,管理要求高,导致生产者砍极性不高。日本和荷兰是世界上无止栽培技术发展较为迅速的国家,日本W深水培为主,荷兰W岩棉栽培为主要的栽培方式。国内无±栽培最早从1937年开始在生产上应用,上海的四维农场生产少量基质栽培的番茄上市。营养液是无王栽培技术的核也,也是一一块。些廉价易得无止栽培技术投资较大的因此,国内农学、蔬菜学学者转向研究""周彥峰、的营养液替代品,邱凌等用沼液作为营养液,无±栽培了生菜、芹菜。s番茄fw、黄瓜、茄子,所得产品产量和品质较之无机营养液栽培更高。陆家贤等用农1:±栽培户沼液开展了无±栽培番茄的研巧,结果表明沼液在8的稀释比例下可作为无P11的营养液尝试用水产养殖废水作为蔬菜水培的营养源,利用硝酸调节H。也有学者p值。,水培蔬菜生长良好1.2.5综合分析目前人工湿地技术被广泛的用于农村生活污水氮、稱营养盐的脱除。传统的人工工湿地技术栽培的景观湿地技术具有良好的处理效果和相对成熟的经验,但是传统人植物突出景观效益,经济价值不高,这对于经济力量薄弱、W农业生产为主要经济来源的农村地区而言,改变了±地原有的利用价值。同时大多数景观植物到冬季地上部一些常绿植物在低温条件下也会进入休眠期,导致冬季人工湿地污染物分全部枯萎,净化效率和景观效益降低。蔬菜型潜流人工湿地虽然目前研巧不多,但是它对于污水处理过程经济效益的提高是显而易见的。然而从前述的研巧结果可W看出,蔬菜在根系发展和污染物净化方,对于蔬菜型潜流人工湿地需要研究其合运的面,因此,要弱于传统的大型景观植物处理贷荷范围。上,冬季主要W水芹为主,需要探索更多的另外,在蔬菜的品种选择适宜冬季栽培且污染物净化效果好的蔬菜。,水生植物滤床技术成本低,对氮、礎浓度相对较低的富营养化水体净化效果好、菜,。同时可栽培空屯、水芹等经济作物极具发展潜力若将其用于农村生活污水尾水,生长,处理。空也期内可收割多荘,主要问题是蔬菜品种的选择莱、水巧等根系发达。污染物净化效果好,需参照这两种蔬菜的特性进行蔬菜品种的拓展研巧前述研巧表明,豆瓣菜在与水芹在净化富营养水体的平行对照试验中,其净化效果良好,因此,可尝试对其进行生活污水尾水处理的研巧。一些技术和经济上的限制:蔬菜无止栽培技术未得到广泛推广,主要在于该技术有一2,进1、次性成本高,后续长期营养液的投入;、营养液循环导致纳离子等的积累而引发蔬菜生长不良3、需检测电导率、pH值控制离子浓度和物化条件,管理有难;、度。结合污水化理技术考虑,生活污水中的氮稱营养盐作为污水达标排放的控制性,是,蔬菜指标,同时也是植物生长的主要营养元素加之生活污水中含各种微量元素二,,生长良好的营养液。相较于沼液,农村生活污水经级处理后有机物浓度低更接工艺中生物接触氧化单元出水氮素组成中,近原有无机营养液的条件,无需稀释。同时52][比例适宜’又不会引致蔬采硝酝盐,既硝酸盐比例提高,硝氮、氨氮提商蔬菜产量超标。,、综上所述,将水生植物滤床技术人工湿地技术与蔬菜无王栽培技术思想相融合流人工湿那么水培蔬菜技术、基质培蔬菜技术分别衍变成为水生蔬菜滤床和蔬菜型潜,地技术、稱营养盐净化功能同时具备了无±栽培。这两种技术不仅保留了原有的氮,,提升构建了蔬菜生产功能,在农村地区进行污水处理的过程中了±地的利用价值4 巧一章绪论污染净化型农业,。与传统的王壤种植相比这样的农业生产方式无需投加肥料和灌概用水,节约成本,管理简单,同时从污水中回收氮磯资源,实现了资源的有效循环。13.研巧目标和主要内容1.3.1研究目标本文的研究目标分为LJATH个方面:(,1)在夏秋季节,通过动态试验比较不同蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地与传统景观植物型潜流人工湿地在氮、稱营养盐净化效果上的差别,筛选净化效果好且经济效益高的蔬菜品种,确定其合理的运行参数,为该技术在农村地区推广提供理论依据和更多的蔬菜品种选择。(2)在冬春季节,筛选能够安全越冬且污染物净化效果好的蔬菜品种,确定合适的保温方式,提高冬季污染物净化效率,从而解决冬季传统人工湿地净化效果差的问题。(3)对全年生产所得蔬菜进行品质、产量、食用安全性评价和经济效益分析,-为水培蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地技术推广提供理论依据,比较不同植物生理指标和氮、磯积累能力等差异与水质净化效果的关系,为构建污染净化型农业全年无王栽培蔬菜品种廊选提供技术参考。1.3.2主要内容根据课题的研巧目标-,构建水培蔬菜槽折流式潜流人工湿地系统,确定研究内容如下:)、(1夏秋季,选择无王栽培高产蔬菜番茄与水生植物滤床优选蔬菜空屯菜作为、水培蔬菜槽栽培植物,选择空屯菜、菱白、番茄H种蔬菜作为蔬菜型潜流人工湿地栽培植物,美人蕉、再为花、常绿鸾尾作为景观植物型潜流人工湿地栽培植物。对比动、态条件下水培空屯菜滤床-蔬菜型潜流人工湿地、-、水培空也菜滤床景观植物型潜流人工湿地、水培番茄滤床-景观植物型潜流人工湿地在净化效果上的差异,量化不同蔬菜滤床和不同植物型潜流人工湿地净化农村生活污水氮磯营养盐的能力。分析进水条件和水力负荷的变化对水质净化的影响,结合沿程分析探究氮憐营养盐去除的规律。(2)冬春季,搭建塑料大棚对湿地进行保温豆瓣菜、生菜、雪里藻W及。选择水生植物滤床优选蔬菜水芹作为水培蔬菜槽栽培植物,选择豆瓣菜、窝笑、筒嵩化及水芹作为蔬菜型潜流人工湿地栽培植物。研巧动态条件下不同蔬菜配置在水质净化效果上的差异,分析不同进水条件和水为负荷对净化效果的影响。量化不同蔬菜配置条件下的氮、憐营养盐去除速率l,il确定合理的运行参数和蔬菜配置模式。(3)通过分析水培蔬菜滤床-折流式潜流人工湿地植物各部位氛麟含量,明晰植物收割对二级处理后的农村生活污水中氮磯营养盐去除的贡献。量化蔬菜体内氮稱的累积量,确定污染净化型农业对氮磯资源的回收量。结合根系长度、地下部分生物量等植物生理性指标和水质净化效果,提供蔬菜依据表观性状选择的依据。(4)检测水培蔬菜滤床和折流式潜流人工湿地生产蔬菜重金属含量,分析所选蔬菜对农村生活污水中重金属的富集能力,确定该技术生产蔬菜的食用安全性。同时测定维生素C、可溶性糖、硝酸盐等产品品质指标,统计蔬菜产量,进行相应的经济效益分析,提供该技术推向生产的理论依据。5 东南大学硕±学位论文第二章试验材料与方法2.1工艺流程"实验原水是东南大学无锡分校食堂及五栋宿舍楼的生活污水,为模巧大深"径比厌氧生物滤池--跌水充氧生物接触氧化装置工艺的出水反硝化脱臭池,试验对东南大学无锡分校现有装置进行改造,对生活污水进行二级处理,具体工艺-流程如图21所示(虚线框内为深度处理部分)。一 ̄ ̄?■?出进水?离位水醫?折巧式滞流人摄地水^[f水瞬池囑气涯水塔雕菜巧图2-工艺流程1-F.ig21Proc巧5of化etreatmentsystem来自胆水箱内的生活污水首先经过计量累提升进入高位水箱,高位水箱底部引管使生活污水自流进入水解池,巧水中大量复杂有机物在水解池内被转化为小分子物质,。曝气池采用微孔曝气盘底部充氧用池中填料上附着生长的微生物的作用降解污染物,并完成硝化作用。曝气池出水经埋于地下的UPVC管送至水培蔬菜滤床前端的高位配水槽。至此,完成生态系统的前处理和配水过程。其中,--XL高位水箱、水解池见图22,曝气池见图23。FVC水箱尺寸1.3m3mX1.0m,N2N2一沿其体对角线两个端点分别开D5进水管1根和D0出水管2根,池体侧20)中部和底部分别开DN的半放空管和放空管,池体底部装4215型防堵桂橡胶膜片微孔曝气器5个,内部悬挂组合填料挂膜。—a气iK-图2-2高位水箱-水解池图23曝气池---巧22巧ctureoflsistankFi.;23巧ctureofaerationtank昏elevatedtankhydroyg2.2进水水质2.为模拟跌水充氧生物接触氧化装置的出水,生活污水经1小节所述生物装2-1置进行前处理,进入到生态系统的进水水质指标如表所示。6 第二章试验材料与方法表2-1生态系统进水水质-Tab-2lInfluentsewageualityq项目进水浓度范围(mg/L)平均值(mg/L) ̄ ̄ ̄?45.4巧^.1(曠季)55?1.227.31(寒季)82.1+-N7?NH4.516.510.9*-?N0N1.21.232015.4TN203?...363274TF?1.03.9^2.3试验緒水培蔬菜滤床-折流式潜流人工湿地中试系统2-4(见图)建于东南大学无锡分校桃5宿舍楼西侧,系统为砖彻混凝±结构,表面做防渗处理。二级处理后的生活污水首先进入中试系统前端的高位配水槽,高位配水槽自底部引管向南北两侧42组廊道供水。试验共使用12组平行的水培蔬菜滤床-折流式潜流人工湿地两级串联系统,每组串联系统进水处用球阀开启大小控制流量。水培蔬菜滤床平面尺寸均为2mX化3m,坡度3%。。部分水培蔬菜槽内置穿孔泡沫板用W固定蔬菜幼苗。位于二级的折流式潜流人工湿地单槽平面尺寸亦为2mX化3m,m5有效深度化6,坡度%〇,4沿长?方向分成格,每格化5m,污水W上下折流方式在湿地中推流穿行。水流下行格板距离池底15cm,5cm水流上行格板距离基质表面1。潜流湿地床体内 ̄填料级配从下至上依次为:粒径3050mm粗巧石高度cm10,作为湿地垫层,粒10 ̄径15mm陶粒高度25cm ̄,作为主要的吸附介质和微生物载体,粒径l〇20mm细碌石高度10cm〇,防止轻质陶粒漂浮,总45m基质高度化,空隙率40.67/〇。多孔砖巧化水墙巧巧......^ ̄ ̄^^^潜流出水管高部—^?X.三:—"必水生蔬菓滤^冻f板式潜細人王地?水g甲己/却坤皇禮方^封yIT可^。L塵\滤床出水营折板?(箭头代表水流方向,为垂直上向流X,为垂直下向流)圏2-4试验装置图F-.i24Diaramoft;heeerimenggxptaldevice2.4測试指巧及分析方法水质的常规检测项目参照国家环保总局颁布的标准分析方法レJ:_及《水和废水监测分析方法》(第四版)的测定方法-,监测指标和检测方法详见表22。蔬菜重金属含量委巧江苏省疾病预防控制中必检测,所测重金属指标及相应的测定方法见表2-3。植物氮憐含量及农产品质检测参照鲁如坤编著的《止壤农化化学分析方法》,植物全氮含量测定采用H2S〇4-H2〇r蒸馈法,植物全磯含量测定采用7 东南大学硕±学位路文H-H-2SO42O2領铺抗比色法,该部分试验在苏州市农科院完成。蔬菜维生素C、可洛性糖和硝酸盐含量的测定,将蔬菜鲜样做相应的预处理后用分光光度法进巧测定。表2-2水质监测项目及方法ab-T.22temsandmethodsofwtettIaswaerualiqy分析项目测试方法及仪器COD重络酸巧消解-硫酸亚铁按滴定法crTP过硫酸钟消解-钥酸按分光光度法--TN过硫酸钟氧化紫外分光光度法(GB1189489)(-)NH/-N水杨酸盐分光光度法GBrr5750.52006'----N0-a寨基)己二胺光度法(GB749387)2NN-NCV-N氨基橫酸紫外分光光度法(GB748087)HpHlOOY別维赛仪器(上海)pO200YSI维赛仪器)DOD(上海表2-3蔬菜安全性检测项目及方法-esTab.23Itemsandme化odsofvegetablesafetytting项目测定方法阱GB/T5009-.1220《]0食品中总巧及无机神的测定》CdG且/T5009-.52003《I食品中靖的测定》C-rGB/T5009.1232003《食品中错的测定》'-CuGB几5009.品中铜的测定132003《食》HGB/T5009-g.172003《食品中总東及有机录的测定》GB/T5009-As.1120的《食品中总神及无机巧的测定》8 第三章夏秋季不间植物配置下组合系统水质净化特性研究第H章夏秋季不同植物配互下绝合系统水质净化特性研究3.1概述"-水生蔬菜滤床折流式潜流人工湿地组合生态系统,是基于工艺大深径比"厌氧生物滤池-反硝化脱臭池-跌水充氧生物接触氧化装置-人工湿地生物处理部分出水特点提出的。跌水充氧生物接触氧化单元出水有机物浓度低,氮素组成硝酸盐为主,是良好的蔬菜无止栽培营养液。3丄1试验植物及其配置9组-夏秋季共运行水生蔬菜滤床折流式潜流人工湿地組合生态系统,设置6槽水生蔬菜滤床种植空私菜,串联3組景观植物型折流式潜流人工湿地,种植美一人蕉,,、再力花、常绿鸾尾各组串联3组蔬菜型折流式潜流人王湿地种植空一屯、菜组置3槽水生蔬菜滤床种植番茄、菱白、番茄各。设,串联景观植物型折一组-1。流式潜流人工湿地种植美人蕉,见表、再力花、常绿鸾尾各3表3--1水培蔬菜滤床折流式潜流人工湿地组合生态系统植物配置ab--T.31rranemtresusutAgenofplantsforhdoponicvgetablefilterbedbafledbrfaceconstrucedwetlandsy桓物配置分类滤床植物潜流湿地植物水培空屯、菜滤床宝气蔬菜型潜流人工湿地二?堂置己空心、米番茄,巳、莱美人蕉甘出空如、景观植物型港流人工湿地空也菜常绿專尾番茄美人蕉水培番茄滤床-°景雜麵潜流人1:湿地25常绿鸾尾番茄是深根型作物,也是茄果类蔬菜中根系较为发达的蔬菜,同时茎部着水可W很快生根。,是较为常见的水培蔬菜试验所用番茄幼苗购自中国蔬菜之乡山""-东省寿光市,品种为欧粉2220号,为无限生长类型的粉红果。平均单果重28021 ̄克,亩产高达000012500kg/667m。产品果大、粉红、果皮光滑无绿肩、肉厚、,适应越夏硬度高、秋延迟,越冬及早春保护地栽培。番茄幼苗株高]〇cm,栽2种密度35株/m,6月底植入,用定植棉包裹番茄幼苗茎部底端插入浮板(挤塑)板小孔内,使其根部全部浸入水中,并用DN15UPVC管做成框架放置于水培槽内用番茄苗长高后的固定。设置6槽水培蔬菜滤床种植空必菜,试验所用空'巳、菜苗为宜兴市大浦实验基地提供,5月底植入,植入局度15cm,抛种,密植。设置6槽景观植物型折流式潜流人工湿地种植美人蕉、再力花,、常绿鸾尾2材料购自上海泽龙生物工程有限公司,每槽植入株髙30cm26n,种植密度.7株A。型折流式潜流人工湿地种植空屯、另货3槽蔬菜菓、费白和番茄,每槽16株,植25cm、30cm、10cm7入株商分别为1,种植密度化.株/m。3丄2试验运行条件水生蔬菜滤床及折流式潜流人工湿地植物植入水槽后进行了一段时间的缓苗,同时湿地通水试运行。待系统稳定运行后开展水质巧化效果及植物生理学指9 东南大学硕±学位论文标的试验研究。水样测定起讫时间为2014年7月下旬至2014年n月上旬,非?雨天每隔23天取样检测。,试验期间,水培蔬菜滤床和折流式潜流人工湿地中的运行水位保持不变分-别为cm45cm组合生态系统运行期间气温条件。10和,表32为表3-2运行期间气温条件-tureTab.31Tempraconditionsdurinoerationeriodegpp月份7890111‘最高气温/C3637302822’最化气温C21201793/°4平均C1913.2/^^^3.2不同植物巧置下氮雜去除效果随时间的变化3.2.1氨氮去除效果逐月变化一tAW。般而言,人工湿地去除氨氮的主要途径是硝化在构造的滤床系统,,和潜流人工湿地中,植物根茎向下发展形成庞大的根系网状结构供微生物附着区。同时基于根际效应形成有巧于微生物进行硝化作用的好氧另外,对于生长速一Vt^率较快的植物,植物吸收也是个重要的脱氮途径。yrnazall挂结了硝化作用,,,的影响因素包括温度,氨氮和溶解氧的浓度,pH值碱度无机碳源微生物56f1,而且,对种群等,温研究发现。其中度的变化对于硝化速率有较大的影响7于低氨氮系统。试验考察了,温度变化对硝化速率的影响比高浓度更为明显’’一?1(温3C37C)不同植物配置下姐合生态系统同月下旬到1月上旬度范围为32m'水力巧荷〇.24m/d条件下氨氮浓度的变化情况。()?3-7.516.5mg/L的范围内波动,从图1可W看出,试验期间进水氨氮浓度在平均浓度l〇.8mg/L。从近5个月的净化效果来看,3类系统平均氨氮去餘率大小->、-排序为:水培空菜滤床景观植物型潜流人工湿地水培空屯菜滤床蔬菜型潜-、流人工湿地>番茄滤床-景观植物型潜流人工湿地。其中番茄再力花系统、空屯+--.1菜-空,。菜系统和空也菜再力花系统NH4N去除率平均值分别达到了59%,〇66.7%和68.5/〇。1Q801JENHEZ3潜流湿化出水-■—組合系统去除牵S3进水^盈蒂茄巧巧化水,.;----TT-716T番茄美人蕉番茄再力花番姑常绿葺尾04_■]-60iT\■T.Min\\i川\illii齡79101189107月8月9月10月U月月8月月月月7月月月月H月时间(a)10 第三章夏扶季不同惶物配置下巧合系統水质净化特齿研巧■-.QQ18厂四进水NH麵早屯?莱滤床出加仰四房菜型潜滿湿化出水迅合系统畑去除确;;^-^--W气菜空‘喊‘陳巧白巧也菜-番茄,II1^^1""。-Avt。hU、诵識誠隆U了巧8月9月10月n月7月8月9月10月U月7月8月9月10月月时间肋1890I進水.奇三31??空屯菜巧巧出水>?EZ3景巧憤巧巧语流巧地巧水里合系巧去除幸.^1^^--■-、]6-\空屯、萊美人蕉空也菜再力花I窜屯菜常绿聋尾撕|\i\j|I-1。,4;、^V.i'\-iI、玉ii\1!1Nl。:。。、■tn1:曼^i;;羣I巧r778日n789011月8月9月1日月II月月月巧1巧巧月月巧1月月时间C()+图3-生态系统对M-1近合iN的去除效果(-、-(a、水培番茄滤床景观植物型潜流人工湿地b、空菜滤床C、空;屯蔬菜型潜流人工湿地;必菜-滤巧景观植顿型潜流人工湿地)--.化0combFi31民emovaleficiencofNH/Nbinedecoss化mgyyya化matoere-consrcedn-.fihbdtutwetladwithmacrohtesb.watersinachfiherbedconstructedwetland(py,p-lanKdwithveetablesc.watersinachflit针bedconstructedwdlandwithmacrohtespg,ppy)各系统氨氮去除率逐月变化规律基本相似一,均随着温度的降低出现了定幅度的下降.10月、11月份进水氨氮浓度下降,去除率的下降仍较为明显。对于悬浮生长生物反应器硝化作用接近于M=+onod关系(nn?、S/(KsS)),而最大比=増长速度与温度的关系可用Arrhenius方程(A-)lnklnEa/RT等拟合,但是对于湿地这类附着生物膜反应器,温度对溶氧扩散的影响使得温度与反应速率的关系更sfn为复巧。因此,各个系统的氨氮变化与温度之间不是规律型的Sigmoidal方程的S型或者线性关系。系统运行初期7月份水培番茄滤床-景观植物型潜流人工湿地氨氮的净化效、率明思低于其他两种系统,这与番茄幼苗根系欠发达有关,空屯菜植入时间相对一较早,加之生长速率快,根系垫层成熟,附着生长了大量的微生物,这阶段空也菜滤床出水氨氮浓度明显低于番茄滤床。各系统较为相似的是,此时潜流基质11 东南大学硕±学位论文、-,再力床层存在大量的吸附位点,潜流湿地的氨氮去除率均较高,其中空屯菜-空屯、4花组合和空必菜菜組合对氨氮的平均去除率分别达到了8.6%和80.7%。8月份和9月份环境温度较高,同时植物生长旺盛,系统逐渐趋于成熟,各系统氨氮的去除率在此期间均较高。一影响硝化作用的另个重要因素是溶氧,组合生态系统前端是充氧单元,滤床系统类似于表流湿地,水体表面直接与大气接触,相较于潜流湿地大气复氧效果更好,为硝化菌提供了良好的好氧环境,试验期间滤床系统中溶氧浓度稳定维2m/L持在gW上,而潜流单元氧浓度相对较低,尽管系统加设了折板改善潜流ss—这与文献报道ti湿地氧环境和水为条件,但是潜流湿地的硝化环境仍较差,一致。另方面,滤床系统的进水氨氮浓度相较于后续的潜流湿地更高,在较低的stw此各系水力负荷区,湿地系统单位面积去除率随进水贷荷的增大而増大,因。统中,氨氮大部分去除主要发生在水培蔬菜滤床中、单就蔬菜滤床系统而言,番茄滤床和空屯菜滤床出水氨氮平均浓度分别为、7.52mg/L和6.26mg/L,造成这种差异的主要原因是空屯菜抛种于滤床中,茎部着水生根,根系发展充分,密实的根系垫层为微生物提供了更大的附着面积,微生物浓度高,同时叶片数量和面积大,相应的根系活力和光合作用强。而番茄为浮板支撑直立生长,根系发展相对较差,同时生长速率相对较慢,对氨氮的净化-。31b、C系空也菜和费白与景观效能较弱对比图中统可知,潜流湿地中种植一植物对氨氮的净化效果并未产生明显差异,原因在于方面潜流湿地并不是氨氮一,的主要去除单元,另方面空必菜和菱白都有其独特的优势巧白根系特征与景,观植物类似-深根且根系发达,而空屯菜生长速率快,且叶片面积火大量研巧+NH-N吸,,表明光合速率大的植物,巧根系泌氧能力强根系影响范围大4,,收快。潜流番茄由于廊道夹在大型景观植物之间光照不足W致生长状况不良去除效率较差。3.2.2总氮去除效果逐月变化,大多数情况下,微生物的硝化和反硝化作用是湿地主要而且长期的脱氮方式w-All-N浓度相对用是主要的脱氮方式。特别是对于NO3较高的进水,反硝化作对于进水巧荷低的尾水处理系统,种植生物量大的植物,通过植物收割也是氮的64[],,温度,主要去除途径。影响反硝化速率的因素包括缺氧情况氧化还原电位wfiH值细菌,有机物质,祐酸盐浓度等。反硝化作用对温度的依赖性p,反硝化’5C时反硝化作用W非常缓慢但是仍可测定的速率进行。试疆较强,在温度低于‘°一C?C纽合生态系统同水考察了7月下旬到11月上旬(湿度范围为337)不同320'力负荷.24m/md下TN浓度的变化情况。()?-29.327.9mg/L范围内波动近从图可知。从3,试验期间进水TN浓度在1436% ̄68平均TN去除率在.0%之间,5个月的净化效果来看,9个系统.净化能、->-'、->、-再力花空。菜空屯>空屯菜空也菜力大小为;空屯菜空必菜菜美人蕉费白-、-W'->-常琢普尾>番茄-再力花>番茄美人蕉空。菜番茄番茄常绿聋尾。除空屯菜滤床-番茄潜流人工湿地11月份个别出水W外,其他系统出水TN均达到了《城—1-2002A标准。影响反硝化作用镇污水处理厂污染物排放标准》(GB1898)级一D浓度,的个重要因素是碳源,暖季试验期间并无外加碳源系统进水平均CO2为54mg/L,即进水C/N仅为左右,植物根系分泌物提供的优质碳源化及基质1W对有机物的吸附具有堇要作用。 ̄之间TN去除率逐月变化不大,经历了潜流湿地各系统,在7月份9月份,同植物生长发育逐渐成熟,微生物大量生长繁殖时根系分泌物随根系充分发展12 第H章夏巧季不巧植物配置下组合系巧水插净化特性研究;由少变多,系统逐渐成熟的过程,?去除率在此期间逐渐升高。各系统中,?去除率峰值多出现于8月份和9月份,8月份温度较高,同时试验在露天环境下进行,8月份降水较多。9,间接减小了组合生态系统的处理负荷月份进水?浓度有所降低,去除率提高。进入10月后期、11月份,受温度降低和植物开始衰败影响,微生物反硝化速率下降,植物根系活为下降,TN去除率出现了不同程度的降低。空屯、TN菜滤床净化效果优于番茄滤床,番茄滤床和空如菜滤床出水TN平一均浓度分别为21.5in/L和20.2m/L.1gg,值得注意的点是,32.小节中两者在出水氨氮浓度上的差值是1.26mg/L,此.3m/L处TN差值为1,即TN去除的差异主要是硝化作用差距引起,从监测的进出水硝酸盐浓度也可W看出两者在摘酸盐的去除上无明显差异。而潜流湿地种植空必菜、菱白与大型景观植物差距不大,是具有可比性的。、菱白根系特征与景观植物类似,深根且根系发达,而空屯菜生长67速率快t3,根系活性高,使得它在净化能力上与根系体积远大于它的大型景观植物具有可比性。番茄是喜光植物,由于种植廊道夹在大型景观植物之间,光照不足致生长状况不良,TN去除效率较差。 ̄40r80:i区乙—-]进水TN里茄滤出水TN潜流湿地出水TN■组合系统TN去除率.?35---番茄-I番茄70美人蕉iIi再力花茄常绿韋尾\、i.T/30■T-iT了/f\I:Tn60■—■n-'A:rik;。I|-如I7月fi月目月1曰月n月7月8月9月10月11月7月8月9月10月11月时间(a)40—80、进水TN圆空屯菜滤宇出水TN四蔬菜型潜流湿地化水TNH1—组台系统TN去除率‘--。、-35-T空菓空屯菓iT空必菓费白T空私菜番茄^70j8了月月9月10月U月7月8月9月10月U月了月89月月I日月11月时间b()13 东南大学硕±学位论文0804I进水TN胃巧I。菜滤床毕水TN^3京观植物型潜流湿地让水TN空3姐舍系统朴去陈驾----美人蕉空心、-35空私莱iT薪再力花空屯菜常绿鸾尾7〇I1‘.■气i八Ti?一.T—^^T5。25lI。|^i^;'y|甘^^20-I三^40#!I化niUL4Mli^-^lilillillilill。,|lp[圓I圓麵圓I.画圓II;7907K1一月1178910月n月月9月0月11月8月月1月月月月月月时间似图3-2组合生态系统对TN的去隙效果---、蔬菜型潜流人工湿地C、空如菜滤床(泣、水培番茄滤巧景观植物型潜流人工湿地b空也菜滤床;;景观植额型潜流人工湿地)-itr巧.32民emovaleficiencyofTNbthecombnedeco巧sengy--consrctedonslru化etandauwetlandwithmacrohtesb.watersinachfilterbedccdwl(.化matofilterbedtpy,p-wctetandithmacrohteslanedwithveetablesc.watersinachfilterbedconstruedwlptg,ppy)3.2.3息禮去除效果逐月变化一过程包括,:沉积,吸附/解吸,沉淀/溶解植物/般认为,湿地中磯的转化,它微生物吸收等。人工湿地的填料是湿地的基质和载体的去污过程主要包括基脚一]直与高的锅,铁含质的吸附和过滤沉淀等物理化学作用。通常,磯的吸附一69’w[],吸量或者巧含量联系在起,对于成熟的湿地系统而言附和解吸间的平衡维持着基质固相和水中磯的平衡,。沉淀指的是磯酸盐离子与金属阳离子如铁。因铅,巧或镜反应,形成无巧形或晶型很差的固体此这些冗素含量局的基质通常会有相对更大的稱吸附容量。微生物的吸收作用是非常快的,但是量级(储存周量)却非常低。因此,微生物吸收也被认为是在所有湿地系统中唯很短的一,生转率作为憐的暂时存储方式。植物根区可吸收部分磯长季节初期(大部分地区是早春,水生植物对碟的吸收率通常是最高的)植物达到最高的生长率之前55[],但,通是对于。与氮类似,进水负荷高时过植物收割磯的去除量是很低的进水负荷低的人工湿地而言可能还是很重要的。-组合生态系统TP进出水浓度的监测结果月平均值及其变化趋势,图33为./L近5个月的净化效果来试蓝期阁TP进水浓度波动较大,平均值为224mg。从、?化.71mL,屯TP浓度范围为化%2.12m,平均值为1g/空菜看,番茄滤床出水g?m。,滤床出水TP浓度0.282.11g/L,平均值为1.38mg/L研究证明植物的吸收和微生物的活动对污水中憐的去除贡献不大,磯去除的主要过程是基质的吸附与一、[?菜密实的,空也般而言,沉降。,果菜需憐量高但是从滤床净化效果来看根系垫层吸附和过滤沉淀作用对碟去除率的提高起到了较大作用。_TP1丄述了相同试验条件下,.23小节中综波式潜流人工湿地对生活污水中去除率商于普通潜流人工湿地。试验中,二级的折流式潜流湿地内置隔板,使得,从而为吸附水流路径延长,各层的基质可W更充分地接触污水水体、固定更多-屯、7 ̄9TP去除率较高。月之间,空必菜再力花、巧的憐创造条件,因此各系统14 巧兰章夏巧季不同植物配置下组合系巧水质净化特性研巧-菜美人蕉-空屯、-、空也菜菜W及空也菜巧白凹个系统的月平均TP去除率均接近于90% ̄,其他系统也保持在70%W上。但是,各系统虽在初期79月份对TP有着较高的去除率,随着运行时间的延长,基质的吸附位点逐渐饱和.吸附/解吸及沉淀/溶解作用逐渐趋近相对平衡的状态,TP的去除率相应下降并趋于稳定。11月份‘-、-、-到,空。菜再力花、空屯菜空也菜W及番茄再力花系统TP月平均去77.6、7%和--除率分别降至%8.365.6%。总体上,空必菜再力花、空必菓美人蕉、-、-y?及空屯菜空屯菜巧白4个系统在试验进水条件下可W达到、空必菜《城镇污—8918-2002)水处理厂巧染物排放标准》(GB1级A标准。而其他系统出水TP一7一、8优于级B标准,月份W及进水负荷较低时可W达到级A标准。TP去除一72[率的进步提高需考虑増加基质富度或投加石膏等强化处理措施]。4.0r100—-,GZ过进水TP胃番茄滤床串水TP巧过潜流湿地出水TP■組合系统TP去陈率;-90■番茄-美人蕉番茄-再力花番茄-常绿鸾尾i^才\-80Ti-3.人\^斗I圓TI■70'|\2-\.5ifit[jTf了Vnf"6。’■;:Tr3陆::多-1.1:誓yhI:副PilljIIII97月8眉月10月11月7月8月9月10月11月7月8月9月10月11巧时间a()401腑励iS扔P圓卽、織刷ATP四臟養麵地&抓四齡_帛亂P去除!到'-空心空。菓空必粟妾白,-..i。9035p_:|i空菓番茄圓■-\80-T3.0;!^II2-。6。5;^?1。[[1E[2?.0t:-tI!U50晏I:r;::II:;%I7巧8月9月10月11巧7月8月9月10月11月7月8月9月10月1]月时间b()15 东南大学硕±学位论文1004■0K口进水TPCT空屯、菜巧床出水T呕23景观桂騎型型潜流湿地化水TPES结台系统TP去除率.'-空心菜美人蕉再力花空屯菜-常绿章尾-9〇35I!■—一.'V■\-抑.i了7■T3。、■1。^III]小n-wi^i[]I[jI。n[]I。f,.':’:::鲁1【;n:i!::》【2。-5。晏:化;Ii;TIIirJI-i1^iIiiiniI9111巧S月9月10月11月7月明9月10月11月7月明月0月月时间似图3-3组合生态系统对TP的去除效果--、b、、空屯;C(3、水培番茄滤床景观植物型潜流人工湿地;菜滤床蔬菜型潜流人工湿地-空屯、景观植物型潜流人工湿地菜滤床)--ssemF.cominedecoti33RemovaleficiencyofTPbthebygy-cean-ieandwmacrotes.wateri口achfilterbedconstrutdwetldaIxmatofilterbedconstructedwtli化,b(.phy邓eeabec-macroes.watersinachfilterbedconstructedwetlandwithtplantedwithv呂tls,pphy)3.2.4撞物配置选择b=、c若只考虑水质净化效果进行植物配置选择,a、类系统中,较优组合、-、分别为水培番茄滤床-再力花潜流人工湿地、空屯菜滤床空屯菜潜流人工湿地和--空也菜滤床再力花潜流人工湿地。另外,空也菜滤床费白潜流人工湿地水质净一,化效果也较优。在进行夏秋季经济作物选择时推荐空也菜和菱白。若考虑进一,水步丰富蔬菜品种,可选择番茄,方面番茄是无±栽培中果菜类中经典蔬菜一益(见5.4)。,可提高经济效小节生适应性好,管理简单;另方面番茄产量高一^进。但是配置番茄时,可适当搭配再力花等大型景观植物^步强化水质净化效果3.3水力负荷对氮巧去除效果的影晌分析3.3.1水力负荷对氨氮去除的影响-选取水培番茄滤床-再力花潜流人工湿地、空也菜滤床空必菜潜流人工湿地和空菜滤床-再力花潜流人工湿地分别作为3类系统的代表。通过控制每姐廊32m'化18.30m、化24、0/d下3道的进水流量改变水力负荷,考察不同水力负荷()-4。种组合生态系统氨氮去除效果,结果见图332’?m.m/d在进水氨氛浓度为9.215.2mg/L的范围内,水力负荷从030()减小+〇〇32-m.abC云NHN去除率分别从44.5/〇、53.7%、56.7/〇到0.18m/d,、、个系统的4()80-再力花潜流人地去除73.7%。a系提高.0%、79.5%和S个系统中统番茄滤床,番茄滤床相较于空甘菜滤床,根系垫层发展不充分率变化幅度最大,原因在于小,氨氮去除同时生长速率慢,使得相应的微生物硝化作用强度和植物吸收速率屯、菜可、率低。増火水力负荷,根际微生物数量大硝化环境好且生长速率高的空,对于滤W表现出更大的氨氮去除潜力,减小水力负荷。从整体氨氮去除分布看床氨氮去除率的提同作用更为明显。16 第H章夏秋季不同植物配置下组合系统水质净化特性研究LS…化…埋麵巧巧出删流出水^巧晶扁+.臣去除宰^^巧巧昧出麵兰水^泣古唐率.芭去陆车jj[P纖^!備10撕0.240.18.0.02如.40.巧2.?,<nd?.水力负.荷/山)/Id水;0负荷()(a)(b)进水M巧巧出水^祀化水A巧床主除车-■总去除审^ilftr<1.00.;S24.3=力向荷??水.(b?fd)(c)+-图34水力负荷对NH4-N去除效果的影响(a、水培番茄滤巧再力花潜流人工湿地、;b、空屯菜滤床空也莱潜流人工湿地C;、空心菜滤床再>J花潜流人工湿地)^-Fi.34Effectof-hdraulicgyloadonNHNremovalja->U>maU)巧terccon(Ibds加ctedwetlandlanteta-pdwihThalidealbatb.watersinacte車phfilrbedcons加ctedwetlandlantedw祉water-psinac:hc.waterinacherp,filtbedconstrue化dwetanta巧ldwihTh扯dea化ata)'、比较空:-、-1菜滤床空屯菜潜流人工湿地和巧菜滤床再力花潜流人工湿地^两个系统,后续的潜流人工湿地中 ̄,再力花根系深〇035cm),加之根系体量大(见3.1小节),基质床层在根系的作用下更为疏松,从现场也可W看出,基,£5cm左右?质被抬高,而空也菜根系浅030cm),,理论上口因此,潜流湿地内景植物对基质氧环境的影响范围及水为条件改;型善更大。但是,空。菜生长速率高且试验基地潜流湿地基质床层相对较浅(45cm),根系深度的影响减弱,在潜流湿地较低的进水氨氮、负荷下,空屯菜潜流湿地与再力花潜流湿地相比,氨氮净-口1化效果差距不大一,见图34bC()、()。另外,研巧发现,水力负荷减小到定程度(或水力停留时间较长),由于容易在潜流湿地形成巧氧环境,氨氮去除率出现不升一,试验反降现象并未出现这种情况。原因在于方面,,基于占地面积问题考虑,试验水力负荷未降至过低,加之潜流湿地床层浅,未出现明显的灰氧情况一:另方面,工艺前端的生物接触氧化单元完成了主要的硝化作用,使得生态系统进水氨氮浓度低、,同时水培蔬菓滤床中空屯菜滤床氨氮去除负荷较高,减低了后续潜流湿地氨氮去除负荷。但是,水培番茄滤床氨氮去除负荷相对较巧,+-这可能是造成图34a的NH-()4N去除率随水力负荷的变化关系中,水力负荷32'32从化24m/mdm.(降低到化18/md时,氨氮去除率的上升趋)()势减缓的原因。17 东南大学硕±学拉论文3.3.2水力负荷对总氮去除的影11向-、试验考察了番茄德床-再力花潜流人工湿地、空屯菜潜流人工湿、空屯菜滤床地和空屯、菜滤床-再力花潜流人工湿地3个系统在不同水力负荷KTN的去除效0.18、0.24、0.30能。通过控制每组廊道的进水流量,将水力负荷分别设定为23'-/d。mm,结果见图35()W进献出魅出水***巧巧去除串.芭去除牵匹C'■苗史挣串3村画巧巧出版Z3卷施出水巧床去除车8040.30040.10,30.20.18.2'z'S?,?B水力员面心-B.d水力巧巧(iid))(b(a))扣BOI1^巧水ra巧巧出水活流出水-A-巧床去除率总去除中'4,。":1一U030018.04.23='水力lram"6巧()(c图3-5水力负荷对TN去除效果的影响、-工湿地菜浩流人工湿地;C、空心菜滤床床、再力花潜流人;b空也菜滤床空屯(3、水培番茄滤再力花潜流人工湿地)-aFig.35EffectofhydraulicloadonTNremovl--nd.waersinachfilterbedconstmctedaomai航tedwithThaliadealbatbttoilerbedconstruUed\v础a车p(.tftpcered-constructedwetaaeaatalandwithThlid化ttersnachc.waterspinahfiltb)wetl細dlantedwihwapi,p32m'?1.m/d减小TO22.L,030在进水浓度为.730mg/的范围内水力负荷从()32〇〇.化〇%、616/64.5〇.〇、/1d、〇;0,a、b个系统的TO去除率分别从到.8m/(m)翼高70.8%、73.3%和74.6%。减小水力负荷,提供更为充分的硝化反硝化作用TN的去除效果a-TN去。系统番茄滤床再力花潜流人地反应时间,有助于提高32'〇mab、C差.3〇m/d,系统TN去除率与除率变化幅度最大,水力负荷在()时空必菜滤床,,W致氮素组成中氨氮距较大,原因在于番茄滤床的硝化功能弱于番茄生长速率相对较慢,对氮素。同时比例较高,反硝化脱氮功能不能充分发挥生物数量大、硝化环境好且生长速率,根际微吸收速率小,在较大的水力负荷下230-去除潜力.18m/md,富的空也菜可W表现出更大的氨氮。当水力负荷减小到()对充分’由硝化3个系统的1^[去除率羞别较小。因为此时的硝化反硝化时间相1^^。反硝化细菌数量?及植物吸收速率引起的差距缩小18 第.三章夏巧季不同植物宙置下组合系统水质净化特性研巧3.3.3水力负荷对总槐去除的影响-试验考察了水培番茄滤床再力花潜流人工湿地、空也菜滤床-空私菜潜流人工湿地和空屯、菜滤床-再力花潜流人王湿地3个系统不同水力负荷下TP去除效能,32'8-设定的水力负荷分别为化1、0.24、化30m/md,见图36()。水力负荷从0.30322mm'm’/d减小到0.^aC(18m(d),、b、兰个系统的TP去除率分别从703%、)〇O78.3%、80.1%提高76.4/〇、88.Q/0和88.5%。可W看出,减小水力负荷,延长水力停留时间,可W提高TP去除效率。30"3〇IUC:1,I|^进化胃巧床出水^语流出水巧床去巧军■?总去栋率进水M巧床出水^窗荒出水巧巧去除军-■-总去除率0.2480.10.化40.20.巧'*2?’水力负巧In■!2?/(I.dd)乂力货?rCin)(a)(b)、-〇广。柏1E3进水麵巧床止水^活巧出A巧氏去段-水军-■总去除军臟ti0032410,0.8’'水々巧巧m.m.dii(c)图3-6水力负荷对TP去除效果的影响3、-‘-‘(水培番茄滤床再力花潜流人工湿地.;3、空。菜滤床空屯菜潜流人工湿地C、空&菜滤床-再力花潜流人L湿地_)F-i.36巨报ctofghydraulicloadonTPremovala.e-contomatofilter(bdstructedwetlandlanted-w她孔aliadealbatab.wat灯inacteredp^巧hfilbconstructedwetlandlantedwihwaers-pttpinachc.watersinac化redcon,ph扫1bstructedwetlandwithThaliadealbata)另外3-6,从图可知,水生蔬菜滤床TP去陈率受水为负荷的影响更大,特别是水力负荷増大时,这种影响作用更为明显。这与滤床结构有关,滤床是通过""一形成密实网状根系垫层充当基质一,方面拦截颗粒磯沉积在滤床底层,另方面附着在根系的微生物及植物自身可同化吸收一部分可溶性稱。另外,水生蔬菜滤床的好氧状态使得系统内可能存在一部分聚磯菌过量吸磯后沉积于池底。从监测结果看,进水中颗粒磯含量相对较低(不到10%),因此物理性拦截沉积作用并不是研究系统的主要除憐机制。较大的水力负荷下,受聚稱菌及根部微生物数m有限的限制,微生物的过量吸憐、同化W及植物的吸收作用无法充分完成。一而二级的潜流人工湿地一,方面进水TP浓度相对较低,另方面填充了基质,19 东南大学硕±学位论文基质可通过Ca、Fe、A1等离子与稱酸盐发生吸附和沉淀作用,这种水体和基质之间的平衡关系在相对体量较大的基质基础上TP一,为的去除提供了个相对更""大的暂存库,通过微生物作用和植物吸收得到释放更新,因化,潜流湿地部分TP去除率受水力负荷影响相对较小。3.3.4水力负荷的选择分析32'整体上,在所比较的S种水力负荷0.18、0.24、化30m/md条件下,水培()-3-、番茄滤床再力花潜流人工湿地()、空也菜滤床空屯菜潜流人工湿地(的、空也+--N菜滤床再力花潜流人工湿地C)H组组合系统的NH4,TN和TP去(除率都一随水力负荷的减小有-定程度的提高。在设计参数的选择上,如表33所示,推荐值主要基于:(1)tU下两个方面考虑受话验系统中基质层厚度有限的影响,碟素和氮素在达到相同标准时所要求的水力负荷不同,TP的达标成为水力负荷选择的限制性因素;(2)对于传统的人工湿地而言,在达到相应的出水标准的前提下,水力负荷的选择需要考虑尽量提窩系统的营养盐去除负荷。,节省占地面积一-但是对于水生蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地而言,由于系统本身是种农业生产方式,从第五章的分析可知,这种生产方式安全且经济效益高,相对于传统农业种植有一定优势,可部分替代传统的止壤种植方式,因此在实际上地面积条件允许的前提下,可适当减小水力负荷,增大蔬菜滤床和蔬菜型潜流人工湿地面积,不受去除负荷的限制。表3-3水力负荷选择推荐值-Tab.33Therecommendationdataofhydraulicload化lection一A标准推荐水力负荷级8标;^推吾水力^荷^^-V(-(mV(mmd)(md)a0.180.24-b日.24c-^3.4氛素组成对氮素去除效果的影巧分析3.4.1氮素组成对氨氮去除的影响试验研究的组合生态系统X艺接纳的是跌水充氧生物接触氧化池的出水,跌?,水充氧生物接触氧化池受温度、充氧形式等各方面因素影响硝化率在60%90%7475’[1之间变化。受跌水充氧生物接触氧化单元硝化效果及反贿化脱臭池反硝一定的变化。试验在氨氮浓度为化效果的彰响,组合生态系統进水氮素组成存在32'?26 ̄29m./的进水条7.4W.Omg/L,总氮浓度为.0.0mg/L,水力负荷024m(d)N〇-cc0.38,04,0.49,0.56,0.63件下,对组合生志系统进水中(3/TN分别在.5)()和化71不同工况下氮素去除情况.4.2小节)进行考察。(总氮去除情况见3—-在总氮浓度基本稳定的条件下,进N,随着c(N〇3>TN比例的提高水NH4()(3-7)NO。浓度降低,3种组合系统对氨氮去除率有了不同程度的提鳥见图c(。-再力花潜流人工湿地./c(TN从0.38增加奎y0.71,水培番茄滤床、空必菜滤床)、-空私菜潜流人工湿地、空屯菜滤床再力花潜流人工湿地的氨氮去除率分别从〇〇35、.、.8%75.3%78.0%。cN〇/cTN0.6.5/。457/〇45.1%増加到61、和进水(3)()在+--HN浓度可达到《城镇污水处W上,水培番茄滤床再力花潜流人工湿地出水N4—-、GB-'理厂污染物排放标准》(189182002)级A标准,而空。菜滤床空屯菜潜、-cN〇TN>.5流人工湿地、空屯菜滤床再力花潜流人工湿地在进水3/c00的条(〇()20 第三章夏秋季不同植物配置下组含系巧水质净化特性研宛件下便可达到同样的标准。-9018p-。----蔭再力花站菓空‘。菜一站菜面力花."+进水細-NL4…巧■口g7。.二6。-環:8粗X:55.宁:/6琴--'i?X=二一A之45-&公-4■/4。■/■35-丄.I■I■I.I■I.I■■II00350400.450.500.550.60065070075...cC(N0;)/(TN)围3-7氮素组成对NHZ-N去除效果的影响+-F-i.37EfectsfnitNHgoro呂enspecieson4Nremoval3.4.2氮素结成对食氮去除的影响so■化I(-一-一一-番茄再力巧^空‘。莱空'。萊▲空屯、菓再为花-一—3275-☆进水TO—一-—is-?^-々々<z公—28__70-^-4A2^^65-^^/〇0-:20P;:2■-■三t-盆-60/16泌?’2:|33/;*1■11>■1-_J1111.__tI45_iQ0.3504004.50.500.550.600650.7日0.75cNO/TNc(;)<)團3-8氮素组成对TN去除效果的影响-Fi.38gEffecrtsofnitrogenspeciesonTNremoval-3-8图可知,在进水总氮浓度基本稳定的条件下N〇,随着c(3/cTN比例^)()的提高-,3种组合系统的TN去除率基本呈上升趋势。cN〇/cTN从化38增(3)()-加到化的,水培番茄滤床再力花潜流人工湿地、空屯、菜滤床-空必菜潜流人工湿地、空也菜滤床-再力花潜流人工湿地的TN去除率分别从46〇〇.6/〇、58.3%、56.4/〇-增加到63.0%、66.5%和的4%N〇.。但是,c(3)/cTN从0.63上0.713()升到组组,合系统?去除率均出现了一巧程度的下降。推測是由于进水碳源有限,使得反硝化作用无法进一步提高,结合3.4.1小节氨氮的变化情况,在此区间,虽氨氮去除率进一步提离,但是进水氨氮浓度降低,去除负荷减小,使得TN去除率出- ̄现了下降现象。总体上,cN〇/cTN〇別乃1范国内组组合生态(3)()在〇变化,3?浓度系统出水均可达到《城镇污水处理厂巧染物排放标准KGB18918-2002)_-一A级标准。另外,随cN〇/cTO比例的提高-(3)(),番茄滤床再力花潜流湿地系统与其他两系统TN去除率的差距逐渐减小,原因在于番茄喜硝酸盐口],尽管在21 东南大学硕±学位论文根系垫层为微生物提供附着载体及生长速率上相对较弱,但是在N(V去除上,番茄滤床与空私菜滤床并无产生明显差异,加之串联的景观植物型潜流人工湿地-ccTN比例的提高,番中,植物根系纵向发展良好,反硝化效果好,故随N&/()()-TN去除率的差距茄滤床再力花潜流湿地系统缩小了与其他两系统。3.5沿程分析—30303030I齡蔵A臟人1測2.,^■--打-0-^0TP2^X■?、-^1-\21^21、。2.1〇、千畑、Hf:个:晏。:三\\N;\\逆\、>:?罢i\罢---1送I,.1.5\\1.55、巧若.-1.2!是-■、-。,:,、g呈^、X、\°_-■066■化66,,-:33,1JI-■_■一____I_._J_I ̄I_I_I_■ ̄ ̄I ̄I ̄ ̄■ ̄00III_I._I__>—I_I_1 ̄._I_i ̄I ̄■ ̄i ̄ ̄■ ̄ ̄I■—D00‘1I.I.00015003.54.0.000501.02.303404.50.5.0051.2.2.53,450.5..1,.5255’把程,m/m巧程(b)(a)视一 ̄口[Si潜流人工湿地P-27?72.—■—TN_4-"2-C-町■92]-21I\\个細;:-8"-。1I\\!■■"15\V基I—-9-人。9呈、\X--。66\-30.3:■3__IIL■I"iII■I.II—■■ ̄〇〇LI_■■0.050004.510152.0253.05.504.5沿程/m(C)-图39TN、NH/、TP浓度沿租变化'-‘-潜流人工湿地b;、空。菜滤床空。棠(a、水墙番茄滤床再力花潜流人工湿地;、C)、空屯菜滤床再力花潜流人工湿地-tt、、ontheath巧.39ivariationofTNNH/TPalgConcenraongp--ceet.waersinachfilterbedconstructedalandantedwUhThaliadealbatbt.tomatofilterbedconstrutdwl韦pp(achered-constructedwetlandwithThaliadealbata恤watersinachc.watersin巧Itb)wetlandlaiUedwp,pp'-。菜试验考察了稳定运行条件下,水培番茄滤床再力巧潜流人工湿地、空‘-3滤床-空必菜潜流人工湿地和空。菜滤床再力花潜流人工湿地个系统在水力负32.化24/md的工况下氮,单組廊道依据水培蔬荷m(、稱营养盐的沿程变化规禅)菜滤床长度和潜流人工湿地折板位置沿程布置8个取样点,分布在程化Om,^3-.5m4m,39。0.0m.5m,3.0,和置处如图所不.7m,L4m,2,2m位,试验单姐廊道表观长宽比为13.3,加之潜流湿地加设折板延长了水流路轻NH/-,3个系统N、TN、长度,达到了推流的条件。从图中所示规律可看出TP基,a本呈现规律性递减趋势。就滤床系统比较系统中的番茄滤床在营养盐空也菜滤床,差距b,尤其是TP的去除较为明显。下降幅度上弱于、c系统中的N-N的去除上弱于滤后段的潜流人工湿地在T、TP的去除上责献较大,在NH/22 第H章夏秋季不同植物配置下组合系统水质净化特性研究床系统。原因同前面分析,滤床系统的氧环境相对更好,同时进水浓度高,氨氮去除负荷相应更高。对比b、C系统,根系体积较大、较深的再力花净化TN、、TP的能力优于生长速率快但是根系相对较浅的空屯菜。无论是滤床系统还是潜流人工湿地系统,营养盐的去除都集中在前端。3乂净化效能综合比较3从图3-10,在0.24m/n户d的水力负荷条件下可知(),夏秋季组合生态系统对22*TN、TP去除速率3.2 ̄4.2/md和0 ̄*N去除速率分别为g).33045/(.gmd)。T较(离,按TN去除比例中70%为反硝化作用,折算出的平均反硝化速率为276m-[5/200mg(d,处于文献报道跑围的窝值区。原因可能是进水氮形态W硝酸)盐为主,3.4.2的研巧结果表明氮素姐成中硝氮比例的提富能有效提高TN去除率。值得注意的一点是TP的去除速率,TP的去除速率均值折算成单位体积量是0.9833m’d‘g/()与文献夏秋季平均值1.085g/md接近,()(只对潜流部分进行比较)220m-.但是单位面积去除速率.44/d(0g()潜流)却与文献值.87g/md相差较()大,原因在于试验潜流湿地基质高度只有0.45m,而文献中潜流基质高度为0.8m,基质接触体积对于TP面积去除速率的提高是有重要意义的,远也肯定了加设折板延长水流路径,对于TP去除率的提高是有效的。另外,系统有部分水生蔬菜滤床,相较于全潜流人工湿地串联系统基质体积减小,但是却没有明显降低整体的TP去除负荷,说明水生蔬菜滤床在减小造价的同时对营养盐的净化效果是可观的。从夏秋季所试的9种系统运行结果可知,潜流湿地对于TN、TP去除的贡献相对较大,滤床系统对于TN、TP去除率的贡献平均值分别为42.2%和44.6%。另夕h滤床系统中,番茄滤床系统TO、TP去除负荷比空也菜滤床系统分别低23%和38%,需要搭配景观植物型潜流人工湿地等营养盐去除负荷大的系统W缩小差、距。潜流人工湿地中,空屯菜、费白与大型景观植物再力花、美人蕉TN去除负荷相差14%左右,TP无明显差别,是具有可比性的。45—'^5CI四滤巧画折板流式潜流人工1「湿地因嘘床圏折板流式潜流人工湿地^國D45—-3-4-50.0國PHHI誦圓胸'^。3-I?/^^5;^3〇吾議Iy—罔琴図同.闕^'':言/.A\A。。泌l%龍%%i%M4i%%%%%%a!心a3blb三bl3cc2c3ala2a3blb2b3dc2c3姐合系统组合系巧(-al’番茄a、-美人蕉-、;2番茄再九花a3、;番茄常绿尊尾bl、空;也菓空屯菜;b2、至屯案叟白、;bl--心番加c'、、-子-'-米;K空L菓美人蕉:c2、空屯菜再力花菓;c3、空。常绿畢尾)-图310夏秋季組合生态系统TN、TP去除速率-F.i310RemovalrateofTN>TPgbythecombinedecossteminsummerandauytumn3刀小结(1)对比水培番茄滤床-景观植物型潜流人工湿地(a)_、空必菓滤床蔬菜型潜流人工湿地b屯、-()、空菜滤床景观植物型潜流人工湿地C兰类系统夏秋季近()23 东南大学硕±学位论文5、个月运行效果,蔬菜型潜流人工湿地对氮磯营养盐的净化效果与传统景观植物型人工湿地是具有可比性的,水生蔬菜滤床对于组合生态系统营养盐的去除也、、TN去是可观的。空屯菜赛白与大型景观植物再力花、美人蕉除负荷相差14%左右,TP无明显差别。水生蔬菜滤床系统对于TN、TP去除率的贡献平均值分3244'别为42.2%和.6%。在0.24m/(ind水力负荷下,夏秋季不同植物配置下组合)22??? ̄TP去.24.2m0.3305生态系统对TN、除速率分别在3/(d)和.4g/d的g如)范围内。32+'-Nm、TN、(2)0.24m/d的平均水力负荷条件下,9組系统的NH4在()—GB189-基本都达到了182002)A《城镇污水处理厂污染物排放标准K级标准。-再力花-屯、-‘。也、-4空也菜、空如菜美人蕉化及空菜空菜、空菜菱白个系统在试TP可达GB-)验进水条件下到《城镇污水处理厂污染物排放标准K189182002一-TPA级A标准,其他系统前期出水浓度优于级标准,运行后期出水优于一一级B标准。TP去除效率的进步提高需要加大潜流湿地基质高度。3232-m-ma〇;)0.30md0.18m/d,、b、个系统的(3水力负荷从《)减小到()+-NHN别从44.....7%TN4去除率分.5%、537%、567%提高到730%、795%和80;74.6去除率分别从52.0%...8%、73.3%%TP去除率、616%、645%提高到70和;〇%和.570.3%、78.3/〇、80.4%、88.0%。分别从.1%提高到7688-+4ccTN-N()在总氮浓度基本稳定的条件下,随着(N〇3)/()比例的提高,NH4N〇-ccTN0.380.63,和TN的去除率均有显著提高。()/(从增加到水培番茄滤3)-、-床-再力花潜流人工湿地、空屯菜滤床空也菜潜流人工湿地、空心菜滤床再力花.5潜流人工湿地的TN去除率分别从46.6%、58.3%、%.4%增加到63.0%、66%和69.4%。(5)单组廊道表观长宽比为13.3,加之潜流湿地加设折板,延长了水流路+TN、NH、TP浓,。度的沿程变化看a系统中的径长度,达到了推流的条件从4空屯、TP的去b菜滤床,番茄滤床在营养盐下降幅度上弱于、C系统中的尤其是+-N,。TN、TP的去除上贡献较大在NH4除,差距较为明显后段的潜流人工湿地在,的去除上弱于滤床系统。无论是滤床系统还是潜流人工湿地系统营养盐的去除都集中在前端。24 第四章冬春季蔬菜筛选与水巧净化恃性的比较研巧第四章冬春季蔬菜筛选与水质净化特性的比较研究4.1概述冬季低温条件下,大多数植物开始进入休眠期,传统的湿地植物芦韦等出现。地上部分枯萎现象,根系活力大幅下降,导致根系微生物代谢活动微弱人工湿。基于地在露天环境下污染物净化效率降巧,表流湿地甚至经常会出现结冰现象上述问题,需考虑人工湿地冬季保温问题。4丄1塑料日光温室-冬春季,在试验的12組水培蔬菜滤床折流式潜流人工湿地串联系统上建设64-)。个塑料大棚(图1,大棚用UPVC管做骨架,上覆塑料薄膜,扎带固定大 ̄.,,棚跨度1.68188米,长度2米,顶部形成拱形脊高1米。长度方向上每隔0.5米从脊梁上竖直悬挂边长15cm混凝王棚块,増加大棚重量,抗风。大棚为组装式结构。,建造方便,并可拆巧重复使用图4--1水培蔬菜滤床折流式潜流入工湿地串联系统温室结构图--F.i41巧ctureofreenhou巧forauaticveetablesfilterbedbafledconstructedtlgweandgqg4.2试验植物及其配置.1冬春季共运斤12組-水培蔬菜滤床折流式潜流人工湿地组合生态系统,设置4种蔬菜组合模式,每姐设3个平行。蔬菜品种包括水芹、豆瓣菜、商嵩菜、生菜、窝音W及雪里蔡,前三种可收割多巧。豆瓣菜喜冷凉、湿搁的环境,生长特性与空也菜、水芹类似,茎部中空,,,浸水茎甸氨生长节节生根多分枝,作独立考察。生菜、窝宦均为菊科窝宦属,根系浅,与水芹搭配配置。生菜为水培经典蔬菜,置于水培蔬菜滤床槽,串联折流潜流湿地种植水巧。窝宦茎巧高,有基,置于潜流湿地中质支撑更利于其生长,前处理滤床配置水芹。簡高菜亦属菊科,5c苗高m左右,,1即可采收抬去嫩梢后,促进侧枝再生,配置于潜流湿地,前一段预处理滤床种植雪里謀,雪里讓为芥菜的种,是中国著名的特产蔬菜。因此,----形成的4种搭配模式分别为;豆瓣菜豆瓣菜、生菜水芹、水芹窝宦、雪里藻筒嵩。试验所巧豆瓣菜、生菜、窝宦、茵島菜、雪里誤于10月中下旬在湿地西侧空地撒种育苗,水芹为宜兴大浦实验基地提供。滤床内生菜、雪里鷄采用浮板栽25 东南大学硕止学位论义245,,植,种植密度株/m种植方法与水培番茄滤床类似用定植棉包裹番茄幼苗茎部底端插入浮板(挤塑板)小孔内,使其根部全部浸入水中。豆瓣菜栽植密度2一50-穴/in,每穴桓34株,每穴保留定的叶片数量,茎部穿过小孔着水便可生出白色根须,。,茎部蔓延生长,会不断生出白色根须发展成熟后叶片极为浓密-X潜流豆瓣菜、水芹穴距0X15厘米,毎穴植34株,荷嵩菜穴距1015厘米,1一?2X15厘1每穴植1株,窝宦穴距10米,每穴株,待幼苗在基质中经历段时间缓苗后。,可适当动态调节水位,促进根部向下纵深发展4丄3试验运斤条件塑斜日光温室于20H年12月16日搭建完成,之后开展冬春季水质净化效4220154,果及植物生理学指标的试验研究=起讫时间为201年1月下旬至年月 ̄非雨天每隔34天取样检测。试验期间,水培蔬菜滤床和蔬菜型折板式潜流人工0cm5cm湿地中的运行水位保持不变,分别为1和4。运行期间外界气温条件见-室内温度提升幅度较大41,内置的温湿度表,由于加设塑料日光温室,白天温‘ ̄l〇25C计监测到的冬季白天温度稳定在,夜间温度维持在零摄氏度W上。4-表1运行期间气温条件b-iTa.41Temperatureconditionsduringoerationerodpp月份121234'’^C18ll最高气温15n/’最低气温C-3-4-304/°平均C6.5710乂116/^^4.2不同蔬菜最置下氮巧去除效果随时间的变化4.2.变化1氨氮去除效果随时间的一试验考察了蔬菜滤床-蔬菜型折流式潜流人工湿地在同水力负^化24324-2m巧示。/m,进出水氨氮浓度及其去除率随时间的变化如图(啼下—10:04;1I----■进水.......滤床出水潜流出水*滤床去除率*总去除率!■-'0;9■"-i807。-1。?^J..尸....,KyN7V試A*"台*含*/-W/A;//\/i¥40帯6-?V'|八{畔!I"-▲▲4-A.▲^。\A.U米I▲'I'.--'\严▲4A-Ai10-2iiii::0i13412月1月2月月月时间a()26 第四章冬春季蔬菓筛选与水质净化特性的比玻研究:411:;100I■进水秦床出水....—米一_々一j出永总去除率^雄床去除率;-90:■-12:>■。-107。。■I/f人圳\八:.**J.-60少\宇\\i一.°o...-*-■〇/。;50;是:i'/\〇iS^玄-406*.iiII.塔。.。.叫V▲Y/!V一47*…A2。;/..a..:\L小,;.,Ib-化1乂 ̄ ̄-^乂一乂乂ii.\‘^■Jl‘i.1 ̄.1012月1月23月月4月时间脚'14—‘■,]〇0;II?■进水滤床出水…▲’…潜流出氷-來--々-.據床去除率|总去除率■-90!■。 ̄々."。.-‘_…'\立/〇1。;i70\/心\:i\"/一-.60|\.琴!等卢/严\K置米\某5々6-乂。*/苗養.一‘\。.,L觀/u.4,i。'°。4-A■;iV..'AiA.-2。主\L*r>i八,/-:2-10尸ii::]〇12月1月2月3月4月时间似27 东南大学硕±学位论文■1014■0;:一-一-■进水0滤床出水A潜流化水*滤床去除率*总去除率.■-9。-i\?.-■1…2■;■-80-i〇〇……口■'?_70J0。'.■广々々J\i;00.?/叫*s-iii.气iI**/'-'?AA-.;洗*!/>r〇,/V'-'4*.▲-;■■■A■0‘*;W/\2;/i**"""-*2千ii^*/Iiii:021月1月2月3月4月时间仰-图4-2组合生态系统对NH/N的去除效果---湿地(a.昆瓣菜滤床豆瓣菜折流式潜流人工湿化:心生菜巧床水芹折流式潜流人T:C--).水芹滤床窝宦折流式潜流人工湿化:d.雪里謀滤床商島折流式潜流人工湿地--巧emF.leficiencofNHNbthecombined6COi42RemovayZgy巧-aaercress灯e-edC.afeedbafledCWlantedwi化lantedw她watercressblachcasativiltrb.wtfUtbdbaflW,p(p--ae孤eettucedennecfl.o化erbmustardfilterbedbafledCWwater.waterfennelfilterbedbdCWitdwi化l,fl,ppanedwcrowndaischrsan化emumplti化y)y-9 ̄。由图42可化试验期间进水氨氮浓度在.3812.79mg/L的范围内波动从-NH/N净化效果来看,新的蔬菜幼苗植入,系统微生物各系统逐月的,口月份+NH-N,4数量减少,加之温度的影响使得微生物活性相应降低各系统均出现了+净化效果短期下降的情况H-N去45% ̄52%之间。进入1月份后’随,N4除率巧着蔬菜滤床根系垫层的初步形成及潜流湿地内蔬菜根系向下发展,微生物的生"--N去除NH,1月底除雪里戴滤床荷高长环境得到了极大的改善,4率向上攀升+H-N去除率达到80%W上。折流式潜流人工湿地之外,其他系统N4+^H-N的,对比不同系统可苗看出,前段蔬菓滤床系统中水巧和忌瓣菜对N430,去除率在%^,有良好的通气组织为硝化菌等好氧?上,原因在于两者茎中空,微生物提供良好的生长环境,同肝茎着水即生根发达的网状根系为微生物提供NH/-N去除率在25%左右。潜流系统更大的生长附着面棋。而生菜和雪里讓对+NH-N的。各姐合系中有类似规律,水巧和豆瓣菜对4净化效果优于商高和萬宦+->>>dH。总,统对NN去除率大小依次为:abc体上由于塑料日光温室的保温4+生态系统对NH4-N的净作用和潜流湿地内设折板对水力条件的改善作用,组合+-N平均去除率在60%左右。化效果在进入寒季之后并未出现明显的下降,NH44.2.2总氮去除效果随时间的变化一试验考察了蔬菜滤床-蔬菜型折流式潜流人工湿地在同水^负荷化2432-mm.TN浓度及其去除率随时间的变化如图43所示。/d下,进出水()28 第四章冬春季蔬薬筛选与水质净化将性的比较研究;端::I90A_々_进睾谭宋出水潜流出沐巧床去除率总去.!--32:;\80■I宁-24*0々.?.-60i:\\\/o'/。'。。。-心‘:I/r>/怎i。/-。16--?i/^|扭衣J尸s-VAAVI/\一yiti产*‘-8/-2。K!-4!i、/;I1^^i^〇]〇12月1月2月3月4月时间(a)—;地r;;:90?……-■进水〇-▲…一*-一&-.i趣床出水潜流出水浊床去除率i总去除卓-32-;■i80;.。28.。H.■7。/V/:H::g*'\.WV乂V>专声户\A;.^*八\.8*-/V^\iV2。U、:4i。F^i/\;八II^?L-i0:1:1_J012月1月2月3月4月时间(b)——■—■36〇I〇'…■-口‘一*———■进7J滤床出水潜流出冰滤床去除率访息去除^*率.8。■'女JUf\\;一■■妇■■-70;■5''i;■,■、/’-。...。-L.乂Y\\\lJ8**-2。/\I\1.‘i4一■…^!I、/I2]月!月2月3月4月时间似29 东南大学硕±学位论文巧—_曰….A..潜流去除舉*总去嗤率进韦辞床出水马水蜂床.?-832Uii'iBi‘Q■i;;:■'-VA.〇vAiir〇l/\/々..\'*V■5IJ\龄、./iV/立占■一IWkiA^*^/.2。8^;;尸\/■:iI■*'='0o口月1月2月3月4月时间d()图4-3姐合生态系巧对TN的去除效果-b-(a.生菜滤床水芹折流式潜流人工湿地.豆瓣菜巧床岳粥菜折流式潜流人工湿地:;-)C-.水巧滤床巧居折流式潜流人工湿地d.雪里誤筒高折流式潜流人工湿地:-nedosstemF.iciofTNbthecombiecig43Removaleffencyyy--edafledanedwi化.waserededantedw她watercres武b.la沈casalivafilterbbCWltatercresfiltbbafflCWlp(p--mustardfeanweuce.oherbilterbedbafledCWwarennec.wa巧rfennelfilterbedbafledCWltedithltt,dttfl,ppamedwi化crcnvndaichrsan化emuml巧)py-?43可TN浓度在23.333.8m/L的范围内波动。从由图知,试验期间进水gTN净化效果来看12,各系统逐月的,同氨氮去除规律类似,月汾新植入的蔬菜TN净化效果较差,加之温度的幼苗根系微生物数量少,尤其是蔬菜滤床系统,影响使得系统内原有微生物活性相应降低,各系统均出现了?净化效果短期下 ̄49TN去除21.0%,.5%之间。进入1月份后期蔬菜滤床根系垫降的情况,率在层充分形成,潜流湿地内蔬菜根系向下发展,加之日光温室保温效果较好,微生物的生长环境得到了极大的改善,TN去除率向上攀升,1月至4月期间,各系统?去除率逐月平均值都保持在45%W上。,?的平均对比不同系统可看出,前段蔬菜滤床系统中水芹和豆瓣菜对生长附着面积,同去除率在22%W上,两者发达的网状根系为微生物提供更大的时根系分泌物提供了优质的反硝化碳源。从现场也可看到,蔬菜滤床底部形成一生命活力巧盛。而生菜和雪里聲由于根系了层底泥,水芹和豆瓣菜叶片浓密,左右。后段的蔬菜型折流,8%特征与前两者不同,TN去除率略低平均去除率1TN之,窝营和商嵩羞异不式潜流人工湿地中,水芹的净化效率最高,豆瓣菜次湿地中基质床层给蔬菜生长提供了良好的支撑作用,蔬菜生长状况良明显。潜流好一是前端蔬菜滤床净化差异引起的潜流湿地进水,造成净化能力差异的因素TN负荷不同源的能力。豆瓣菜生,二是各蔬菜根系活性及其为系统提供优质碳__,,长速率快,在向下的延展受到限制,但是根系细弱潜流湿地基质的阻挡作用下。而水芹根系相对粗硬,根系影响范围相对更广-3N的去除贡献除水芹滤床窝宦折流式潜流人工湿地外,其他个系统T都-’是潜流人工湿地大于滤床。水芹滤床窝宦折流式潜流人工湿地的个例说明了一方面,使得其与拥有厚度,水芹发达的根系垫层提供了充足的微生物附着面积一工湿地具有可比性,更大基质层的潜流人,另方面水芹滤床相较于窝宦折流式30 第四章冬春季蔬菜筛选与水质净化特性的比较研究泌的小分子有机物碳源都是更潜流人工湿地,无论是进水碳源,还是植物根系分>>b>d。总,塑为充足的。各组合系统对TN去除率大小依次为:ac体上料日光温室的保温作用保证了蔬菜滤床W及蔬菜型潜流人工湿地冬季植物生长良好,同时为微生物提供了更好的生长环境,对TN去除效果起到了明显的改善作用,姐合生态系统在进入寒季之后对TN的平均去除率在50%左右。4..23总磯去除效果随时间的变化一试验考察了蔬菜滤床-蔬菜型折流式潜流人工湿地在同水力荷化2423.-mm44。/(d)下,进出水TP浓度及其去除率随时间的变化如图所示i5190.0I‘进水0?-A…-潜流肪K-擁床去除率-*-总去除率谓床出水i册。。々-4,5\\:.八々-1。.:.0\八\V卢。60:。i\?35//\-。-、4。葦'\J\j、1龍\]|i**如-/^^h■HS2.0\\厂yV營'.■:-〇0:日日*--■1。/...‘'-▲乂0.己▲-—20乂|I''i*^0.0如。月1月2月3月4月时间(a)5.0;;!撕I1[?.一———■进水0.滤床出水…潜流出氷業浊巧去隙率*总去云1!%穿,。6。4-/^\Ai厂H/KK。/5。3.5WA-。^;^/I!■-一3'.0■■*91/以/又I户\%-:V%.〇.r.\fi;!.窝、''又I/■10巧\〇!-°〇'。。。00-0i.1■▲A..'A-":'ilnU.。▲--▲。A.-AA...;:AA10o▲i:;-'0.5AA--0i2■^=0*■'—■' ̄-03日12月1月2月3月4月时间b()31 东南大学硕主学位论文5.0:90:;I■一一'■…进水?〇…滤床出水-A-潜流山水據床去除率々总去除率■。如。-4.5i置:々-;:;1/70-:::\IAd-3.。.;兰羣I受V嗜A:4入/\'...■■-*為■如2-.0/rM'V:!1\'读\/-?,■?…?:/./1.y'|。\i。。。>''.■S'.'〇i^。。■。..0-,''气2:〇i0iji^-A-,I10■'心A''AA0^.5化-20;r1^^*-[日.03021月1月2月3月4月时间似05.。7一.....A...--一々.'■..进水〇床出水港流水*捧床去陈章总去除率[裤j--.601.5;i:I々’‘右/;\、义i-々々-加4.0\ifi\:>\/、/-3-、40-5/々>\;\;;/一一*-☆?303;!.〇十,II;g\I、.'--i20■S2.51一\i严S命?*'I打■龄-…20尖![曰./。馨""。口\.策.._-'''〇Q1.5^立iiA-〇??0-■i?A:▲..*‘.?-...…。.’.。>L/;和',t‘;*1*i""--2如0i.5iI;if300.0241月1月2月3月月时间州图4-4组合生态系统对TP的去除效果--b.生菜水芹折流式潜流人工湿地;(a.豆瓣萊滤床豆瓣菜折流式潜流人工湿地;滤床-)-.C.水芹滤床窝宦折流式潜流人工湿地;d雪里燕睛嵩折流式潜流人工湿地--■化ecombinedecostemF.emoleficiencofTPb巧i44民vaygy-dw地eed-aedamed.achcasativafilterbedbafledCWlanteawhhwaterc化ssbl.wa化rcressfiltrbbflCWl,pp(s--afledtar扣记rbedbafledCWwaterCWlantedw地lettuced.o化erbmudwa打ec.fennelfilterbedb,terfenl,pprsantemumplantedwi化crowndaisychh)y9mL0 ̄.7/。试验期间.942.98m/L的范围内波动,平均浓度1g,进水TP浓度在gTP〇.74mg/L,0.85mg/L,0.82mg/L3、b、C、d四个系统的出水平均浓度分别为bc出水TP浓度都表现出了m,a、、、d四个系统和O.Wg/L。尽管蔬菜配置不同。可U推测,此时基质的吸附位点渐趋相似的规律,即主要受到进水浓度的影响、,尽根系深度及体量的差别导致根馆和,TP的吸附速率减小管植物生长速率TP去了一定差异,是总区效应及植物系统效应的差别,不同系统除效果出现体上各系统对于TP的去除能力有限且相对稳定,因此出水TP浓度主要受进水一2,所’生长WTP浓度影响。试验所试批次的水芹直到月初状况都不是很好初期b、C系统的TP去除率与a系统差距明显。但是从2月中下旬’气温回转W32 第四章冬春季蔬菜筛选与水质净化特性的比较研巧TP去。a、b、后,水芹生长态势良好,b、C系统的除率迅速攀升总体上,冬春季TP一c系统的出水浓度可W达到》级B标准,《城镇污水处理厂污染物排放标准d系一步强化,TP,统TP去除效果需进。相对于氮素去除效果去除效果并不理想因此一TP出,为进步提高,在不改变水力负荷的前提下,增加基质厚度水标准、投加工业废料吸附剂将憐素带出系统或者考虑基质的再生手段是有必要的。4.2.4植物配置逸择冬春季,塑料温室的保溫作用丰富了可供选择蔬菜的品种,水芹、豆瓣菜都。在实际生产应用中是较优的供选品种,可考虑不同无±栽培蔬菜与己验证水质净化效果好的蔬菜水芹、豆瓣菜等的搭配种植,使得蔬菜品种选择多样化。特别地,对于TP去除要求较高的系统,可适当提高水芹的配置比例。4.3水力负荷对氮稱去除效果的影响4.3.1水力资荷对氨氮去除的影响4种蔬菜组合模式每组设3个平行,通过控制每组廊道的进水流量,将水力32负荷分别设定为0824m?.1、化、化30/m,不同水力负荷下各组合生态系统氨(巧4-氮去除效果见图5。一4-5可W看出从图,水为负荷的变化对各系统氨氮去除效果都产生了定影3232'm'响。水力负荷从00m/m.1、.3d减小到08m/d,图中a、b、Cd四个系统()()+-54N.2的NH4去除率分别从%.7%、64.9%、%和43.4%提高到82.6%、84.7%、71.9%和60%。.9减小水力负荷,延长污水在系统中的停留时间,提供了更充分+的硝化反应时间-,也使得基质和植物根系对NHN的吸附。4、吸收作用更加充分+-因此,NH4N的去除率随水力负荷的减小而升高。但是一,各系统由于蔬菜配置的不同,水力负荷变化产生的影响存在定的差+一异-N去。前段的蔬菜滤床,NH4除率随水力负荷的变化关系都近乎是条直线。水芹的净化效率最高,豆瓣菜次之,生菜和雪里蔑较差,挂与前两个滤床系统中蔬菜根累发达及其相应的根际氧环境好,微生物数量更大有关。蔬菜滤床系统中+微生物数量小的在高水力负荷条件下-,接触反应时间不够,NH4N去除率化,而微生物数量大的滤床系统在高水力负荷下可W表现更高的去除负荷。当水力负荷减小时,接触反应时间相对充分,由于微生物数量及氧环境造成的差异减小。+送就造成了去除率较低的两种蔬菓生菜和雪里謀的NH4-N去除率与水力负荷的关系中直线斜率更大,即受水为负荷的影响越大。后段的蔬菜型折流式潜流人工湿地中,水芹的净化效率最高,豆瓣菜次之,萬宦和商富较差。潜流湿地中为缺77氧状态[],摘化作用强度低,较高的水力负荷下,除水芹外,其他各蔬菜型折流式潜流人工湿地的氨氮去除效果均不高。随着水力负荷的减小,水芹和豆瓣菜潜流湿地的氨氮净化效率有了显著提高,窝宦潜流湿地变化不明显,筒富潜流的去除负荷甚至出现了下降。从现场植物生长状况看,水芹根系发达,豆瓣菜次之,两者的叶片面积和生长速率也较高,因此,其光合作用强度、根系泌氧能力、水为疏导作用更强,相应的微生物数量大,能更快的转化利用基质吸附的底物(污染物),使基质较快恢复吸附活性,这些综合效应极大的促进了水芹、豆瓣菜滤床及潜流湿地氨氮净化效果的提高。33 东南大学硕±学位论义进水巧巧出水港流出水-A-巧床去除串-■-总去除車出才;含沉出水A巧巧丈除全苗去除全,巧床t一■//?SB03【-W0a0().24018.0.化3’'?i?水力员巧m水力负荷五正<1/如d),>(a脚()W"1490II|1--^进化?巧巧出水^苗流L话去除牽^说水誦滅宋出水^苗庆出水-A-i水巧巧去除车?巧床去除串总去挣生HH0.300.240.1800〇.,30.24巧,:!。m?中???d水力6商田d水々巧荷/()/U)d似()+图4-5水力负荷对NH-N去陈效果的影响4-C--b.水芹滤床窝宦折豆瓣菜折流式潜流人工湿地.生菜滤床水芹折流式潜流人工湿地:(a.豆瓣菜巧床:d-)流式潜流人工湿地.雪里蔑商富折流式潜流人工湿地:--ovalF.5ffectofhdraulicloadonNHNremig4Ey4-dw化-b.casavateredbafledCWlantea皿tedw地watercresslachtifilb(.watercressfilterbedbafledCWi,pp-afledCW-aneetuce止otherbmustardfilterbedbc.Wnne纽terbedbafledCWltdw化lt,waterfenn吨iterfelppantwithcrowndaischrsanthemumpledyy)4.3.2水力负荷对总氮去除的影响32试验在平行条件下考察了水为负荷分别为化18、化24和0.30m/(md)的进-?去除效水条件下,4种不同水培蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地组合生态系统果见图4-6。-。4-6可知TN去除效果都产生了定影响由图,水力巧荷的变化对各系统3232.'0m的TN0md.18m/d,图中a、b、C、d四个系统水力负荷从.30m/(减小到())〇〇73〇..1%77.1%、72.2/和639%。.8/〇、58.4%、:59%提高到、去除率分别从巧.5%和55.4,减小水力负荷,延长污水在系统中的停留时间保证氨氮有充分的时间发生硝化+—也使得基质和植物根系对NH4、N0,3作巧,同时提供更充分的反硝化反应时间的吸附截留、吸收同化作用发挥得更加充分。因此,?的去除率随水力负荷的减小而升商。一。水各系统由于蔬菜配置的不同,水力负荷变化产生的影响具有定的差异32.去除率差异不大。力负荷为0.30m/(md)时,各系统水力停留时间均不充分^_一TN去。,豆但是豆瓣菜和水芹在水力负荷减小时,除率的提升幅度更大方面,瓣菜和水芹滤床系统根系发达及其相应的根系活巧强’微生物数量更大较长的34 蔬菜饰遗与水质净化恃性的比较研究.第四章冬春季一,水力停留时间反硝化作用得到更充分的发挥;另方面水芹和豆瓣菜生长习性,,不同于其他蔬菜,茎部着水生根,使得它们对营养的吸收能力强生长速率快水力负荷对其生长速率的影响不明显,而雪里薦等蔬菜随水力负荷变化表现出明显的正相关的植株高度差异。随着水力负荷的减小,水芹、豆瓣菜和窝宦潜流湿地的TN净化效率有了显著提高,筒嵩潜流湿地的去除负荷变化不明最。MiEP03DU別比孤.C.化04018.2’>???—'?水力巧窗田fi(田dT<0/(d)/水力负巧(a)b)(M巧水^^巧巧*A防。馆茄化才巧水抵乐出水云除车-■-总去除宰#1.A巧巧去媒垄■总去巧走么过巧流巧水巧床.titytw<?-300180.300C24.240.18;2'=’2水力6巧A?.?■nnd)水力受巧■bd()似州图4-6水力负荷对?去除效果的影响--(a.豆瓣菜滤床豆瓣菜折流式潜流人工湿地b.生莱滤旅水芹折流式潜流人工湿地;;C--.水芹滤床葫巧折流式漫流人工湿地d雪里韻荷嵩折流式潜流人工湿地):-F.i46Efectofhdrmdicload0。TNremovalgy-a.watec化ss-rfilterbedbaflledCWlantedw恤watercressb.lachcasativaflit灯bedbaffledCWlaned(p,twithpwater-fennec.wat灯enneere-l,flfiltbdbafledCWlanledw她!ettuced.otherbmustardfilterbedb姐ledp,CWpplantedwithcrowndaisychrsanthemumy)4.3.3水力货荷对总槐去除的影响4-m,如图7在TP平均浓度为1.97g/L的进水条件下,水力负荷从0.30322'3mm01./(d)减小到.8m/md,a、b、C、d四个系统的TP去除率分别从50().4%、〇〇47.9/〇、49.6%和36.1%提高到68.9/〇、75.3%、71.5%和45.1%。可看出,减小水力负荷,延长水力停留时间,对于TP去除效率的提高是有意义的,而且不同植物受水力负荷影响TP去除效率变化幅度不同,水芹滤床(C)和水巧潜流人工湿地(b)的TP去除负荷较高,并且较低的水力负荷下,去除优势更为明显,这是由于试验进水稱负荷较低,植物吸收对TP去除贡献相应提高,水芹对TP的吸收速率快..,见532和5.3.3小节,加之根系垫层发达,对于系统特别是滤床部分TP沉积和微生物同化吸收都有促进作巧。35 东南大学硕七学位论文■25r化IW励iS獅娜出龍A水A齡.肖4除革因巧個巧品宿祀7顯出水A巧床去除车去亩去"[叫jiSIBB30C.0.180002403刊018’;?■?,?.扣口d仲d)水力々巧八)水刀货巧a(b)() ̄""50.—泌2.52;5III迟水巧巧出水^谊流-A-巧巧去肾牢-■-总去除军^巧水M淀床化水^拒流出水巧巧去除车总云巧幸-iiASBM00.18.00240.IS.300.2403。>:?-?->、力‘md圧口d:|巧巧伸)水力6巧,()c(d))(图4-7水力负荷对TP去除效果的影响.-b(a.生菜巧床水芹折流式潜流人工湿地;.豆瓣菜滤床豆瓣菜折流式潜流人工湿地:-C-窝宦折流式潜流人工湿地d.雪里蔑筒嵩折流式潜流人工湿地).水芹滤反;-lF.fectofhdra山icloadonTP"movaig47Ey--anedw化a押edba巧edCWlantedwi化awatercressb.lachcas地vfiUb.waercressfltobedbafledCWlt,pt(p口uceed-aeder-.otherbmustardfiberbbflCWwebedb細edCWlantedwUhled抽rf畑nel,c.waterfennelfiltp,p化tcrowndaichrsan化emumi処dwih巧)py4.3.4水力负荷的选择分析32'-18/md条件下’豆瓣菜滤床、化30m在所比较的兰种水力负荷化、化24()--a,窝宦潜流人豆瓣菜潜流人工湿地,生菜滤床水芹潜流人工湿地炸)水芹滤床()+-TP去工湿地-d4N,TN和C,雪里鶏筒嵩潜流人工湿地()四组组合系统的NH()除率都随水力负荷的减小有不同程度的提高。罔夏秋季,在设计参数的选择上,TP的达标是水力负荷选择的限制性因素,a、b、CH个系统推荐水力负荷化24一32一.。md致。d步优化/m,与夏秋季保持系统的蔬菜配置需要进()4.4氮素组成和巧源对氮素去除效果的影响4.41.氮素组成对氨氮去除的影响冬春季试验模拟进水凯氏氮浓度4〇mg/L的情况下,扣除反硝化脱臭池去除-+ ̄NH分别70%80%,对cN〇/c40?15m/L的硝)1g氮,选取硝化率段进行研巧(3)(44.24(.小1.61.四姐工况下氨氮去除情况总氮去除情况见1.201.8,684在,和节)进行考察。36 第凹章冬春季蔬菓筛选与水质净化特性的比较硏究*卵?148014II'一■-去除率■一主-水瞎率.区3进水滤巧出水巧流出水^过进水控^滤床出水潜流由,..7。7。-。。;.同-/S。一?—。-一"-iI3’固1历3—节园-3-心jV%>8幕fi专、因\\.-.4。40渣巧貪J家、令呵\岡\\驾11tlirl^IlLr2化1M12016684101481..1.48.1.cNOcNO/cNH/cNH()()()f)/;/;ab()()H-80M?〇rI进水&法床出水ES3潜流出水一■—去除率^进水M滤床出水区3潜流出水一?-去除率.■-7070-口-12■、■./6。?■甜—?^-/.01。■LI圆目同/§-。。一一S■一■?5一一1||囊I'?霉麵!I園緣麵園旷---ILI4-II|II1II,1|IIj議IIUrliIIIf1841.201481.化14816614.120..8——''cNO/cNHcN〇ycNH()()(^)(,3似佩+图4-8氮素组成对NH-N去除效果的影响4(a--.豆豆瓣萊折流式潜流人工湿地b.生萊滤床瓣萊滤床;水芹折流式潜流人工湿地;-?C.水巧滤巧窝宦折流式潜流人工湿地d.雪里鶏商嵩折流式潜流人工湿地);F--i.48Efec怯ofnitroenseciesolNHN化lggpi^mova.watercress巧--aIterbedbaflledClantedwhhwatercressb.lachcasativafilterbedafledantet(W,bCWldwihppwa--terfennelc.waterfennelfilterbedbafledCWlantedwithletuced.oAerbmustardfilterbedbafledCW,p,p化lcowndtlandwihraischrsanhemumpy)y++--N浓度降低从图48,随着cN〇3/的提高,进水NH,可W看出IcNH44a、(:()+b、C、d四个系统出水NH4-N浓度有了不同程度的降低。说明提高工艺前段的+-N出硝化率,减轻组合生态系统进水氨氮负荷,NH4水浓度可得到有效降低。-++N〇NHNH-但是,c(/c4从14N。3)().66増大到1.8,各系统4去除率降低原因在+一于连续流系统中-N浓,NH4度降低到定程度,馈生物、植物和基质在较低的++-NH4N负荷下NH-N,相应的去除负荷降低,虽然出水4浓度降低,但总的去-+一N〇除率难进步提高。另外,随着c/cNH的减小334,、b、C、d四个系统()()-之间NH/。N去除率的差异增大再次说明了,净化效率高的蔬菜水巧、豆瓣菜++-在较高的NH4N负荷下能产生更大的NH4-N去除优势。4.4.2氮素组成对总氮去除的影响试验考察了冬春季不同氮素组成条件下组合系统对TN去除情况,水为负荷32-+'.N〇为024m/md,c3/cNH4设定同4.2.3小,1.201.41.(,8,66)()()节分别为和1.84四个工况。37 东南大学硕±学位论文■—3:1—I8。32r80迪水滤床山水潜流出水一■-去餘率区3进水滤味出水区3潜流出水■—去餘率-化W-.7。^r巧同I因I—一省2-/-iI\II5。丢Iir||||'.。32-I。詳?i亀iIi^iIIIII,\mmmm\\mmmm\:120141.661.20,81.841481.661.8.4cNO/cNHcNOcNH()()(();;y;/a()(b)32———80328。IIj一■_ES3进水区^滤床出水区23潜流出水去除率?区3进水M滤巧山水^潜流出水■—去除率-.化..287网070网口网'?一一-6。.I.6。24\I!\[iI一'--二2。/50--!Iy^?||II/||50y瞩||-'義-说_I别/眠。师i-i旨害MMi晒ii:M;:!MI11:[111mmm\:\mmmmr120184.1.48166.201481-6611...84-cN〇gNHNO/NH(cc>()()()3/;;Cd()()图4-9氮素组成对?去除效果的影响(a--.豆瓣菜滤床豆瓣菜折流式潜流人工湿地b.生;菜滤床水芹折流式潜流人工湿地;C--.水巧滤巧窝宦折流式潜流人工湿地;d.雪里藤荷嵩折流式潜流人工湿地)-Fi.49EffectsofnitroenseciesonremolggpTNvaawatercresstered-baftledantedwhtercressachca-.satvaitereafledanedwhh.月IbCWlhwa,bliflbdbCWlt(ppwaterfenne--lc.waterfenndfilterbedbafledCWlan化dwithlettucedo化erbmustard扫Iterbedbafled,p,CWplantedwithcrowndaischrsanthemumpyy)—从图4-9可WcN〇NH/aTN看出,随着3)/c的提高,、b、c、d四个系统(()去除率基本呈上升趋势,可减轻组。说明合理范围内提高进水氮素中硝氮的比例+合生态系统硝化作用负担,提高TN去除率。但是,cNCV/cNH4从1.66增大()()1.84TN去,TN去除率下降的现象到,各系统除率增幅减缓d系统甚至出现了。L左右N.7原因在于此试验期间,进水COD浓度维持在75mg/,进水C/为2,从4.4.3小节结果可W看出,受碳源限制影响,此时,提高硝氮比例,反硝化作用一强度也难W进步提高-。对于雪里戴商嵩折流式潜流人工湿地在进水浓度降低的情况下其出水TN浓度略有降低,TN去除率还是出现了下降现象。说明系统一运行成熟后定的净化能力,过高的硝氮比例由于系统碳,其对氨氮和硝氮都有一步提高TN去除率源限制难W进,并且有可能使得植物吸收和微生物同化作用+a,随着cN化/cNH4的增大,、b、C、d四得不到充分发挥。另外(〇()个系统之间—TN去除率的差异增大、生长速率快的蔬菜水芹、豆瓣菜对N03。说明根系发达的吸收能力及其对系统微生物生境改善从而强化反硝化作用上有明显优势。4.4.3碳源对总氮去除的影口向一,在这个过程中氮氧化物从生化角度看,反硝化作用是个细菌参与的过程38 第四章冬春季蔬菜筛选与水质净化特性的比较研充是呼吸作用电子传递过程最终的电子受体。电子从电子供体(通常是有机物,但一一并不完全都是有机物)通过几个载体系统到达个氮的化合价更高的形式,紙下才能发生,。因此碳源来说,这个反应需要在有可利用的有机底物存在的条件7813通常是解决TN去除问题的关键。不少学者研究外加低分子有机物1^^及植物生w’sqt物质等碳源形式提島湿地反硝化速率,工艺前端是大深。结合本工艺来看径比升流式厌氧反应器,作为有机物的主要去除单元,在不考虑冬季保温的条件下,,因此进入,厌氧反应受到温度极大的影响势必会引起有机物去除率的下降一生态单元的有机物浓度可能会有定的提高。WM^化水M化巧出水^巧流出水提床去陈串总去除串M巧巧出水^巧流出水■巧巧去除宰■总去除車2.0?Kt1.0284.12C\C/N/脚肋化80乂80广I^适水M巧巧山水^巧流化水-A-巧床去除至一总去隐奎出水^清茄出水-A-巧床去除率总去除宰広3进水M巧巧;.12041.84I22.8.-C,NCKCd()()-4-图10C/N对TN除效果的影响(a?-b-豆瓣菜滤床豆瓣菓折流式潜流人工湿地.生菓滤床水芹折流式潜流人工湿地;;--C.水芹滤床赏宦折流式涵流人X湿地;d.雪里获荷嵩折流式潜流人工湿地)-eccfF.ig410EftC/NonTNKmovala--.watercressflt针ededantedttibb础CWlwihwaercressb.lachcasalivafilterbedbafledCWlantedwith(p,p-water-fennelc.waterfennelfilterbedbaflCWlantedwhhletuce.o化erbmusa,edpdtrdfilterbedbafledCW,pplamedwithcrowndaisychrsanthemumy)图4-10表示了组合生态系统TN去除率随进水C/N(COD/TN)变化的关系。〇进水碳氮比从2.0增加到4.1,a、b、c、d四组系统TN去除率分别从40.6%,45.6/〇,〇〇"43%增[.6%.%和64,386加到73.7%.3/〇73..4/,供,3〇。朱木兰等喃巧人工湿地净化污水处理厂尾水时,投加甲醇调节进水碳氮比,当碳氮比为4.5时,出水TN降至化15mg/L,TN去除率高达99%。生态系统不同于普通的活性污泥等生化系统,植物根系分泌物、植物衰败调落物都可W为污水处理提供碳源。研究发ss—ti- ̄现,在湿地进水N化N浓2050m化L的条件下度,DOC仅为2m/gg,夏季39 东南大学硕±学位论文湿地系统对摘态氮的去除率可达到20?30%,而冬季硝氮去除率为10%左右。试验过程中塑料温室良好的保温作用AL及大棚无王栽培蔬菜良好的生长状况进一步提升了冬季的?去除效果,因此,各系统可在相对较低的碳氮比(COD/TN)的条件下,保持较高的TN去除率。4-a10中、b、C、d四組系统对比图,可发现TN,提高C/N对于去除率的影响随C/N的增大是逐渐变缓的。特别是对于生菜和雪里謀这类本身浄化能力有限的蔬菜滤床系统,其根系附着微生物数量有限,加之植物本身生长速率较慢一,碳源的进步增加较快超过了其反硝化细菌所需碳源2.4.0,C/N从8增加到,两个蔬菜滤床系统TN去除率提升不明显。但是潜流基质床层有相对充分的比表面积供反硝化细菌附着。,C/N的提高还是有效提高了总体的TN去除率4.5沿程分析试验考察了a、b、C、d每个系统(3个平行)3条廊道不同负荷下的沿程变+-化,N、TN、TP浓度10.51/L、2793m/L和2进水条件NH4分别为mg.g.04mg/L。单组廊道取样点设置同前,依据水培蔬菜滤床长度和潜流人工湿地折板位置沿程814m22布置个取样点,分布在沿程0.0m,0.7m,.,.0m.5m3.0m.5m,,,3和4m4-11位置处,如图所示。30r:3.0:]一---;io:.TN?rNH/■TP■-27A2.7i\-242.4:。I\I\心\h。K\18…^?\\i\^I\\含3-^Nj'—■00.0024.300.0.1832-‘水力负荷/(mrad)a()30r3.日;;,] ̄ ̄ ̄ ̄TNNH—o—TP4;--27i2.7言\-24么4Ii":-221.1^W^<iI^1-i18\.8!〇\\:|。―、。〇、1-日l5。-。、。^-:。、〇C^\。-。掉pIj^\"。。-满。--2i\\.211\z’p.0-0OiI'K山。。.66::Ii-心3.3I0i:JL.0000.300.240.18sz水力负荷-./(mnfd)40 第四章冬春季蔬菜筛选与水质净化特性的比较研巧b();330.0:1I-?——TN:NH;oTP--27:2.7■;--\24i\i\2.4;"1^I"N^I\'会。:入i:選。。^\\\\一I"-。、〇窝15一〇、-。。、1化〇'〇口;踐〇;〇\^\_。\。-知1-212ij養9心。.9g、I\心".6^-30.3I^Li00.00.300.240.1832??水力负荷八1?nfd)C()30;.:30I]-一-—■—INf-O-TPi側27--*i2.1i-24:X2.4;\\"A-o-oV\—5!。^!i巧^°^-^V1.5培rI\〇化\Vi\"-V。^-il2v〇1.2I\I^-^■90‘9賣I\i\6--0.6i---0-.3IVC:i3日化Q0.0.30240.1832??水力负荷/nfd(m)州图-4、權去11氮除效果的沿程分析-(a-.豆瓣菜折流式潜流人工湿地b.生菜滤豆瓣菜滤床;旅水序折流式潜流人工湿地;C--.水芹滤床葫巧折流式潜流人工湿地:d.雪里薪荷嵩折流式潜流人工湿地)+F-i.411ConcentrationvariationofTN、NH、TPtg4along化6ahpa-.waercess-trfilterbedbafiledCWlantedwithwatercr.lachcasativafiltereafledaned(ess,bbdbCWltwithpp-waterfennelc.waterfennetere-,l扫IbdbafledCWlantedw祉lettuced.o出erbmustardfilterbedb础ep,dCWpantedplwi化crowndaischrsan也cmumy)y冬春季组合生态系统中氮、磯浓度的沿程变化规律与3.5小节夏秋季规律类+似。不同系统不同负荷下,TN、NH4、TP浓度沿程规律巧递减,并且营养盐的去除集中在滤床和潜流湿地前段一。从冬春季同系统不同水为负荷的沿程变化规律对比还可W看出,水力负荷减小时,这些规律表现的更明显。另外,从水为负荷和沿程水流路径长度对净化效果影响程度比较来看,水负荷的影响更大。从++各个指标的变化规律看,NH4的去除主要是在滤床中发生NH,潜流湿地内4的变化较为平缓一。TN和TP的去除滤床相较于潜流段有定差距,但是不明思,原因在于滤床相对进水负荷更高,而潜流段提供了更好的反硝化环境和基质接触41 东南大学硕±学位论文面积。4乂净化效能综合比较表4-2冬春季沮合生态系统TN、TP单位面积去除速率(去除负荷)-Tab-42RemovalrateofiTN、TPby化eco讯bnedecosysteminwint针andspring滤巧潜流湿地沮合系统IN去除负荷TP去除负荷TN去除负荷TP去除负荷TN去除负荷巧去除负荷2^^;2..‘^)))m-(g/恤d(/rad(/md(/)(/md)C/md)g()g()gf巧g()g{))a3.3260.2403.7700.2823.5480.262b2.8300.2203.9020.2523.3660.235c3.5180.%83.3080.2183.4150.243d2.7580.....1623672024432160203 ̄--水芹折流式潜流人工湿地?c7立瓣菜滤床b.生菜鴻床c.水窝宦豆瓣菜折流式潜流人工湿地;:巧滤床折流式潜流人工湿地d-.雪里轟茵嵩折流式潜流人工湿地);23-4-2m从表可知,在化24m/d,冬春季组合生态系统对()的水力负荷条件下22?? ̄m?mP3.23.5/d和0200.26/dTO、T单位面积去除速率分别为g.g。与()()3.6小节夏秋季净化效能相比,得益于塑料温室的保温作用,冬春季TN去除速一率变化不明显,,。但是TP去豫速率出现了较大程度下降。方面基质高度有限一较快的出现了近饱和现象,冬;另方面春季蔬菜生长速率受光照、温度条件限TP去除贡制,与夏秋季相比有所下降,而试验中TP进水负荷低,植物吸收对CTN、献不低。对比冬a、b、、d四.因而TP去除速率下降较多春季个系统的TP去除速率、,水芹豆瓣菜TN、TP去除速率较高,而且在滤床累统中优势更一-。P为明显。b、C净化效果的差别也验证了这点雪里戴筒嵩系统TN、T去除速率较低,与雪里讓本身根系特点和提早抽墓有关。4.7小结-(1)冬春季,在塑料温室的保温作用下,豆瓣菜滤床豆瓣菜潜流人工湿地--C、a)b、雪里蔑(、生菜滤床水芹潜流人工湿地()水芹滤床窝宦潜流人工湿地()-d四个系统的氮,荷嵩潜流人工湿地、稱营养盐去除效果较好。幼苗刚植入时()+经历了15d左右的缓苗期,期间净化效果下降。稳定运巧后,在TN、NH4、TP32m?d平均浓度为27.9m/L、11.2mg/L和1.8mg/L的进水条件和0.24m/的水g()+bc3N、NH《为负荷下,a、、个系统的T4仍可W基本达到城镇污水化理广污一一A标准级B标准。d染物排放标准》级,出水TP浓度可W达到系统运行效。果相对较差,需优化蔬菜配置或增加强化措施改善出水效果3232m’d0'0.18mm,a、b、C、d四(2)水力负荷从.30rti/减小到/(d)个系统()〇〇〇〇-824.771〇NiVN去除率分别从%.7/〇、64.9%、54.2/〇和43.4/〇提高到.6%、8%、.9/〇〇8%./、77.1/、58.4%、.5%554%1。〇、和如.9%TN去除率分别从设巧和.提高到巧,。〇〇〇〇TP50.9/49.6/36.1〇.〇72.4/。、47〇、〇和/提高到689/、.2%和63.9%,去除率分别从〇一..,75.3%、715/〇和451%需进步提高TP去除效率。主要因素。随着cNCV(3)氮素组成和碳源是影响氮素净化效果的两个()+-1201,c.84NHN去除率出现了先上升后下降的变化规律/MV)从.变化到,4(2.0增加4.1,a、b、C、d四组系TN去除率先上升后趋于平缓。进水碳氮比从到〇。〇7340.6%45.6/〇,43.6%,38.6/。増加到73.7%,69.3/〇,.3%统TN,去除率分别从〇和64.4/〇。42 第凹章冬春手蔬菜筛迭与水质净化特性的化较巧巧+(4)不同系统不同负荷下、NHP浓,TN4、T度均沿程规律性递减,并且营养盐的去除集中在滤床和潜流湿地前段,水力负荷减小时,上述规律表现的更明显。另外,从水力负荷和沿程水流路径长度对净化效果影响程度比较来看,水^NH/的。为负荷的影响更大NH4的去除主要是在滤床中发生,潜流湿地内变化TN和TP一较为平缓。的去除滤床相较于潜流湿地有定差距,但是不明显。23.(5)冬春季沮合生态系统在化24m/md的水力负荷下,对TN()、TP单位22???3 ̄面积去除速率分别在.23.5/d和0.200g恤.26/恤d的范围内。与夏秋)g)季净化效能相比,得益于塑料湿室的保温作用。,冬春季TN去除速率变化不明显但是TP去除速率受基质近饱和W及光照、温度条件引起蔬菜生长速率减缓的影响,出现了较大程度下降。43 东南大学硕±学位论文第五章水生蔬菜滤床-折流式清流人工湿地的综合评价5.1概述水生蔬菜滤床-蔬菜型/景观型潜流人工湿地技术引入了无王栽培的概念,前文的研究中论证了这种组合生态技术在生活污水尾水净化方面与传统人工湿地-技术是具有可比性的,冬春季塑料温室下水生蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地技术营养盐去除优势尤为明晶一。然而,该技术作为种农产品生产技术,产品品质、食用安全性及蔬菜产量等得到保证才能真正的推向生产。为此,本章对中试工程中生产的蔬菜开展了相关研究,并结合污水净化、资源回收、经济效益兰方面对该技术做了综合评价。5.2蔬菜品质及食用安全性5.2.1蔬菜品质指标-维生素C,又称抗坏血酸,是种水溶性的强效抗氧化剂。对于人体胶原蛋白的合成,抗坏血病、抗牙銀出血、抗动脉硬化、防癌,保护肝脏等起着重要作用,人体所需的维生素C大多来自蔬菜和水果。因此,维生素C含量是评价果蔬营养价值的重要指标。葡萄糖、果糖、薦糖和麦芽糖是农产品中常见的可溶性糖。作为光合作用的初级产物,在植物的新陈代谢中起着重要作用,淀粉、纤、维素脂肪乃至植物新组织和器官的合成都离不开它,含糖量的多少决定。通常着果蔬风味的好坏。本文抖维生素C和还原性糖为代表作为考察所生产蔬菓品-1质的主要指标,结果见表5。-品质指标鲜重计)表51蔬菜Tab-.51Vegetableualitindexfre化weihtqy(g)维生素C(m/lOO)可溶性糖(/lOOgggg)测定值文献参考值测定值文献参考值-水巧(滤床)47.57.9650..60404-水巧(潜流)49.27.9650.6150.4-75...豆瓣菜(滤床)1501200597042-.950..豆瓣菜(潜流)751200573042-^00-生菜(滤床)36.910.8940.072.5?-570.窝宦(潜流)67.935.7970310.:57-39..商嵩(潜流).52570062909528-700-雪里藻(滤床).4770.280.43^、蔬菜的品质受到光照条件,、营养水平种植方式、产地等很多因素的影响8’393t3-加之不同研究者采用的测定方法的不同,表51所列文献中的参考值也存在一定差异,而试验测定的蔬菜维生素和还原性糖含量与文献中列出的参考数据相比并无明显差异。说明生活污水作为营养液栽培蔬菜不会对蔬菜品质产生不良影。。响其中,试验生产产品的维生素C含量基本属于参考区间高值另外,豆瓣1465菜营养价值较高是得到普遍承认的,在20年月日的美国趣味科学网站的""。报道中,豆瓣菓(西洋菜)在最新活力源泉果蔬排名中荣登榜首试验测得的其维生素C的含量也是最离的,生菓和雪里蒸的维生素C含量相对较。此外44 第五章水培蔬菜滤床-折流式潜流入工湿地的综含评价一一低,,方面与蔬菜本身有关,另方面,生菜和雪里謗成熟期较早外层叶片变^[]C。黄掉落,维生素含量下降5.2.2蔬菜硝酸盐含量重要的作用一NO/在植物代谢中具有,方面,它为蛋白质的合成提供氮源,一,同另方面,作为阴离子在植物体内本质部运输中是阳离子良好的暗伴体时平N0-+,这衡了细胞内的渗透压。3同化时首先要被还原成NH4样就使得氨氮比硝。态氮在同化时能量消耗上更少,因此大多数植物W氨氮作为更好的氮同化源较。强的光照条件下,硝硝酸盐积累,植物光合作用良好酸盐充分被还原不致积累现象山现的原因在于环境条件的改变使得其吸收量超过了同化量。20世纪初。早在,就发现了部分新鲜的蔬菜中硝酸盐含量较高硝酸盐本身。毒性大不,但是在人体内微生物的作用下可被还原为亚硝酸盐过量摄取后会引发高铁血紅蛋白症,长期摄入会引致智力迟纯。另外,其与亚堀基化合物结合达。我国之前公布了《会诱发癌症。因此,硝酸盐对人体的危害受到了广泛关注蔬》(GB19338-2003)04。菜中確酸盘限量,20年便己废止现在关于蔬菜硝酸盐含量安全性的研究多W世界卫生组织和联合国粮农組织(WHO/FAO)规定的人体硝酸盐日允许摄入量3.6mg/kg进行换算,得到432mg/kg作为安全食用的标准。但是国际上关于这样的换算也有所质疑,因为并无确切证据科学化量化氮与亚硝基化合物体内合成致癌物质,因此,除欧盟W外很多国家井没有对硝駿盐进行明确的规定。Pswi在蔬无止栽培技术的研究中,不少学者做了水培营养液氮素组成的影响试验一一,方面保证蔬菜产量,另方面减少蔬菓内贿酸盐含量,同时提高农产品品质(维生素C、可溶性糖等),特别的,维生素C的抗氧化功能可帮助阻断-亚硝基化合物的合成氮。本试验中氮素组成W硝酸盐为主,同时用于无王栽培一的生活污水尾水不做循环,硝酸盐供应相应增加,因此,作为种新的农业生产方式,有必要开展所生产农产品食用部位硝酸盐含量的测定,探究其硝酸盐污染-的风险性,结果见图51。蛾4■1化,6;H^WJm国■II国咖国WI9?齡,!国兰■■■棚!llllllII"沁电’無k苗碱來。:截.-一■‘:"’:.r%沪图5-1蔬菜硝酸盐含量鲜重计)-F.wi5itratecontentinveetabg]Nglesfresheiht(g)5-1所得结果从图,在试验进水条件下(硝态氮比例60%左右),蔬菜稚酸盐含量远低于432m/k的标准-gg,说明水生蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地技术利用生活污水尾水作为营养液生产蔬菜不会造成硝酸盐污染。另外,从试验监测的45 东南大学硕±学位论文同种蔬菜硝酸盐含量看,滤床豆瓣菜硝酸盐含量略大于潜流豆瓣菜这与两者进水硝酸盐含量差巧有关。滤床生产的水芹和潜流人工湿地生产的水芹有相似规律。另外,四姐系统中,H组都是滤床蔬菜硝酸盐含量大于潜流湿地蔬菜,只有水芹滤床-窝宦潜流人工湿地不同,并且窝宦硝酸盐积累量是潜流湿地生产蔬菜中最一方面植物本身的硝酸盐转化能为存在差异>一高的。说明(水芹萬首),另方面=组潜流湿地生产的蔬菜均是其他多菩收割,在系统内停留周期短,而萬宦是单荘,加之窝宦检测部位为茎部,其他潜流蔬菜食用部位均为茎叶,叶片是光合作用发生的直接场所,相对充足的光照条件下,硝酸盐还原酶活性、光合速率等较UW大,梢酸盐更容易被还原。,因此窝宦的硝酸盐积累与其他组别呈现规律不同5.3.2蔬菜重金属含量""巧、Cr、Cd、As和巧被称为重金属中的五毒,其生物毒性盈著,通过iWt食物链进行富集,对人体危害极大。±壤、水体、沉积层^处及大气介质中较低浓度的重金属都有可能导致蔬菜重金属污染现象的发生污水、再生水MiMU一’l掩灌农作物导致产品重金属含量增高的现象在过去的研巧中也有出现。般,水生植物的维管束组织发达,易于从生长环境介质中吸收和转移重金属nw-胃。农村生活污水中可能的重金属来源主要包括矿山开采、化鹏农药的使用、铅束电池等生活垃圾的不当丢弃W及少部分乡镇企业的金属加工和化工生产废。因此,有必要对生产的蔬菜进行重金属含量检测水等。5-2表收获蔬菜重金属含量与标准限值对照(m/k)gg-.mTab52Comarisonofheavmetalcontentinharvestvegetablesandthestandardlitvalupyie(mg/kg)重金属CrPbCuAsCd‘空。菜(滤床)0......176400273023820051110032700047-‘空。菜(潜)0..0282,.0.0664125500265500!巧2-番茄0-.M710.00巧0.05060.0035费白(潜)0.04090.00360.11180.00410.01360.朋77-豆瓣菜(滤床)0.12620.06070-30巧0.00370.0080-.09.37.0.0151豆瓣菜(潜)0胞8001502800058-0..生菜(滤床).05760.19700.221500072002090-水芹(潜)0....013018510.08550163600032--水芹(滤床)0.01350.05巧0.49560.00巧-窝宦(潜)0.06800....07540197300066001307-.雪里黨(滤床)0...220.00900205110900528041-....荷嵩(潜)0.030000907065650006100102W-0.J.5005标准000.01限值^"。--注:《(G芭276220口),表示低于检测限1食品安全匯家禄准食品中巧染物限量》[]表5-2列出了水生蔬菜滤床-折流式潜流人工湿地生产的9种蔬菓12个样品、、3。重金属含量,空屯水芹、豆瓣菓除。其中菜种蔬菜滤床和潜流中均有配置""五毒夕h还对蔬菜Cu含量进行了测定,我国么前颁布的《食品中铜限量卫(畑15199-1994)Cu限量lO/k2011生标准》蔬菜中为mgg,该标准于年废止。在最新颁布的食品安全国家标准2762-20口《食品中污染物限量》(GB中并未对)Cu含量作出规定.但提高了旧标准《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求KGB18406---。.12001)(201531废止)中化含量的限值由于Cu是人体必需的徴量46 第五章水培蔬菜滤床-折流式潜流人工湿地的综合评价一-u。H元素之,表52中也列出了蔬菜中C的含量除空必菜g含量和滤床生菜Pb含量超标外,其他蔬菓并无出现重金属超标现象。Pb,不同蔬菜对于不同重金属富集能力不同,生菜对的富集能力相对较强iw[]Pb的>>空必菜>赵勇等比较了5种叶菜对±壤中富集能力,发现生菜巧菜UW油麦菜>荆芥。刘洪莲等研巧了太湖地区15种蔬菜的重金属富集能力,发现商嵩、空必菜、葱菜H种蔬菜重金属富集能力较强。但是,未有报道指出空也菜H5-,对g有超积累现象,表2的结巧可看出空屯菜个各项重金属指标在夏秋HH。季同种条件下生产的蔬菜中偏高,g超标可能只是进水g含量本底值较大、-由于空屯菜有因此水培蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地生产的蔬菜大部分安全,一但是由于不同蔬菜对于特定的种或几种重金属较为敏感,在进水重金属本地值总仍需开展富集系数较高的条件下,可能存在重金属污染的风险,在今后的研究研巧,才能真正推向生产。5.3植物生长状况及氮巧吸收量潜流湿地中营养盐的去除是在微生物、植物和基质三者的协同作用下完成的,植物生长状况对于营养盐的同化吸收,特别是其根部对微生物生长环境的改善起到积极的促进作巧。同时,其对基质的水力疏导、防堵塞作用对于潜流湿地保持PW长期高效运行具有重要意义。而水生植物滤床中,植物根系更是作为微生物。因此,附着主体,水生植物的生长状况直接决定了滤床营养盐的净化效果本小-蔬菜型节对水生蔬菜滤床/景观型潜流人工湿地系统中植物的生长状况进行了,综合比较,并结合前文的水质净化效果探讨水生植物特性与水质净化的关系W期为水生蔬菜的选择从表观性状上提供依据。5.3.1植物生长状况tui’n21研究发现,植物根系有机碳分泌量与植物根系生物量和植物息生物量呈极显著正相关关系。而通过植物根系分泌进入基质的有机碳占到植物同化固定-- ̄无机碳的〇%40%。53541表和表分别列出了夏秋季和冬春季蔬菜滤床和潜流人工湿地中祖物的生长状况,再力花最大,结合。地下生物量干重和分藥数中3.2.1、3.2.2和3.2.3小节的试验结果分析,再力花系统的营养盐去除效果最佳,间接证明了前文分析中,植物地下部分根系体量大小对于根区附近微生物影响范,围的不同,同时根系发达的植物相应的营养盐吸收能力强进而使得水质净化效、。另外,、果产生差异,从根系长度上看美人蕉再力花、菱白、空屯菜和水芹相对较长。从株高和生物量看,蔬菜和景观植物的差距较为明畳,夏秋季植物生物量明显高于冬春季一,说明即使塑料温室起到定的保温作用,但是光照和温度条件得不到足够保证还是引起植物生长速率的大幅度下降。其中,美人蕉是所试植物中地上生物量干重最大的。表5-3夏秋季植物生长状况Tab-.53巧antsrowthinsummerandautumng平馳胃根系长胃地上部分生物地T部分生物总牛-物針A植+知物分、_轟数止S^,且^^,(cm)(cm)量干重(kg/nr)量干重(kg/nr)重(kg/nr)-).1番茄(滤床120351710.16.口芙人蕉(a)235355.382.127.55.0再力花).(a243303933.777.76.4常绿鸾尾(a)68103.11.74.83.1巧'巳、菜-(滤床)3040201.840.712.5547 东南大学硕击学位论文、-空屯窠(潜)-4050302.440.913.35糞白(潜)K6302.40..713112.0-番茄(潜)4510-(C)220404美人蕉.092.06.094.3再力花(C)2%353.152.285.435乂)常绿鸾尾(C\01.664.533哩.0^-注-:(a)表示番茄滤床景观桓物型潜流人下湿地系统(C);空也莱滤床景观植物型潭流人工湿地系统表5-4冬春季植物生长状况Tab-.54Plantsrowthinwinterandsringpg平均株高根系长度地上部分生物地下部分生物总生物量干植物分蔡数222))重(cm(cm量干重(k/m量干重(k/m(k/mg)g)g)豆瓣菜--(滤床)3060150.630.200.口豆瓣菜--(增)3570151.010.171.18生菜(滤床)2580-.:580.130.71水芹--(潜)608030..1740巧Z07水芹--(滤床)456025U20.3.1183萬宦(潜)7090.680.200.88雪里雜(滤床)908---荷嵩-(潜)3090100.60..巧6.1500单就不同蔬菜的生长状况比较,综合根系长度和地下部分生物量干重两个因素分析、,夏秋季空屯菜根系发展最发达,菱白次之,番茄最差,冬春季,根系发>>>一达情况水芹窝宦。豆瓣菜荷高生菜,都与相应的水质净化结果是致的另外,硏巧发现,植物的叶片叶绿素含量和光合作用强度对于水质净化效果也有重要作用muw,试验并未测定具体数据,但是,从蔬菜现场生长状况看(附录照、、片),空屯菜水芹和豆瓣菜的叶片浓密,是试验蔬菜中营养盐净化效果较好的品种。另外,对于同种蔬菜,潜流湿地中其生物量大于滤床,说明基质的支撑作用对于植物的生长具有重要意义。5.3.2植物全氮、全槐分析3.5I.全氮全憐日3-;.0_':円:///—/J'25—;:;.^目三^目;§2;.0;J;曰;ミ日R目'I;畫I\^\n^義;;;1—;円;;;。.¥¥nnn,H\hn巧1。;S3SS;S5巧^目目^10.1nHMMnnjMj.隔圍圍圍ililllllllii圓。。砖,-植物中氮图52夏秋季、憐分布-Fi.52Nitroenhoshorusdistributionoflantsinsummeranda山umngg,ppp48 第五章水培蔬菜滤床-折流式潜流人工湿地的综合评价3-5巧全氮全稱3-0;内;口'''之.5一Iミ^^目’1;^苗七\2。-妻;;;;;¥I口目n‘S^SS曼;S;目ni1-5;;;含含;^^目目^::::;巧—’.o^^含^M^MMiM三S^:;三巧¥三三三;目目i围I議圍III圈lililllllL弟汝没抑《兮《聲麟媒《《哈舍喊舍取>雜命絲寧W>各聲冷烫解图5-3冬春季植物中氮、礎分布-nF.roensorussuonofanswnerandsrnig53Nitg,hoditribtiltiitipphppg-试验考察了氮,见图52和、稱在所试蔬菜和景观植物不同部位的分布情况5-3图。苗体上看,地上部分的氮、憐含量要高于地下部分,而且基本上主要分一布在叶片中,。因此蔬菜地上部分的收割对于氮、稱的去除是有定意义的但是一一收割时可采用部分面积收割的方式,尽量保留部分叶片面积,保持定的光合作用强度,免影响根系泌氧和分泌小分子有机物等92。在所试种蔬菜和种景)、观植物中(常绿鸾尾未作测定,叶片的氮稱质量分数范围分别为 ̄ ̄1.943.48g/100g(干样)和0.210.89g/100g(干样)。叶片干样中氮、赎含量最高的是豆瓣菜,最低的是雪里謀和窝宦。■G全墅己圭:沒m说W它巧巧7。I<诚f,3?fl■夺ft?毒。fSII?III:;III;,,:]V:,jjJLjl,]jjill、、、-—■??、、N.?*-\\*??—、A-.^、义^玄去.冷‘公和、''—和、-,-午、主户、衣,、1-巧:a、表示番茄滤床景观植物型潜流人工湿地系统C'-、空。薬滤床;景观植物巧潜流人工湿地系统景观;植物仪计算地上部分熟、磯积累量)图5-4单位面积植物氮、禪积累量-F.i54Nitroenhoshorusaccumulationtgg,ppamounoflantswi化inersuarem別erppq49 东南大学硕±学位论文图5-4表示了不同植物扣除初始氮、磯含量后得到的单位面积植物氮、稱积累量,其中,大型景观植物由于通常种植时仅收割地上部分,故地下部分的氛、1W21??N憐积累量未计入。研巧指出,4156irT挺水植物中氮含量的变化范围在1g,一j-1.375P但是相当大部分被存储在地下,挺水植物的磯存储量在4到.gm,试验结果与之相符。氮、礎积累量反映了收割植物对污水中氮、碟的去除贡献,同时也反映了植物对氮、磯资源回收的能力。特别的,对于蔬菜的意义更大,节省了化肥的使用,巧现了资源的循环利用,从源头上减少了农田面源污染。从图一-54的结果上可直观的看出、,景观植物的氮磯积累量相对于蔬菜具有定优巧,也说明了生物量大小对于植物氮、稱积累量的决定性作用。单就蔬菜而言,夏秋季蔬菜生长速率普遍比冬春季蔬菜快、。,相应的氮憐积累量高夏秋季,氮、憐积累量最高的是空也菜和费白,冬春季氮、礎积累量最高的是水芹和豆瓣菜。5.33.植物吸收对氮、槐去除的贡献用系统进出水的浓度差,水力负荷和运行天数计算出组合生态系统单位面积、去除氮,、稱营养盐的质量结合单位面积植物氮、磯积累量计算植物吸收对氮--。54中556磯去除的贡献率图图列出了种不同蔬菜配置条件下的计算结果,一,,潜流搭配种植景观植物再力花其中番茄营养盐去除负荷较低。般认为-氮磯负荷较高的系统中,植物吸收对氮、磯去除的贡献不超过10%。从图55的TN去204结果可看出,植物吸收对除的贡献低于%,均值1.22%,最低的豆-TN去91%-瓣菜豆瓣菜组合植物吸收对除的贡献为.7。原因在于水生蔬菜滤床一一蔬菜型潜流人工湿地的收割方式是最后巧连根拔起,因此地下部分的氮起被移出系统,特别是对于根系发达的蔬菜而言,植物氮的累积对TN去除的贡献提高。植物磯积累量对TP去除的贡献(均值33.77%)相较于文献值较高,有两方一一面原因:是系统有半的面积是水生蔬菜滤床,相较于全潜流人工湿地系统,TP去植物吸收对除贡献较大二是潜流湿地中所用主体基质吸附速率有限,fW.45mTP去除负荷较低,且基质高度只有0,对磯的吸附容量有限,W致系统相应的蔬菜麟积累量对TP去除的贡献増大。5Df^4S^mwDTP^巧口40!r一!I35-smIif孤*靈ii巧巧巧'皆!i广II*20i^i著I广严第15r;广件!所狡'10h\\LULULULULULU0-餐、户卢火-图55植物啜收对氮、磯去除的贡献-tton化nitroenhoshorusremovalbyF.lantabsortionig55Conribuig,pppp总体上,,从前文的分析中可看出蔬菜在营养盐去除上与大型景观植物存一一在差距,但是些净化效果好的蔬菜(空心菜等)与大型景观植物是具有定可比性的,,。因此,在蔬菜品种的选择上单从植物表观性状上看要参照大型景观50 第五章水培蔬菜巧化-折流式街流人工湿地的综合评化、植物的持点进行选择:①根系发达,营养盐去除效果好的蔬菜如空私菜、水芹,且茎部着水即生根,对应豆瓣菜都是属于茎部中空;③生物量大蔬菜的要求则是要生长速率快,产量高,,但;③叶面积大蔬菜单片叶面积不及大型景观植物、、豆瓣菜的叶片浓密菜,叶片数量是极具竞争力的;④水生适应性是空屯、水芹好,借鉴无王栽培的成熟经验,参考无±栽培蔬菜品种挑选蔬菜。5.4臟产動经济誠-4水培蔬菜滤床折流式潜流人工湿地组合系统从20,1年5月开始试运行到2015年4月完成冬春季蔬菜采收。运行期间,共试验蔬菜品种9种,其中,、空屯菜、番茄、水芹和豆瓣菜在滤床和潜流人王湿地中均有配置。雪里謀由于过了最佳收割时间5-5,叶片枯黄掉落,不具参考意义,故未列入表中。蔬菜价格参考无锡朝阳股份有限公司农产品批发市场蔬菜报价、无锡市新区新安镇菜场报。价W及部分蔬菜基地批发价格其中,豆瓣菜由于种植地区相对较少,价格浮动一般批发价格在较大,6元/kg左右,央视H农报道其在北京也曾卖到过30元/kg,表5-5W最低价格4元/k做亩产效益估算。g表5-5蔬菜产量及经济效益Tab-.55ieldandeconomicbenefisofveeablesYtgt蔬菜收割巧数面积产量2(kg/m)单价(元/kg亩产效蓝(元))番茄(滤床)112.68216920空.。菜(滤床)421.96114646'空屯菜(潜)429.07119387巧白(潜)11沿29649立瓣菜(滤床)310.32427538豆瓣菜(潜)311.17429793生菜(滤床)110.04213391水巧(潜)325.42116958水岸(滤床)320.65113774(窝宦潜)18051.9669.8雪里藤.--(滤床)I聞富(潜)35853^从表5-5的结果可W看出,姐合生态系统的蔬菜面积产量较高,原因在于相,姐合系统的水较于止壤、肥供应充足,且所试蔬菜品种基本上都是无止栽培常见蔬菜品种,水生适应性良好。同种蔬菜配置在潜流人工湿地中较于滤床中产量提高、。不同蔬菜品种面积产量高低按栽种季节分开比较,夏秋季产量:空屯菓>2>>>>>欧粉号番茄费白:生菜;冬春季产量水芹豆瓣菜窝菅商富。夏秋季亩产、菜、>效益中,滤床系统番茄略大于空屯,潜流湿地中空屯菓费白;冬春季亩产效益中,豆瓣菜最高,水芹、生菜次之,窝宦和商嵩相对较差。W夏秋季种植空必菜,冬春季种植豆瓣菜为例做经济效益粗略估算。试验所用滤床和潜流人工湿地均为砖釉混凝±槽子,表面做防渗处理。扩大生产后W每平米500块钱建造费用计算20、,按年使用,每年每平米25块钱,空也菜滤床和2空屯、菜潜流人工湿地按照分别化5m配置,收益25.5元冬春季塑料大棚建设费;220m一用(计入人工元/费用),考虑骨架,4,、薄膜循环使用年换每年每平2米5元,豆瓣菜滤床和豆瓣菜菜潜流人工湿地按照分别0.5m配置,收益43.0元,实际生产中,污水自流进入组替生态系统,无动力消耗,扣除种子成本0.551 东南大学硕±学应论文2元/m,则总收益为每年每平米38.0元,亩产效益25340元。5.5小结-(1)水生蔬菜滤床潜流人工湿地生产的蔬菜维生素C含量和可溶性糖含量 ̄ ̄.975.9m/100.477d894/100的范围内分别在%g化和gg,品质好;硝酸盐含量、 ̄在89.432m/k。和.l1954mg/kg范围内,远低于gg的食用标准除空屯菜Hg含量生菜Pb含量超标,其他蔬菜均无出现重金属污染现象,食用安全。(2)综合比较株高,根系长度,地上、地下、总生物量干重化及分藥数等一指标,传统大型景观植物相较于蔬菜存在定优势,夏秋季蔬菜相应指标大于冬,春季。在所比较指标中植物根系状况与地下生物量与水质净化结果正相关。生物量对于植物氮、稱积累量起到决定性作用。比较所试9种蔬菜的氮磯积累量(氮2稱资源回收量、),夏秋季空屯菜(潜)较多,全氮、全憐积累量分别为73.0g/m222和19.8/m之,全氮58.0/m,全碟9.0/m(,g。潜)较优;菱白次gg冬春季水芹2222全氮49.0g/m,全憐14.5g/m;豆瓣菜(潜)次之,全氮30.4g/m,全磯8.6g/m。受进水高氮、低稱不同负荷的影响,加之基质吸附能力有限,植物吸收对TN、TP14.22%.去除的贡献值均值分别为,3377%。3)-(水培蔬菜滤床折流式潜流人工湿地组合系统具有明显的水、肥优势,22??蔬菜产量高。其中,番茄面积产量为12.68kg/m,空私菜2030kg/m,水芹202522kg/m,豆瓣菜超过10kg/m。其中豆瓣菜经济效益最高,按最低价格4元/kg计算,亩产效益近3万元,空私菜次之(1.9万元),番茄和水芹(1.7万元),生菜、窝首效益也较为可观。空瓜菜,冬春季种植豆瓣菜为例粗略估算组合生^^^夏秋季种植态系统生产效益,扣除砖袖混凝±水槽建设费用、冬季塑料温室大棚建设费用W25340元。及种子投入费用,巧产效益52 第六章结论与建议第六章结论与建议6.1结论-、1.夏秋季,通过对比水培番茄滤床景观植物型潜流人工湿地0屯)、水培空菜滤床-蔬菜型潜流人工湿地炸-cH类系)、水培空必菜滤床景观植物型潜流人工湿地()统近5个月中试运行效果,得出W下主嬰结论:1)蔬菜型潜流人工湿地对氮、麟营养盐的净化效果与传统景观植物型人工湿地是具有可比性的-,水培蔬菜滤床对于水培蔬菜滤床蔬菜型潜流人王湿地沮、合生态系统营养盐的去除也是可观的。空也菜、巧白与大型景观植物再力花、美人蕉?去除负荷相差14%左右,TP无明显差别。水生蔬菜滤床系统对于TN、TP去除率的贡献平均值分别为42.2%和44.6%。夏秋季组合生态系统对TN、TP22-m? ̄m?去除速率分别在3.242g/d和0.330.45/d的范围内。()g()+32‘2m9-N、TN、)在0.24m/(d)的平均水力负荷条件下,组运行系统的NH4—B18918-2002基本都达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准KG)级A标准。空必菜--美人蕉W及空也、-空屯、菜‘。菜-4再力花、空必菜菜、空菱白个系统在试P可W达到《城镇污水处理厂污染物排放标准KGB-2002)验进水条件下T18918一A一A一级标准。其他系统前期出水优于级标准,运行后期出水优于级B标TP去除效率的进一准。步提高需要加大潜流湿地基质高度。3232+’'3m-N)水力负荷从0.30m/md减小到0.18m/(d),a、b、c三个系统的NH4()去除率分别从44.5%、53.7%、56.7%提高到73.0%、79.5%和80.7%;TN去除率分别从52.0%、61.6%、64.5%提高到70.8%、73.3%和74.6%TP去除率分别从;〇〇.3%、8.%和8870.3%、7801%提高到76.4/〇、88.0.5/〇。+4)cNTN-N在总氮浓度基本稳定的条件下,随着CV)/c比例的提高,NH4(()N〇-和TN的去除率均有显著提高。c/cCTN)从(U8増加到0.71,a、b、cH(3)+NH-N去除率分别从个系统的435.50%、45.7%、45.1.8%、75%増加到61.3%和78.0%,TN去除率分别从46.6%、58.3%、56.4%增加到61.9%、64.6%和68.1%。5)单姐廊道表观长宽比为13.3,加之潜流湿地加设折板,延长了水流路径+长度,达到了推流的条件。从TN、NH4、巧浓度的沿程变化看,a系统中的番—b、茄滤床在营养盐下降幅度上弱于、C系统中的空屯菜滤床,尤其是TP的去除,+-差距较为明显。后段的潜流人工湿地在TN、TP的去除上贡献较大,在NH4N的去除上弱于滤床系统。无论是滤床系统还是潜流人工湿地系统,营养盐的去除都集中在前端。-2.冬春季,在塑料媪室的保温作用下,试验运行的豆瓣菜滤床豆瓣菜潜流人工、--湿地(a)生菜滤床水芹潜流人工湿地b、水芹滤床窝宦潜流人工湿地C、()()雪-筒高潜流人工湿地d四个系统的氮里讓、稱营养盐去除效果较好,得到下主()要结论:(1)幼苗刚植入时,经历了15d左右的缓苗期,期间氮、磯营养盐净化效+TN、NH、TP平均浓度为27果下降。稳定运行后,在4.9mg/L、112mL1.8.g/和mg/L32+0m?.24mab、的进水条件和/(d)的水力负荷下,、C3个系统的TN、NH4仍可W基本达到一《城镇污水处理厂污染物排放标准》级A标准,出水TP浓度可达到一级B标准。d系统运行效果相对较差,需优化蔬菜配置或増加强化措施改善出水效果。3232'(2)0.水力负荷从.30m/md0.18m/d减小到(m,、bCd())a、、四个系统53 东南大学硕±-学位论文+-NH4N去除率分别从%.7%、64.9%、54.2%和43.42.6、847、1.9%%提高到8%.%7.%....和609,TN去除率分别从598%、584%、595%和554%提高到73.1%、77.1%、72.2%和化9%P.4%、47.9%、49.6%36.1%68.9,T去除率分别从如和提高到%、一75.3%、71.5%和45.1%,需进步提高TP去除效率。(3)氮素组成和碳源是影响氮素净化效果的两个主要因素。随着cNO〇(++/NH1-Nc.201.84NH4从变化到,4去除率出现了先上升后下降的变化规律,()TN去。2.0增加到4.1a、b、C、d除率先上升后趋于平缓进水碳氮比从,四组系TN〇统去除率分别从40.6%,45.6/〇,43.6%,38.6%增加到73.7%,69.3%,73.3%和64.4%。(4)不同系统不同负荷下,TN、NH/、TP浓度均沿程规律性递减,并且营养盐的去除集中在滤床和潜流湿地前段,水力负荷减小时,上述规律表现的更明显。另外,从水力负荷和沿程水流路径长度对净化效果影响程度比较来看,水++力负荷的影响更大。NH4的去除主要是在滤床中发生,潜流湿地内NH4的变化一较为平缓。TN和TP的去除滤床相较于潜流段有定差距,但是不明显。23.TN(5)冬春季在化24m/(md)水力负荷下,组合生态系统对、TP单位面22????积去除速率分别在3.23.5g/如d和0.200.26g/md的范围内。与夏秋季)()净化效能相比,,得益于塑料温室的保温作用冬春季TN去除速率下降不明显。但是TP去除速率受基质近饱和W及光照、温度条件引起蔬菜生长速率减缓的影。响,出现了较大程度下降-3.水培蔬菓滤床折流式潜流人工湿地组合系统从2014年5月开始试运行,到2015年4月完成冬春季蔬菜采收。对生产蔬菜氮稱积累能力、产品品质、食用L义及经济效益做了相关研究:安全性,得出W下主要结论、蔬菜产量1)-(水生蔬菜滤床潜流人工湿地生产的蔬菜维生素C含量和可溶性糖含量 ̄…分别在36.975.9m/l)和0.4770.894/100,品g(Kggg的范围内质化硝酸盐含量、89?4m432m/kH在.1195.g/kg范围内,远低于gg的食用标准。除空屯菜g含量和生菜Pb含量超标。,其他蔬菜均无出现重金属污染现象,食用安全(2)综合比较株高,根系长度,地上、地下、总生劾量干重W及分藥数等指标一,传统大型景观植物相较于蔬菜存在定优势,复秋季蔬菜相应指标大于冬。生春季。在所比较指标中,植物根系状况与地下生物量与水质净化结果正相关物量对于植物氮。比较所试9种蔬菜的氮憐积累量(氮、稱积累量起到决定性作用2、73.0磯资源回收量),夏秋季空屯菜(潜)较多,全氮/m、全稱积累量分别为g222和19.8g/m;费白次之,全氮58.0g/m,全稱9.0g/m。冬春季水芹(潜)较优,2222全氮49.0g/m,全磯14.5g/m;豆瓣菜(潜)次么全氮30.4/m,全碟8.6g/m。gTN、TP受进水高氮、低憐不同负荷的影响,加之基质吸附容量低,桓物吸收巧去除的贡献值分别为14.22%.77。,33%-(3)折流式潜流人工湿地组合系统具有明显的水,水培蔬菜滤床、肥优势22、 ̄ ̄.m2025,268k/m,2030k/,蔬菜产量高。其中番茄面积产量为1g空屯菜g水并22kg/m10k/m。,按最低价格4元/k计,豆瓣菜超过g其中豆瓣菜经济效益最高g、3.1.7万元),生菜、,菜次之(19,番茄和算,亩产效益近方元空屯万元)水芹(、组窝宦效益也较为可观,冬春季种植豆瓣菜为例粗略估算。W夏秋季种植空屯菜合生态系统生产效益,扣除砖彻混凝止水槽建设费用、冬季塑料温室大棚建设费用L义及种子投入费用,亩产效益25340元。6.2建议54 第六章结论与建议(1)从试验结果看-,水生蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地全年对氮素的去除效果均较好,但是受基质本身吸附特性和基质床层高度限制,TP去除率相对较差。増加折板延长水流路径对TP的去除意义较大。但是试验系统组成条件下,氮素和憐素达到相同出水标准对水力负荷的要求不同。因此,在増加基质厚度的基础上,可W考虑比选吸附容量更大的基质延长基质饱和周期,辅W基质再生和投加废石膏等手段将稱素带出系统。另外,水芹的全稱含量及植物协同效应对TP去除率的提高作用明显,因此在不减小水力负荷的前提下,可适当提高水芹在蔬菜配置中的比例。(2)在蔬菜品种的选择上,夏秋季空如菜、费白均为优良的备选品种,另外,所试番茄TP净化效果稍差,但是产量和经济效益W观,在生产过程中可搭配景观植物型人工湿地提高出水水质标准。冬春季水芹,豆瓣菜为较优的备选蔬菜品种,尤其是豆瓣菜,其耐寒性强,氮素净化效果与水芹不相上下,磯素净化效果只略逊于水芹,而且豆瓣菜经济效益是所试蔬菜中最高的,在今后的研究中可做重点考察。在今后蔬菜品种探索上,可参考空如菜、水巧菜、豆瓣菜三者共性特点(叶片浓密,生长速率快。,茎着水生根)进行选择G)试验为考察生产蔬菜产品的食用安全性,测定了蔬菜中的重金属含量。但是未测定重金属富集系数等一,在今后的研巧中仍需进步详细研巧所选蔬菜动态条件下对污水中不同含量、不同类别重金属的富集系数,这样才能明确不同生活污水水源下生产的蔬菜是否安全。,才具有推广的意义一4-()水生蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地是种较新的系统,蔬菜氮、磯积累及其协同效应对污水净化的贡献认识还不够深入,试验测得的植物生理指标不够全面、,在今后的研光中,仍需深入认识蔬菜光合作用根系特征等特性与根区、酶活性微生物数量的关系,构建其与水质净化的定性定量关系,从而从机理上-深入认识水培蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地的运行特性。55 东南大学硕dr学位论文7H年的研究生学习已接近尾声,想想在东大已经学习生活了整整年之久,母校的学习生活让我不断成长。在此,我想对那些曾经关也,帮助和支持过我的人表达自己由衷的谢意。,首先,我要特别感谢我的导师吕锡武教授,吕老师专业知识渊博,看问题有前瞻性、从我论文的选题、试验方案的确定、中试装置建设到论文的撰写吕老师倾注了很多屯血。。呂,在平时汇报中,吕老师都给出了极其关键的启发和正确的指引老师严谨的治学态度一丝不苟。精益求精的工作作风W及,踏踏实实的学术态度令我十分敬佩除了学术上的、心^悉屯指导,吕老师对我在无锡的生活也给予了无微不至的关怀,*。在此谨向吕老师致:诚擎的谢意和崇高的敬意。感谢朱光灿老师对我研究方向的提点W及百忙之中来无锡分校时对我的关屯、和帮助,。感谢宋海亮老师分享他宝贵的经验为中试装置的筹建和运行倾注必力。感谢李先。宁老师让我在大S暑期就有机会进入实验室,熟悉各种实验技能感谢吴义锋老师和孙、丽伟老师,两位老师常来分校与我们分享学习和科研上的屯得。感谢曾经教授我基础深、一一专业课的每,也让位老师,他们不仅引导我去扩充自己的知识我逐渐认识到个研究生如何去独立思考。感谢苏州市农科院李军老师、张帆学姐对我在蔬菜种植y?及样品检测上的指点和帮一助,感谢安庆市山泉水生蔬菜研究所徐善新所长与我直交流分享蔬菜水培经验。感谢一植物所华创锋老师、徐芳、韩弯弯、施软四位同学与我们起合作,、周博及苗金,做好湿地的日常维护工作。感谢东南大学无锡分校李德风阿姨,四位草坪维护的师傅一一1,东南院层的所有安保人员,W及无法述及的工人师傅们大家在我平时在湿地工,。作时,都毫无保留的伸出援助之手给予我鼓励一直来的陪伴和支持感谢顾倩师姐,让我能W积极良好的、周越师姐和王佳师姐也态应对所有困难、。感谢师兄陈文亮、朱华清、赵光宇、代洪亮,师姐李娟红、杨子营、,彭永红,同口谢静徐峰、薛峰、陈天宇师妹徐丽、韩瑞瑶、成昌良、孙洪、高琪娜As。、bbai芹,戴品秦、郭强W及留学生大家在平时的学习生、查晓师弟杨春、殷志平一活中都曾给予我关也和帮助,付出了很多辛苦,同时每个人都用自己的实际行动鼓舞,-着我,感动着我,是我学习的楷模我在无锡分校的牛活充实而有意。有了大家的陪伴。,让义,我每次巧南京都感觉很温暖。同时真必感谢我的舍友及所有的硕±同学一直在我背后默默支持和关也我的父母在此,因为有了他们时时,巧也要深深感谢!的关也和鼓励,我才有勇气战胜困难,不懈努力、!再次感谢所有关屯、支持和帮助我的人们李洁2015年5月1日于无锡分校56 参考文献参考文献,.1陈旭赵云自告,透元堂,等.城镇污水处理设施建设与运行投资预测分析叫中国绝水排][201402-水:133-.()34-2,...11:15.]马琳贺锋我国农村生活活水组合处理技术研究进福[J]水处理技术20(0)[-.126.口]呂锡武.小型分散式农村污水处理的理论与实践阱水工业市场202巧9):344WYZh-wuuWLuX.Ident1novtsteitriine约£巧inaelmuliioecologcalasewate[],,fygky口壯畑pb-treamenroce巧for..ruraare化J.EcoogcaEnmeering201361:166173ttllil,p[]呂5李先宁,a賴武,,等.农村生活污水处理技术与示范工程硏究m.中国水利.]孔海南[2006-171922.():,高德J..巧阮晶晶,洪剑明.人工湿地基质硏奔进展首都师范大学学报(自然科学版)[][0685-902009.():7任森华,袁博,葛大兵,等.处理生活污水的人工湿地系统构成及其优化配置研究进展J.][][1404-湖南农业科学.20:巧巧.()[8]AkratosCS,TsihrintzisVA.Efectofbinperature,HRT,vegetationandporousmediaonv-trwtwremoa.lefficiencofil饥scalehorizonalsubsu拉cefloCO打sru幻edetlandsJEcologicalyp[]neer-En.077311.giing20,29:19口)了怡,宋新山,严登华..[糾不同基质在人工湿地脱氮中的应用及其研究进展机环境污染与205-防治.201:8890.()10.袁东海,景丽洁,高七样,等.几种人工湿地基质净化碟素污染性能的分析[化环境科学[]200-501:5155.()11赵桂瑜.人工湿地除憐基质筛选及其吸附机理研究D..,2007][同济大学[]J2刘權坦,王固芳,谢样峰,等.不同基廣对人工湿地脱氮識果和硝化及反硝化细菌分布的[]>影响J.东南大学学报自然科学版:[.20110240040.]()(5)13曹巧巧..,腺卫,荆肇乾高巧粉煤灰陶粒对人工湿地强化除憐机制机中南乂学学报(自然[]-科学版).20口(口):49巧4943.14陈永华,吴晓芙,蒋丽麗,等.处理生活污水湿地植物的筛选与净化潜力评价环境科[][化-学学报.200808154915.():54"15StottmeisterUiefinAK.Efecrsmn,Wer,uschkP,巧altsoflantsandmicrooisincostructed[]pganrwa--wa化rwetlandsfostetreatniBechnoA.312:7.畑tiotlodvances200,22巧H[化gy()16尹巧,李培军,裘巧俊.、.,等植物吸收在人工湿地去除氮鱗中的贡献机生态学杂志.[]200602-:218221.()17李林锋,年跃刚,蒋高明.植物啜收在人工湿地脱氮除轉中的贡献.[][冲环境科学研筑200903-():337342.18李建娜,胡曰利.,吴晓芙,等人工湿地污水处理系统中的植物氮鱗暇收富集能力研究[][可07-环境污染与防治.2007:506509.()陈文音,陈章和,.巧,何其凡等两种不同根系类型湿地植物的棍系生长叫.生态学报.[]200750-02.();445820王歲.垂直流湿地植物作用评价与综合强化方法研究D.同济大2007.[]]学[,Gunn-2itoPheAMastiVH加erPl.CttdhUyili,o,en,巧aonstrucedwelans化rduc[ppeemeloltchmetsintiitrecopludo打fromindustrialcanaquacMederaneansstems;A化vtoovercomeyiewobstaclesandsue巧otentia-呂glsolutions.EnvirentIntrtio打al.201464:I氏p口onmena,;]2引Vm犯alJ.TheuseofhybridconstructedwetlandsIbrwastewa把rtrea脯entw[yi化巧ecialate打tion化ntroenremovaig]:AreviewofarecentdevelopmentJ.Water民esearch.20134714:[],)(57 东南大学硕±学位论文4795-4811.23SelK.NWranreicheruninKridJ.I;HdrobonhideeueeezurGrundwasseefentaisce[]gg[]y民wa巧-e..15113081833.inigungsme出odeGWFWasser/Aber96,():324JohansenH.NBrixH.Desincriteriaforatwos化econstructedwetland.In:Proceedinsof[],,gggtile5thInternationalConferenceonWetlandSstems仿rWaterPoll扣ionControl.ViennaAustria.yChapterIX/3.()Z.1996:44.[]25李剑波-.强化垂直流水干流组合人工湿地处理生活污水研巧[D.[]]同济大学环境科学与工2008程学院同济大学.,-26帖靖蜜..,郑正,钟云,等潜流上行垂直流复合人工湿地对氮憐去除效果生态学杂志[][可200603-265269.():27YehTY,WuCH,Pollutantremovalwithinhbridconstructedwetlandsysbmsintroical[]yp-re...gionsJWaterSciTechnol2009巧(2):233240[],[28]KaiUawanichkulS,Karchanawo打gS,JingSR.Treatmentoffermen化d扫shprodu幻ionwaskwaterbyconstructedwetlandsysteminThailand口].ChiangMaiJournalofScience.2009,36:-149157.29BrxiHKoottateTFrd0etal.Theflowerand也ebutterflconstructedwetl細dtt[],,ssema,pyyy—KohPhiPhiSystemdesignandlesso打slearneddurinimlementationandoeration.Ecologicalgpp^]Enineerin29-g.201137:7735.g,巧)RvABarceo-unaIMronrmovanamu-sa30liaslitloelleGE.Pllutateliltitemunici[]Qgpa,,wast:ewatertreatmentsys化mcomrisedofconstructedwetlandsandamaturationondinatemeratepp,p-cl.W.20114:.imateJaterSciTechnol,64980987[]()W.31C山L.OuyangYYan巧al民emovalofnutrientsfromsetictankefflue打twithbaffle,g,p[]-rnaEronM-ubsurface幻owconstructedwet..slandsJ.JoulofnvimeMalanaement2015,153:3339[]g320山OuangYGuWeta.Evremclaluationofnutrientovaleffiiencandmicrobialenzyme[]Ly,,yct-waivitinabaffledsubsurcefruc:tlt;J.BirsourcTechnl.201y拉loconst1edweandsysemoeeoogy3[],-146:656662.33张建,,.J,邵文生何苗等潛流人工湿地处理污染河水冬季运巧及升温强化处理研究.环[][]08-境科学.2006:15601564.()4申欢胡洪营.,潘永宝.潜流式人工湿地冬季运行的强化措施研究中国给水排水[3J,44-46200705.():35Giardini.mericaflowconsructedwelandsforMorariFLMunicialwastewatertreatntwithvetltt[],prrit-i.Ecoocangneerng.20095:43.iaonreuse口lilEii356653g]g,()廊永华,.J.36,吴晓芙陈巧利,等人工湿地污水处理系统冬季植物的筛选与评价环境科[][]-学.20178914.1008:巧().环37金秋,吴埼平,施勇,等.水生蔬菓型人工湿地技术净化农村生活污水的试验硏究机[]-境科技.2009(06):1720..陆松柳.条件下的生长状况及根系分泌物研巧m38,胡洪营,孙迎雪,等3种湿地植物在水培[]-环境科学.2009(07):19011905.湿地处理生活污水的试验研充J.水.2009351:39,田.复合流人工[处理技术祝宇慧光明],()[]46-4953.,[40]孟忠常.人工湿地技术在处理乡镇生活巧水中的应用[D].贵州大学,2010."宋海亮D.东南大学2005..水生植物滤床技术改善富营养化水体水质的研充],[][42胡鋪好,袁菊汪.水生蔬菜对富营养化水体净化及资源化利用J.湖拍科学.,杨肖娥[][]58 参考文献-201003:41420.()643余亚琴,,,目锡武吴义锋,等.氧化沟/水生植物滤床组合工艺处理蓝藻厌氧沼液J中国[][]07-给水排水.20132.:023()一44鲁浩.黑麦草作为水培复合人工湿地栽培作物的可行性研究[D].西安建筑科技大学,[]2013.45王超,任勇難,张海,等.水墙技术作为人工湿地预处理工艺可行性研究饥.中国环境科[]-.20.学1008:10791085()-46范巧喜.J..07:3132.,王瑜蔬菓无上栽培营养液管理常见问题分析蔬菓2002[][]()47周雪萍.蔬菜无止栽培技术发展探巧阴.农家科技(下旬刊).20M]:54.[]()4-8樊力强...:.,吴志削,等蔬莱无±栽培现状及发展前景川200886365[]段彥丹,北方园艺()49周彥峰,邱凌,李自林I等.沼液用于无±栽培的营养机理与技术优化J.农机化研究.[][]20-1305:224227.()5J ̄..2008064244.,,.沼液在中国沼气:[則陆家贤刘博野徐虹番茄无±栽培中的应用[]()[51]MiaoXinCSMX.Utilizationofaquaculturewashwaterinvegetablehydroponicproduction-stemJ:s.TrantionsoftheSAE.20021805131133.y[]sacC,()李娟,周健民.水培条件下C〇2与NH/ZNCV配比对番茄幼苗生育的影响化农业工程学报-[巧200607-():138142.-Kadl.Ni53TannerClec民HibbsMM,etaitroenrocessnradientsinsubsurfaceflow[]C,,Ggpggttw—n円u巧watertreaetlandswhat;iJ.E.2184menienceofaecracersticscologicalEn呂ineering002,:[]()499-520.5FanJZhangBZhangJ巧al.Intermittentaerationstrate!:〇enhanceoranicsandnitroen[W,,,gyggresurfce打owonstructtandJ-bsua.BioresrceTechnolo.2013141:117122.movalincedwelsou,[]gymaza‘口引VlJ?民emovalofnutrentsinvarioustesofCO打structedwetla打dsJScienceofTheyiyp[]Toronment--talEnvi200738013:4865.,()56李娟英,赵庆样.低浓度氨氮硝化过程中影响因素的硏荒J.环境污染与防治.200601:[][]()1-113.[57]Son呂mingZ,ShdinC.Theimpactof化mperatureon打i厅i巧cationrateinfixedfilmbio巧lters[J].Aquacultural巨ngineering.2002,26(4):^1J37.[58]付国楷,王敏,张智,等.人工湿地巧于污水深度处理的反应动力学[叮±木建筑与环境工程-.2012344:min.,()59J张莱社李广贺,周填.潜流人工湿地负荷变化对脱氮效祟的影响研究[化环境科学.,,等[2006-(02):2532%.60李丽.]1种湿地植物在巧染水体中的生长特性及对水质净化作用研究D.暨南大学11.,20[][][川HuangJ,WangS,YanL別al.Plantphotosy打化esisanditsinfluencecmremovaleficienciesin,strn-CO打uclJ.E巨r.010%促101.tedwetan过scoloical打ineei2:巧043[]ggg,)62MayoAWBiamboT.NironranformtionirizIrfrue,gttsanhoon化subsuaceflowconst化d[Jget-landsIMldlt,ChEP.200we:odeeveomen口]Physicsandemistryof化earthartA/B/C5301p,s,(116):658-667.[63]BigamboT,MayoAW.Nitrogentransformationinhorizon化1subsurface打owconstructedwet-landsIIEffetbflm.PhChitrEarthPtA/B/C.200:cofioiJsicsandemsofthe,ars5,30(1116:[]yy)668-672.rH-64Bix.Doacroearconucreatmentws?:mtsioleinstrtedtetlandJ.11117.[]phyp巧[]997,35(5)[65SirivedhinTraKA.FactorsaectindeniricationratemextlFld],Gyfgt巧serimentalweands:iep-andlaboratorystiKiiesJ.EcologicalE打g..ineering三006262:167181[],()59 东南大学硕±学位论文刘重.66,丘锦荣,卫泽斌,等植物及其根系分泌物对污水净化效果的影响J.环境工程学[][]-报.2009071.(^:9976[67]黄磊,张绍博,鲁言言,等.富蒲和空私菜在处理微污染河水潜流人工湿地中的应用J.环[]05-境工程学报.201418451850.():-卢少勇,.202:391396.68,金相灿,余刚人工湿地的憐去除机理生态环境006[][可()6arve0RRhueRD-.Kineticsandhoasrtiinaui[刊Hy,energeticsofpsphteopo打mltcomponentAIII-l()FenihydroxidesorbentstemJ.rnalofColloidandterfaceScience.20082:()()巧[]JouIn,322()384-393.-rLnPPr-70GsHL.MllinfhohibCdFeie,ennCJ,edesenodesateretentonaanrichfilter[]yyggoppy-materaserowtt-.co..ilundflhroughcondiions口EloicalEnineerin201575:93102]ggg,71VJMMA.Wlsfbr:tJ.[]AT,FetandwastewatertreatmentOortuniiesandlimitationspp[]E-co.1.loicalEngineering999121:512g(),72杨子置.小型分散式污水生物生态工艺强化工艺除麟研巧与应用D.东南大学2012.[][],[73]王坦和,王薇,俞燕.水力条件对人工湿地处理效果的影响[叮东南大学学报(自然科学版).2003-(03):3巧362.74吉祝美,吕锡武,李先宁.低温下跌水曝气接触氧化处理乡村生活污水J.水.[][]处理技术20070277-79.(:))[75]吴埼平.乡村小型生活污水生物生态除?脱氮技术研巧圧.东南大学2008.],76BM-wwetachandPA和.Deneruand;ritrificationinconstructedfree扣srfacelsI.Veih[]yhg-nhr扣e化111〇¥31ratesinamacrocosmstudy口.EcoloicalEnineerin-1999141:915.]ggg,()77,..工业.]邓风童宁潜流人工湿地经济植物根际微环境相关指标的硏巧[J]安全与环保[20141-(三):811.78LuHHY.rrnd[]SuSun巧alEfectofcabonsourceonthedenitificatio打inconstruaedwetlasJ.,,,[]Jolf-urnaoEnvironlSciences.200921810361043.menta:,()79了怡,朱新山,严登华.反硝化碳源在人工湿地脱氮中的应用及其研巧进展J.环境污染[][]-与防治:.2011(12)6569.0李晓歳.巧,贵亚红,李冰,等人工湿地植物缓释碳源的预处理方式及释碳性能研究水][化-处理技术.201312:4648.()一1朱木兰,王玉双等.钢渣填料潜流湿地秋冬季运行维护效果研究工业水巧,张鸿涛,][叮20-1.处理.14(05):136-82陆松柳...200807.,胡決营人工湿地的反硝化能力研究川中国给水排水:6365[]()83王春林,张博,贾学明.子午峰林区常见野生蔬菜营养成分分析J.长江蔬菜.201502:[][]()46-49.84苏苑君.,胡笑涛,王瑞,等不同氮憐钟水平对水培生菜产量和品质的影响仲惜农业[][化工程学院学报.20141.:85马沛勤.不同浓度铅胁迫对3种蔬莱抗氧化生理指标的影响川.江苏农业科学.2013(08):[]-154156.86吴三林刘芳.J.2012,李艳艳,等几种峨眉山野生蔬菜营养成分的测定北方园艺20:[],[]()W-28.87刘磊,曾迪,谢玉萍,等.水培生菜高产品种筛选及不同通气化理对生萊平均单株质量和[]201204-:61616.品质的影响.3[可热带作物学报()-88俞永和.芥菜的营养价值及高产高效栽培技术J.上海蔬薬.201203):99100.[][](9.J.周晚来,闻婿,等短期连续光照下水培生菜品质指标变化及其关联性分析中巧,刘文科[]]-国生态农业学报.2011(06):13191323.60 参考文献90焦晓辉.52.[].美味雪里謗吃出健康来J.农材.农业.农民B版20111:,[]()(巧*-、巧晓慧?摩莉踩-齡产8种野菜主要营养成分比较分析化安徽农业科学.201752.102:751I;川()92王萍,朱祝军.腊關加工对不同品种叶用芥菓抗氧化物质含量和抗氧化活性的影响巧.核[]-农学报.200606516520.():93廖育林,荣湘民,刘强,等.氮服施用量与蘭宦产量和品质及氮肥利用率的关系[J.湖南[]]农业大学学报(自然科学版0047"4).25巧0:乂94任文君,吴亦红,田在锋,等,白洋淀道草不同生长期生物量及营养价值变化动态J.草[][]-01.业学报.2012;2433()95宋娜,郭巧伟,沈其莱.不同氮素形态营养及水分胁迫对分襄期水稻水分吸收及光合特性[]-的影响南京农业大学学报.200604.[叮():6469,邱孝爐,蔡元呈.J.生态学报.巧別任祖禮,等氮肥施用与蔬菜硝酸盐积累的相关研究[]-199805.():77827]邢景芝汪建飞,.巧,,李孝島等氮肥形态及配比对藻莱生长和安全品质的影响化植物营[20-养与肥料学报1502:5.()52734.^8,.、.巧]牛振明,张国斌,刘赵帆等氨素形态及配比对甘蓝养分吸收产量义及品质的影响m20-草业学报:76.13(06)68.[99张冀飞.施氮对甜菓氮素同化与碳代谢的调控机制研究D.东北农业大学2013.][],1波友.光强对油菓和诸葛菜电子流传递和硝酸盐累积的影响的.北方园芝.[00]杨,吴沿20-2012(12):17.101熊春辉,.J..12,卢永恩,欧阳波等水生蔬莱重金属污染与防治研究进展长江蔬菜2016:[][]()-16.-102黄凯丰,.费白对铜J..14448.江解增、铅暇收分配的差异研究长江蔬菜200:5[][]^)103,,..14:]许晓光卢永恩乎汉霞锦和铅在蓮顧各器官中累积规律的研究化长江蔬菜2010)[[(5-356.1-04,李秀丽.274[]王树谦.污水灌概对水±及农作物的影响研究机.人民黄河008(11):76.105李波,任树梅,.、,水,张旭等再生水灌概对番茄品质重金属含景W及上壤的影响研究J[][]-±保持学报..2007(02):163165106Pe打KLuoCLoLetal.BioaccumuEoheavmelteatntPtt,ulatioftasbhiclasoamoeo打[]g,,yyquapgpectinatusL.andPotamogetonmalaianusMi.l;heirobntialufrcontaminaonindicatorsandqandpseoti-inwastewatertreatmen.SnTErot.三83於29.t^]cieceofheTotalnvinmen00,(^1):22107FritoAre呂erM.Uakeanddtrtionof之打andPbnanuacan]ifTGtisibuCu,Cdiatilt[,p,,qp"Potamoemo-tonnatansJ.Chesie6322g.2006:220^.[]phe,()[10別WeisJS,WdsP.Metaluptake,transportandrele化ebywetlandplants:implicationsfbrnrrrrn-to代med:phyiatioandestoaion.nvionmenInteational.5700.t^]Et2004,30568()109赵勇.±壤、蔬菜的铅污染相关性分析及±壤铅污染阀限值研究J.,李红娟,魏婷婷,等[][]中国生态农业学报-.2008(04):843847.[no]刘洪蓮,李艳慧,李恋卿,等.太湖地区某地农田±壤及农产品中重金属巧染及风险评价-J.安全与环境学报.2006(056063.[:])[m]李海燕,陈章和.立种湿地植物的生长及根系溶解性有机碳分泌物研究[J].热带亚热带植-物学报.2011(06):536542.-112rembourgFRoumLafbntFWa巧C.Diferencesinrzohrecaiaoninamon[]hi巧e巿的rtiti,pggan-pltseciesodirenflJ.Pnd.2003:34757.pf祇tamiieslat畑Soil2%3[],口)[H3]起建松.两种湿地类型条件下芦韦和芦竹的生理特性与氮麟净化效果比较[D].山东大学,200t61 东南大学硕±学位论文D2005.114錐维国.潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究.东南大学,[][]uuaw-n民eddK氏DebskWF.NutrientstoraecaabiHtiesofaticandedandlantsA.I:[115]yp[]gpqReddy,K.R.(eds).AquaticPlantsforWaterTreatmentandResourceRecovery[C].?OrlandoFLMPubs7.337.-:agnolialihing巧8357,,1.表面流人工湿地中瓣的季节性迁移转化规律J..16林静,凌云,徐亚同湖北农业科学[][]20-111633073309.():62 55附录-水生蔬菜滤床蔬菜型潜流人工湿地蔬菓照片:HIPP空屯、菜(滤床)mM番?(滤床)哪i翻费白C潜)63 东南大学硕d:学位论文WM豆瓣柴(滤床)m豆瓣菜(潜)水芹(潜)64 生菜(滤巧).讓水芹(滤床)’.’■1^,t窝宦(潜)65 东南大学硕±学位拖文tel雪里藻(滤床)闕麵圓鐵:筒嵩(潜)66
此文档下载收益归作者所有