垂直流人工湿地植物配置研究

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1、分类号密级UDC编号中国科学院研究生院硕士学位论文垂直流人工湿地植物配置研究指导教师任海研究员博士中国科学院华南植物园夏汉平研究员博士中国科学院华南植物园申请学位级别硕士学位学科专业名称生态学论文提交日期2005年5月25日论文答辩日期2005年6月8日培养单位中国科学院华南植物园学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席彭少麟（教授）PlantConfigurationinVerticalFlowConstructedWetlandsbyChunchangLiuSupervisor:Prof.HaiRenPro

2、f.HanpingXiaAthesissubmittedfortheDegreeofMasterattheGraduateSchoolofTheChineseAcademyofSciencesJune,2005利用垂直流人工湿地处理生活污水研究污水处理人工湿地是一种新兴的废水处理技术.由耐污染的植物、不同粒径的砂砾及大量微生物、藻类和微小动物组成的完整生态系统。垂直流人工湿地是近年发展较快、应用较广泛的一种工艺形式。本研究在实际运行人工湿地系统、人工湿地中试系统和人工湿地微系统三个层面上•通过对人工湿地植物和水质进

3、行调查检测•系统研究了人工湿地植物筛选、植物配置、植物在人工湿地中的作用、植物生长过程中污染物去除规律及复合垂直流人工湿地的运行规律等•得岀以下主要结果：1.利用人工湿地中试系统首次初步筛选了水芋(CallapaluEis)、惹戏(Coixlacryma)>象草(Pennisetumpurpureiun)>血觅(lresineherbstii)等18种适合下行植物床和水芋、慧或、象草等14种适合上行植物床的人工湿地植物。之后.利用人工湿地微系统对部分初步筛选的植物进行去污能力检测。生长观测和去污能力检验相结合的二次

4、筛选方法是进行人工湿地植物大规模筛选的有效方法。多植物配置在保证较好的污水处理效果的同吋.还可以提高植物适应人工湿地环境各种胁迫的能力及抵御病虫害的能力•降低因单一植物建植带来的风险及增强景观效果等。2.在微系统实验中.植物移栽后的一个月左右的时间里•排出水中污染物浓度急剧下降•之后•出水屮各污染物浓度继续保持较小幅度的下降趋势。植物系统比沙滤系统能去除较多的总氮(TN).但对于总磷(TP)和化学需氧量(CODCr)贝'J沙滤系统好于植物系统。3.实际运行工程中.植物对氮磷的吸收量相对工程总去除量比例较小.植物吸收

5、不是人工湿地氮磷去除的主要途径。植物影响人工湿地表面板结物的形成.植物覆盖度越大•板结物越少。植物凋落物是导致表面板结的原因Z—•选择合适的人工湿地植物和对植物进行合理管理能减少植物凋落物的量•从而减轻表面板结程度。4.复合垂直流人工湿地中.污水经处理后,CODCr和BOD5去除率达到60%以上。TN和NH3・N的去除率达到40%左右.磷的去除率超过80%o其中.CODgbod5>tn和NH3・N主要在下行植物床中被去除.且下行植物床和上行植物床之间的出水浓度无显著差异；磷的去除主要集屮在上行植物床.且下行植物床和

6、上行植物床出水磷浓度差异达到极显著。下行植物床和上行植物床串联克服了单一植物床的不足.可以满足不同污染物去除所需的条件•同时去除多种污染物.提高人工湿地系统的综合去污能力。1.生活污水水质具有明显的昼夜差异性.但这种差异并未导致出水水质产生明显差异.人工湿地出水水质相对稳定。与前人的相关研究相比.本研究立足工程运行实际•着重进行植物研究•具有以下两个创新之处：第一.将实际运行工程、人工湿地中试系统和人工湿地微系统三个层次结合起来研究.探索了一套有效的植物筛选、配置和管理的方法；第二.结合水流方式上的差异.分别在下行

7、植物床和上行植物床进行了植物筛选实验.得出了不同水流条件下的植物筛选原则.该原则是对传统的植物筛选方法和原则的一个补充。关键词:人工湿地植物筛选植物配置垂直流污水净化PlantsConfigurationinVerticalFlowConstructedWetlandsByChunchangLiuDirectedbyProf.HaiRen,Prof.HanpingXiaAbstractConstructedwetlandisanintegratedartificialecosystemefficientforsew

8、agetreatment,consistedofsubstrateofdifferentsizes,pollutant-resistantplants,andmicroorganismincludingbacteria,alga,protozoanandsoon.Verticalconstructedwetlandisoneofafastdevelopeda