2种挺水植物治理生活污水的研究

茭白与水生美人蕉在供试生活污水中均能正常生长,对水体中的总氮、总磷、NH3-N和COD均有较好的去除效果,可作为净化生活污水的植物。茭白与水生美人蕉混合种植虽然对生活污水也有较好的净化效果,但未表现出比两者单独种植时更好的净化效果,为此不能认为是生活污水净化效果最好的植物组合。     

茭白-水稻人工湿地对不同处理梯度生活污水的净化研究

为明确利用农田人工湿地对农村生活污水进行资源化利用的可行性,选用茭白-水稻轮作种植模式下的人工湿地系统,通过室内盆栽试验开展了生活污水原水、厌氧出水、接触氧化出水和尾水等4种处理梯度污水灌溉茭白和水稻的研究,分析两种植物对化学需氧量、氨氮和总磷的净化效果以及植物丙二醛含量的变化.结果 表明:茭白和水稻对生活污水原水的处理效果最好,对接触氧化出水的总磷去除效果较差;水稻对化学需氧量、氨氮和总磷的整体去赊效果优于茭白;随着污水处理程度的提高,植物对氨磷的消纳量逐渐增加;污水灌溉在不同程度上促进了茭白、水稻的生长发育.研究表明茭白-水稻轮作在高浓度污水处理中可发挥巨大优势,且有利于茭白、水稻生长发育.     

湿地植物对富营养化水体中氮磷的吸收及去除贡献

为探明湿地植物对富营养化水体氮、磷的吸收与人工湿地脱氮除磷之间的关系,以威宁草海西海码头人工湿地为研究对象,全年监测了人工湿地氮、磷的去除效果,对4种湿地植物的生物量和体内氮、磷含量进行分析并测算4种湿地植物的氮磷吸收能力及去除贡献。结果表明:湿地植物种类不同,其吸收氮、磷能力差异较大,菖蒲、水葱对氮、磷的吸收能力较高,茭白、美人蕉的吸收能力较弱(以吸收能力综合评分评定)。按全年衡算,湿地植物TN吸收量为13.08~104.18 g/(m2·a),植株TN吸收量占湿地氮去除量的0.31%~2.49%,地上部分吸收量占湿地氮去除量的0.2%~1.51%;TP吸收量为0.90~5.55g/(m2·a),TP的吸收积累量占湿地磷去除量的0.18%~1.13%,地上部分吸收量占湿地去除量的0.12%~0.72%。湿地植物的直接吸收量对人工湿地脱氮除磷的贡献较小(小于10%),在其利用和选择上应考虑其综合作用及其生态效益。     

生态型氧化沟对生活污水的净化效果

对生态型氧化沟在不同季节各采样点的污水质量浓度变化以及植物吸收作用的影响进行了研究.结果表明,污水化学需氯量(Chemical oxygen demand,COD)、总氮(Total nitrogen,TN)、NH+4 -N、总磷(Total phosphorous,TP)等指标在各采样点的动态变化受进水质量浓度及季节变化的影响,除COD以外,其他指标在各采样点的质量浓度基本上表现出冬天＞春天＞秋天＞夏天的规律.COD、NH+4 -N、TN、TP等的质量浓度,除在B采样点处随着溶解氧(Dissolved oxygen,DO)的质量浓度升高而有大幅度降低以外,在其他采样点的变化较小;从植物吸收带走的氮、磷来看,美人蕉(Canna indica)对氮、磷的去除量最大,分别为14.50 g/m3和2.14 g/m3,蕹菜(Ipomoea aquatica)对氮的去除量最少,仅为5.457 g/m3.根据质量平衡原理,0.08% ～0.23% 的氮和0.03% ～0.18% 的磷从植物的收割中被去除,单从植物吸收带走的氮磷量来看,其直接去除能力比较有限,但其间接作用不可忽视.     

模拟人工湿地系统净化生活污水研究

以无植物、沸石和石灰石1：1体积混合为基质的模拟人工湿地系统为对照,研究了美人蕉与富贵竹在不同种植方式及3组反应停留时间下对生活污水中污染物的净化效果。结果表明,不同类型湿地在72h停留时间下具有更好的脱氮除磷效果,而COD的去除效果则在48h停留时间下较为稳定,24h停留时间下各个湿地的处理效果均不理想。不同植物对脱氮除磷的效果差异较大,但各个湿地的COD去除效率在相同停留时间下差别不大。关人蕉湿地的脱氮除磷效率在3个停留时间下均优于其他湿地。美人蕉和富瓷竹混合种植体系对生活污水的净化效果与美人蕉单一种植体系差异不明显,美人蕉湿地表现出更稳定的处理效果。     

4种湿地植物的生理性状对人工湿地床设计的影响

野外调查分析了4种常见湿地植物的最长根长,根系体积,植物密度,植株的氮、磷和锌含量等对人工湿地去除污染物、人工湿地设计和人工湿地使用寿命的影响.结果表明,最长根长以美人蕉为最长(43.73 cm),芦苇其次(32.50 cm),黄花鸢尾最短(12.57 cm);根系体积以美人蕉最大(66.72 cm3),芦苇其次(17.42 cm3),黄花鸢尾最低(4.70 cm3);密度以芦苇最高(257株·m-2),美人蕉其次(61株·m-2),茭白最低(54株·m-2);单位面积上芦苇、美人蕉、茭白和黄花鸢尾地上部分生物量分别是4.27、2.12、0.94和O.78 kg·m-2.相应地,单位面积上植物地上部分对氮、磷和锌的吸收量以芦苇最高,美人蕉其次.黄花鸢尾最低.不同植物对人工湿地的使用寿命没有显著影响,但植物的最长根长和密度可作为人工湿地基质深度设计和植物数量配置的依据.     

富营养化污水对美人蕉生理特性的影响

以美人蕉为材料,研究了富营养化污水中氮、磷浓度变化对美人蕉生理特性的影响.结果显示,富营养化污水明显影响美人蕉的生长,表现为生物量增加缓慢、叶绿素含量下降.高浓度的氮、磷引起美人蕉过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶等酶的活性持续升高,随着富营养化污水中氮、磷浓度的升高,3种酶的活性变幅明显减小,相反,美人蕉植株中的丙二醛含量却明显升高.研究表明美人蕉抗氧化酶系统的活性受到富营养化污水的干扰,清除活性氧能力有所下降,活性氧积累促进膜脂过氧化加快.这种变化可能是富营养化污水影响植物生长的原因之一,也可能是植物对富营养化污水修复效果的限制性因素之一.     

高效去除水体中氮、磷的植物及组合植物研究

用水培试验比较研究了不同挺水植物(再力花、常绿鸢尾、美人蕉)和浮水植物(黄花水龙、聚草、大漂)及其组合在15 d的培养期间对水中氮、磷的去除效率.结果表明:6种水生植物单独培养下,再力花和大漂的干重增量和吸氮、磷增量最高,对水中总氮、总磷去除率也最高.在挺水与浮水植物组合下,挺水植物的生物增量和去氮、去磷效率较其在单独培养下均有所提高,而浮水植物上述指标均有所下降,表明挺水植物与浮水植物在吸氮、磷方面存在竞争关系,且挺水植物去氮、磷能力强于浮水植物.研究还表明,大漂与再力花的组合对去除水中氮、磷效果均较好,15 d时去除效率分别达97.9％和90.7％.因此,二者可推荐为高效去除水体中氮、磷的植物及组合植物.     

4种湿地植物对污水中氮磷的去除效能及其迁移规律

为探讨湿地植物对水体中氮、磷营养元素的去除效果,本试验选取了4种水生植物芦苇、香蒲、菖蒲和水葱作为试验材料,通过分别设置3个不同浓度梯度总氮、总磷的生活污水处理,分析不同植物对污水中总氮、总磷的吸收效果。结果表明:1）不同湿地模拟系统中,植物对总氮的吸收作用以植株地上部分为主。植物对污水中的总氮的累积量大小顺序依次为水葱、芦苇、香蒲、菖蒲。2）不同湿地模拟系统中,植物对总磷的吸收作用虽以根系为主,但受生物量的影响,各植株TP含量仍以地上部分居多。植物对总磷的累积量大小顺序依次为香蒲、菖蒲、芦苇、水葱。3）随着总氮、总磷的处理浓度的增高,污水中总氮、总磷的去除率随之增高,说明植物对氮、磷含量高的污水去除效果较好。4种湿地植物对生活污水中总氮的去除率范围为80.3%~93.6%,对总磷的去除率范围为75.7%~97.2%。     

2种浮床植物对大清河水质净化效果的研究

[目的]为秋冬季节选育不同类型的浮床植物净化污水提供参考,为滇池流域本土植物在浮床系统中的推广应用提供理论依据。[方法]用严重富营养化水体大清河水培育美人蕉和伞草,同时设不培育植物的大清河污水为对照,研究美人蕉和伞草2种浮床植物对大清河水质的净化效果。[结果]利用云南土著植物美人蕉和伞草在秋冬季节处理大清河污水具有良好的净化效果。2种植物在污水中均能正常生长发育。对污水中TN、TP的去除率,美人蕉达到84%、80%,伞草达到77%、72%;对TN、TP的平均生物量去除速率,美人蕉为21.697、.97 mg/（kg.d）,伞草为12.315、.95 mg/（kg.d）。培育美人蕉和伞草的污水中叶绿素和浮游生物量明显下降,与原污水相比较,浮游生物量分别降低了82%和68%。[结论]美人蕉和伞草能去除污水中大部分的污染物。     

浮水植物对富营养水体的作用研究

[目的]研究3种浮水植物对富营养化水体中营养盐的去除能力。[方法]选择采自鄱阳湖3种不同的浮水植物(凤眼莲、水浮莲和槐叶萍),利用软隔离小区试验研究了它们对富营养化水体的净化作用效果。[结果]浮水植物处理进行150 d时,3种浮水植物对水体中总氮的去除率分别为槐叶萍(70%)>凤眼莲(67%)>浮水莲(61%);对TP的去除率分别为凤眼莲(56%)>水浮莲(53%)>槐叶萍(49%)。凤眼莲和槐叶萍处理围区的水质净化效果较好,这与植物自身吸收同化污染水体中氮素、磷素的能力大小及植物根系微生物的作用都有关。凤眼莲和槐叶萍在提高水体透明度方面效果也较好。[结论]凤眼莲和槐叶萍的长势最佳,生长周期长,对水体中总氮和总磷的去除效果最好,对其他水质指标的改善效果也最好。     

绿狐尾藻和空心菜对模拟池塘养殖尾水的净化效果分析

【目的】探究绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides Gaudich）和空心菜（Ipomoea aquatica Forsk）在漂浮环境培养条件下对不同氮磷水平养殖尾水的适应性及对氮磷营养的吸收和去除效果,为促进2种植物在池塘养殖尾水处理中的推广应用提供参考。【方法】以绿狐尾藻和空心菜为供试植物,设总氮（TN）和总磷（TP）浓度分别为5、10、15 mg/L和1、2、3 mg/L的低（A）、中（B）、高（C）3组模拟养殖尾水,比较2种植物在培养42 d时的生物量、氮磷累积量,以及对水体氮磷的去除能力。【结果】绿狐尾藻在A、B、C组持续生长42 d,其42 d净增生物量和氮磷累积量随生长时间延长、水体氮磷浓度增加而增加,最大值出现在C组;空心菜在A、B、C组正常生长28 d,其42 d净增生物量和氮、磷累积量随水体氮磷浓度增加而下降,最大值出现在A组。在42 d的试验期内,绿狐尾藻对水体氨氮（NH₄+-N）、TN、活性磷（SRP）和TP的去除率最高,氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而上升且去除氨氮能力最强,最大值出现在C组;空心菜的氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,且28 d后植株生长和去除能力下降。植物氮磷吸收贡献率结果显示,3组模拟养殖尾水中,绿狐尾藻植物吸收的氮磷贡献率介于33.65%~99.82%,高于空心菜的2.34%~62.21%。绿狐尾藻对低、中、高氮磷水平模拟养殖尾水的适应性优于空心菜;植物吸收是绿狐尾藻去除水体氮磷的主要途径。【结论】绿狐尾藻对水体氮磷的适应范围较广,表现为喜高氮磷,对水体氮磷水平的适应能力、生长和水体净化能力优于空心菜,可用于南方池塘养殖尾水的长期净化,应用潜力优于空心菜。空心菜的生长和对水体氮磷的去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,应用于夏秋季池塘养殖尾水处理时宜定期收割以保证净化效果。     

氧化沟低溶解氧运行模式下的脱氮除磷效果分析

[目的]研究低溶解氧条件对氧化沟的脱氮除磷效果。[方法]通过在2.0、1.0和0.5 mg/L溶解氧浓度下对氧化沟脱氮除磷效果进行的分析比较,选择溶解氧浓度范围为0.5～1.0mg/L,进行连续低氧运行与间歇低氧运行2种运行方式的中试试验。间歇运行根据曝气/停止曝气时间分为工况1(60 min/20min),以及工况2(70 min/20 min)进行试验。[结果]连续低氧运行时,氨氮与COD处理效果较好,平均去除率为84%和91%,TN和TP平均去除率为46%和70.1%;间歇运行时,工况1中,COD和氨氮的去除率仍然较好,同时反硝化程度提高,出水TN平均去除率为61%,TP平均去除率仅能达到55%;工况2中,COD和氨氮的去除率与工况一相似,TN平均去除率增至63%,出水TP平均去除率可达72%。[结论]间歇工况2是3种运行模式中较好的一种。     

绿狐尾藻、凤眼莲和大薸在罗非鱼混养池塘中的应用效果分析

【目的】通过比较3种水生植物在罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）混养池塘中的应用效果,探讨绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）在池塘养殖尾水处理中的应用前景,为建立罗非鱼池塘综合养殖模式提供科学依据。【方法】在主养罗非鱼、混养鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙鱼（Aristichthys nobilis）的池塘中,分别设置占池塘面积10%的绿狐尾藻、凤眼莲（Eichhornia crassipes）和大薸（Pistia stratiotes）3个浮床处理组及无植物对照组。试验初期和末期分别测定鱼类重量、植物体重量和氮磷含量,试验期内每月监测试验水体的总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）及五日生化需氧量（BOD₅）,计算池塘中植株生长及氮磷移出量、鱼单位净产量、水体氮磷含量及氮磷比（N/P）,以及水体TN、TP、COD_Mn与BOD₅排放达标率和排污量,对比分析3种植物的应用效果。【结果】试验末期绿狐尾藻、凤眼莲和大薸净增生物量分别为1076.4、2278.4和3545.1 kg,单位面积氮磷移出量分别为0.37、0.23和0.35 kg;对应的池塘鱼单位净产量分别为14497.5、12857.5和11274.7 kg/ha。试验期内TN和TP变化范围分别为0.53～2.21和0.108～0.279 mg/L,3个植物浮床组水体N/P值介于4.41～12.11,适合3种试验植物生长;凤眼莲和大薸生长迅速但后期植株出现发黄腐烂现象,后期绿狐尾藻生长优于凤眼莲和大薸。绿狐尾藻、凤眼莲和大薸3个植物浮床组水体营养物质TN、TP、COD_Mn和BOD₅均达到淡水池塘养殖尾水二级排放标准,水体排污量分别为221.32、229.62和229.24 kg/ha。绿狐尾藻组池塘单位面积鱼净产量及植株氮磷移出量最高,水体排污量最小,大薸组居中,凤眼莲组较差。【结论】绿狐尾藻能在池塘环境中漂浮生长且生产和生态效果俱佳,可替代凤眼莲和大薸用于淡水鱼池塘综合养殖模式构建和养殖尾水处理。     

不同生态浮床对景观水质的净化效果

【目的】明确不同生态浮床改善亚热带地区景观水质的效果,为我国南方地区应用生态浮床技术修复生态水环境提供参考依据。【方法】对比分析不同生态浮床对景观水体化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)去除能力及浮床植物生长状况的影响。【结果】美人蕉、鸢尾、花叶芦竹均能适应较高有机物及氮、磷浓度的水体,具有良好的适应性,对水体COD、TP、TN及NH4+-N也表现出良好的去除能力,但以美人蕉的净化效果最佳。美人蕉+组合填料生态浮床、美人蕉生态浮床、组合填料浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除能力分别为33.75~48.98、0.23~0.93、3.71~10.26和4.12~8.44 mg/m2,3种不同生态浮床对水体COD、TP、TN和NH4+-N的去除能力存在极显著差异(P<0.01),去除能力排序为美人蕉+组合填料生态浮床>美人蕉生态浮床>组合填料浮床。【结论】美人蕉+组合填料生态浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除效果最佳,较单一使用美人蕉生态浮床和组合填料浮床的净化效果更具优势,可作为我国南方地区修复生态水环境的首选生态浮床。     

不同结构草皮缓冲带对农田径流氮磷去除效果研究

通过对流过不同结构型式混播草皮缓冲带径流中污染物迁移影响的分析,研究其对农田径流氮磷的去除效果。结果表明,在TN、TP进水平均浓度分别为17.89 mg/L和1.04 mg/L的试验条件下,混播草皮缓冲带结构对农田径流TN、TP的去除能力具有明显差异,含有生态草沟的混播草皮缓冲带对TN、TP的去除能力明显强于单一缓坡和缓坡-阶梯结构的混播草皮缓冲带,其对径流水TN和渗流水TN的质量浓度削减率分别为51.08%和58.75%,对径流水TP和渗流水TP的质量浓度削减率分别为51.31%和65.29%。     

凤眼莲和水浮莲对滇池草海水体中氮去除效果的比较研究

通过模拟试验,比较了凤眼莲和水浮莲2种漂浮性水生植物对滇池草海水体的去氮效果。结果表明,凤眼莲 (Eichhornia crassipes) 和水浮莲 (Pistia stratiotes) 均有较强的水体去氮能力。在水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 初始平均浓度分别为8.40、7.20、4.12、2.59 mg·L^-1,凤眼莲和水浮莲种苗投放均为1 kg 的条件下,凤眼莲和水浮莲对水体总氮 (TN) 、溶解性总氮 (DTN) 、硝态氮 (NO₃^--N) 、铵态氮 (NH₄⁺-N) 30 d 去除率平均分别为74.24%、76.81%、87.62%、80.30%和70.10%、78.89%、94.77%、87.64%。凤眼莲和水浮莲吸收作用带走的氮占水体中总氮损失量的89.39%和82.33%,凤眼莲试验组、水浮莲试验组和对照组沉积物中氮含量占水体中氮损失量比率平均分别为6.94%、11.64%和83.51%,说明凤眼莲和水浮莲能有效吸附水体中悬浮颗粒物,进而减少了水体沉积物的形成,凤眼莲、水浮莲均能显著降低水体DO 及pH 值。虽然凤眼莲和水浮莲均能显著降低水体的总氮浓度,但由于水浮莲植株较脆,综合考虑,故认为大规模控制性种养凤眼莲是一种治理富营养化湖泊的可行途径。     

29种水生植物对农村生活污水净化能力研究

为筛选出对农村散户生活污水出水净化效果好的水生植物,以29种常见水生植物为材料,对模拟农村生活污水出水进行净化能力比较,并将不同植物对污染物的去除能力进行聚类分析。结果表明,有植物处理对污染物的去除率明显高于无植物对照,水力停留时间（HRT）对净化效果具有显著影响,水生植物在早期对污染物净化速率快。有植物处理对TN（总氮）的净化率比无植物对照组提高6.21%~26.66%,对NH₃-N（氨氮）、TP（总磷）、COD_Cr（化学需氧量）、SS（悬浮固体）的净化率分别提高7.03%~23.92%、17.40%~28.13%、7.47%~18.62%、8.90%~13.00%。其中凤眼莲在试验前期对TN、NH₃-N、TP净化具有一定优势,但试验后期对污染物净化能力与其他植物基本无差异,芦苇和香蒲在试验后期对TP净化效果较好。根据筛选指标的平均隶属函数值对29种植物进行聚类分析,可将植物分为高、中、低净化能力植物三大类：高净化能力植物为芦苇、凤眼莲、香蒲、花叶芦竹、美人蕉;中等净化能力植物为旱伞草、马蹄莲、大薸、睡莲、槐叶萍、伊乐藻、满江红、水葱、苦草、菖蒲、金鱼藻、千屈菜、荷花、萍蓬草、梭鱼草、茭草、狐尾藻、再力花、菹草、轮叶黑藻、德国鸢尾、芡实、黄菖蒲;低净化能力植物为菱。研究表明,挺水植物芦苇、香蒲、花叶芦竹、美人蕉,浮叶植物睡莲,漂浮植物凤眼莲,沉水植物伊乐藻、苦草对农村生活污水出水具有较高的净化能力,适合用于农村散户生活污水的植物修复治理中。凤眼莲属于外来入侵物种,在工程应用中需要采取一定控养措施,防止其对原有生态系统造成危害。     

3种水生植物的不同组合对富营养水体的净化效果研究

为研究水生植物对富营养化水体的净化效果,选择风车草(Cyperus involucratus,A)、狐尾藻(Myriophylium spicatum,B)和黑三棱(Sparganium stoloniferum,C) 3种水生植物,对其单一、2种和3种不同组合进行水培试验,通过实验室模拟富营养化水体,对总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD) 3个水体富营养化指标进行检测。结果显示,随着处理时间的增加,各组对富营养化水体中TN、TP和COD的去除率呈递增趋势;至36 d试验结束时,各组对富营养化水体中TN、TP和COD的去除率,ABC组显著大于AB、AC和BC各组,AB、AC和BC各组显著大于A、B和C各组,ABC组合对富营养化水体中TN、TP和COD的去除率分别达到98.64%、98.36%和95.49%。AB和BC与AC组之间TN单位去除能力和COD单位去除能力存在显著差异。说明在种植密度相同的条件下,3种不同水生植物组合去除富营养化水体总氮、总磷和化学需氧量的效果高于2种不同水生植物组合,而2种不同水生植物组合比1种水生植物的净化效果更优。结果为水生植物净化营养化水体中富营养成分提供理论参考和应用指导。     

12种挺水植物对模拟污水的净化作用

通过室内盆栽试验,研究12种北京地区常见多年生挺水植物在不同水力停留时间对模拟污染水质的净化作用。结果表明各试验植物对TN和TP的净化作用随水力停留时间的延长而提高。水力停留时间为30d时,除花叶菖蒲和小香蒲外,各植物对总氮去除率在95％以上,对总磷去除率在85％以上,较无植物空白差异显著。试验期间,千屈菜、黄菖蒲和菰对N,P元素的吸收对三者生物量增加有显著影响。综合考虑净化速率和最终净化率,千屈菜、野慈姑和黄菖蒲对总磷的净化效果尤为突出。菖蒲、野慈姑和芦苇对总氮净化效果位于前3位。菖蒲和千屈菜与其他植物相比对氮磷浓度较高的污水具有净化优势。