摘要：实验应用垂直流人工湿地处理生活污水，在实验运行一年期间内，对人工湿地废水常规指标COD、氨氮、总磷进行了数据处理和分析，并研究了水力停留时间、水力负荷、温度以及不同湿地植物等因素对人工湿地处理污染物效果的影响。结果表明：较长停留时间(24h)，较低水力负荷（0.3m/d），污染物的去除率好；随着温度的升高，处理效果提高；湿地中植物长势好于自然环境中，4种植物中酸模的生长速度最快，净化能力最好，其生长成熟时，氨氮、总磷的去除率稳定在95%左右，COD的去除率在60%左右。
论文关键词：垂直流人工湿地,生活污水,影响因素
1材料与方法
1.1．植物的选择
实验选用了4个陆生植物：鸢尾（Lis Tectorum）、酸模（Rumex acetosa Linn）、兰草（Cymbidium Spp）、葱兰（Zephyranthes candida Herb）。
1.2人工湿地系统
试验的湿地用有机琉璃加工而成，大小为0.6m×0.6 m×0.6m，分别在上端和底部设置布水管和集水管，取样点位于水箱出水管处。湿地下层(厚12cm)填充粒径为3～6cm的卵石，中层沙层(厚12cm)分2层，下为粗沙层(厚6cm)，粒径为1mm，上为细沙层(厚6cm)，粒径为50～100mm，表层土壤（厚20cm）。种植鸢尾。种植3排，每排3株，种植密度为25株/m2。另设3个对比实验，其结构、基质与上述湿地相同，上层土壤中分别种植葱兰、酸模、兰草，种植密度相同。酸模的覆盖率95%，兰草和葱兰的覆盖率约88%。
数据统计方法：采取平均取样。
1.3．原水水质
试验原水采自安徽工业大学宾馆的生活污水，COD浓度为33.52～ 144.40 mg﹒L-1，氨氮5.90～26.30 mg﹒L-1，TP 0.37～7.56 mg﹒L-1， 浊度9.33～106.70 NTU，pH为7.7～8.1。
1.4 水质与植物的分析方法
水质指标采用标准方法分析：COD、氨氮、TP分别为重铬酸钾法、纳氏试剂比色法、钼锑抗分光光度法［3］。
植物测定的生理指标：高度，干重。高度从植物的根部测量到顶部，干重是在108℃烘24h。
2．结果与讨论
2.1运行参数对人工湿地处理效果影响
2.2.1水力停留时间对出水水质的影响
水力停留时间（HRT）决定了污水与湿地的接触程度，和处理效果有很大的关系，根据实验运行情况，设计了4个水平：6h、12h、24h和48h，其污染物去除效果如表1所示：
表1 不同HRT条件下湿地对污染物的去除率
Tab.1 The removal rate of pollutants in constructed wetland under different HRT
植物
COD去除率(%) 氨氮去除率(%) TP去除率(%)
6h 12h 24h 48h
6h 12h 24h 48h
6h 12h 24h 48h
鸢尾
56.7 57.0 60.2 61.3 96.3 97.1 98.3 97.0 82.8 84.5 89.4 87.0
葱兰
61.4 71.5 76.5 72.8 99.0 98.0 98.7 98.1 91.3 92.3 93.3 92.8
酸模
50.4 60.7 72.4 72.9 97.7 97.1 98.2 97.7 93.9 96.0 97.4 95.2
兰草
51.3 56.4 65.4 58.8 98.1 98.3 98.4 99.4 86.0 88.6 94.6 93.7
由表1可见：随HRT增大，COD、氨氮、TP的去除率也随之提高，HRT=24h时湿地系统的综合去除效果最好。各植物系统COD去除率24h均达到60%以上。因为硝化细菌的增殖速度为1d左右，因此HRT为24h时，微生物数量骤增，氨氮去除率达到98%，48h时去除率没有太大变化。当HRT低于24h时，无法达到微生物中降解有机磷所用的时间[4]，而且原先被吸附在填料和植物根系表面的磷也很快被水流带走，没有足够的时间反应消耗，所以磷的去除率偏低，到24h时，各植物去除率基本上达到90%~95%，到48h时，由于污水停留时间加长，污水中出现部分厌氧状态，促进了聚磷菌对磷的释放，所以去除率略有下降。
2.2.2 水力负荷对出水水质的影响
水力负荷（HLR）是湿地单位面积上承受的水量，对湿地的处理效果有影响。根据湿地运行情况设计3个水力负荷：0.2（m/d），0.3（m/d），0.4（m/d）。
表2 不同HLR条件下湿地对污染物的去除率
Tab. 2 The removal rate of pollutants in constructed wetland under different HLR
植物
COD去除率(%) 氨氮去除率(%) TP去除率(%)
0.2m/d 0.3m/d 0.4m/d
0.2m/d 0.3m/d 0.4m/d
0.2m/d 0.3m/d 0.4m/d
鸢尾
42.7 69.1 62.6 96.5 97.2 98.2 81.2 92.8 91.7
葱兰
41.2 42.0 41.7 97.1 98.3 98.9 83.4 92.3 88.2
酸模
52.3 80.3 63.4 97.2 98.5 97.0 83.0 96.0 89.7
兰草
64.5 68.9 58.5 97.2 98.4 98.2 84.0 92.2 91.5
表2表明：低HLR（0.2m/d）时，其对污水中COD、TP的去除率不高；研究发现，当HLR过大时，污水在系统内停留时间短，部分吸附在生物膜表面的有机物来不及降解就被水流带出系统外，使COD的去除率下降。HLR对氨氮去除率的影响与COD相似，但影响明显小些。实验证明：HLR为0.3 m/d，湿地系统的去除效果最好。
2.2.3 温度对出水水质的影响
实验期内的环境温度为15～35℃，选择对鸢尾的湿地床进行观察，进水浓度基本不变。
人工湿地去除污染物主要依靠植物的吸附和微生物的分解等作用来完成的，这些作用较易受温度的影响。图1中可看出，随着温度的升高，湿地的去除污染物的能力增强。当温度从15℃到35℃时，COD的出水浓度由开始的26.8 mg﹒L-1下降到14.8 mg﹒L-1。
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