段志勇 盛建武 施漢昌 黃霞 胡洪營
　清華大學環境科學與工程系

前　言

　　當前我國正在就面源污染控制方法進行深入研究，以期能夠進入實際的推廣應用階段。這就需要對面源污染控制的一種非常重要的工藝方法人工濕地進行深入研究，本實驗研究就是針對人工濕地中挺水植物的選擇和布置問題進行比較詳細的探究并在傳統的植物床系統的基礎上提出更加有利于提高系統污水處理效率的改進形式。

1．實驗裝置和實驗條件

　　復合植物床體實驗是在我國面源污染控制示范區內滇池附近的云南農村地區進行的。整個實驗完全在自然條件下進行。床體尺寸為長6、寬1米、深0.6米，床體四周和底部密封了防滲材料，床體填料為爐渣。監測指標為COD和TN。

2．實驗結果和分析

　　首先進行典型的傳統形式的蘆葦床實驗，希望能夠通過對傳統的植物床人工濕地的動態運行研究考察來發現傳統形式的不足之處，從而有針對性的進行改進。
　　單一蘆葦床人工濕地動態運行實驗結果如圖1所示：

　　從上述實驗結果可以明顯看出污水中的COD降解的規律性很強，在靠近床體的前端約三分之一處，水中COD降解很快，其降解占總降解量的約70%，這也就是說COD在床體前端三分之一處降解了約三分之二。由此我們可以認為床體前端需要一個好氧的環境，而床體中的好氧環境是由挺水植物向根系傳氧造成的，所以這就需要在這一區域種植傳氧能力強的挺水植物。這就需要對常見床體所采用的挺水植物進行復氧性能的比較。
　　有研究表明蘆葦的根系復氧性能優于茭草和菖蒲。
　　由以上可以得出結論，在人工濕地床體好氧為主的前段（主要降解污水中的碳類有機物）適宜栽種根系泌氧能力強的蘆葦。
有資料表明茭草有較好的對污水中的氮磷的吸附作用。
　　綜合以上實驗研究和資料分析可以提出植物床的一種改進形式：在床體的前三分之一處種植蘆葦，在床體的后三分之二處種植對污水中的氮磷的吸附作用較好的茭草。這樣傳氧能力強的蘆葦將在COD降解的主要區域--床體的前三分之一處創造出更好的好氧環境，能夠更加有利于污水中的COD的降解。將傳氧能力較差的茭草種植在床體的后三分之二處，由于污水在進入這一區域之前大多數COD已經降解，所以床體總的COD降解效果不會受影響，而這一區域更強的厭氧環境和茭草較強的對污水中氮磷的吸附性能更加有利于污水中氮的去除。因此這種改進形式能夠提高污水中COD和TN的降解。
　　下面進行改進形式的復合植物床式人工濕地處理效果的驗證實驗。這個實驗共由2個復合植物床體組成，一個為改進形式的蘆葦茭草搭配種植床，另一個為單一茭草床。

　　改進形式的蘆葦茭草搭配種植床和未改進的茭草床的COD降解情況比較如下表所示：

進水 1號取樣點 2號取樣點 3號取樣點 4號取樣點 改進形式的蘆葦茭草搭配種植床 325 178 87 62 34 未改進的茭草床 314 198 130 87 67

　　將上表繪制成COD沿床體方向降解曲線如下：

　　從以上的圖表我們可以很容易的看出改進后的床體COD得降解效果明顯好于傳統的單一挺水植物床。這說明床體的改進形式是成功的。
　　改進形式的蘆葦茭草搭配種植床和未改進的蘆葦床的TN降解情況比較如表1所示：

表1 改進前后床體TN降解情況比較 床體 進水 出水 未改進的單一蘆葦床 22.371 5.671 改進形式的蘆葦茭草搭配種植床 22.371 4.698

　　從以上的圖表我們可以很容易的看出改進后的床體TN的降解效果優于傳統的單一挺水植物床。這說明床體的改進形式是成功的。

3．結論

　　綜合考慮不同挺水植物復氧性能的差異性和傳統人工濕地床體動態運行COD降解規律就得出了本實驗床體改進形式的思路，經過驗證實驗的驗證，其結果說明改進的思路是正確的，改進形式的COD和TN的降解效果都優于單一植物床。

參考資料：

　　1．Karamat R.Sistani,D.A.Mays,R.W.Taylor.Development of Natural Conditions in Constructruted Wetland:Biological and Chemical Changes.Ecological Engineering 12 (1999)125-131.
　　2．Badkoubi,H.Ganjidoust,A.Ghaderi and A.Rajabi.Performance of a Subsurface Constructed Wetland in Iran.