??????? 摘要：采用人工復合生態(tài)床處理滇池地區(qū)低濃度農村污水的試驗結果表明，在30cm/d的高水力負荷條件下，4個不同的單元床體對COD、TN、氨氮和TP的去除率分別為59.6%～70.6%、50.4%～60.6%、70.8%～83.0%和55.0%～66.0%。因蘆葦具有較強的輸氧能力，而茭白對氮、磷的吸收能力強，因此蘆葦和茭白混種是一種較好的植物栽種方式。
??????? 關鍵詞：人工濕地；農村污水；氮；磷；水生植物
??????? 近年隨著流域點源污染控制工程的實施，面源氮、磷入湖量占流入滇池總量的比例已超過50%，因此控制面源污染已成為解決滇池富營養(yǎng)化的關鍵。根據(jù)對滇池某示范控制區(qū)的調查，其地表徑流、水土流失、固體廢物和村鎮(zhèn)生活污水是主要面污染源，而河道和溝渠是污染物的最終入湖途徑，為此研究、開發(fā)了一種適合于該地區(qū)的新型人工濕地系統(tǒng)即人工復合生態(tài)床系統(tǒng)。
??????? 該系統(tǒng)是在人工濕地的基礎上選擇最佳的植物栽種方式，并在床體內部填充多孔的、有較大比表面積的介質以改善濕地的水力學性能，為微生物提供更大的附著面積，同時增強系統(tǒng)對污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。人工復合生態(tài)床作為濕地系統(tǒng)的一種，具有工藝簡單、運行管理方便、生態(tài)環(huán)境效益顯著、投資少等優(yōu)點，適合于村鎮(zhèn)生活污水的處理。根據(jù)調查，在滇池地區(qū)農村生活污水與排灌水相混合的現(xiàn)象十分普遍，因此農村生活污水匯集出口處因受農田排灌水的影響，污水濃度低、流量大。
??????? 對于潛流式濕地，若按常規(guī)的水力負荷(一般為2～15cm/d)設計要占很大的面積[1]，因此如何提高系統(tǒng)負荷、減少占地面積成為人工復合生態(tài)床研究的重點。
??????? 1試驗裝置及方法
??????? 1.1試驗裝置
??????? 試驗系統(tǒng)設在滇池流域某一示范控制區(qū)，共有4個單元床體，結構如圖1所示。
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??????? 首先，污水自流進入調節(jié)池，然后通過PVC管送入各個單元床體。人工復合生態(tài)床水流為潛流式，每個床體寬為1m、長為6m、床深為0.7m、坡度為1%。床體底部鋪設10cm厚的碎石(直徑為2～4cm)層，中部為40cm厚的爐渣層，上部為10cm厚的土壤層，污水在床體內部水平流動。布水區(qū)和集水區(qū)的寬度均為40cm，內部分別填充直徑為2～5cm的卵石，集水區(qū)底部安裝一根多孔集水管，且與外部一根出水高度可調的豎管相聯(lián)接。
??????? 經測定床體平均孔隙率為50%，填充爐渣的水力傳導系數(shù)為3.47×10-3mm/s。為了比較不同水生植物的處理效果，在各單元床體種植了不同的植物(具體布置見表1)，其中1號床為空白對照。
??????? 1.2植物栽培
??????? 試驗選用滇池流域常見的水生植物：蘆葦、茭白和菖蒲。2001年2月底在滇池附近的沼澤地選擇20cm×20cm×40cm(長×寬×高)的帶土芽尖并將其移植到各單元床體(種植密度見表1)，栽完后立即充水并使根部浸泡在水中，半個月后開始進污水[2]。
??????? 1.3試驗條件
??????? 試驗所用污水來自該示范控制區(qū)某溝渠的下游段(該溝渠的水流經農田和村鎮(zhèn)，最后進入滇池)，以生活污水為主，混有一部分農田排灌水及雨水，其特點是污染物濃度低于生活污水，但水量很大。系統(tǒng)運行期間的進水水質見表2，運行條件見表3。試驗過程中參照國家環(huán)保局的推薦方法分析COD、TN、氨氮和TP等水質指標(每周1～2次)。
??????? 2結果與討論
??????? 2.1對污染物的去除效果
??????? 濕地系統(tǒng)中具有沉降性的有機物通過沉積和過濾可很快被去除，可溶性有機物主要通過微生物的降解而去除，氮則是通過硝化與反硝化反應及水生植物的吸收而被去除，而磷的去除主要靠沉淀、吸附及水生植物的吸收［1］。值得指出的是復合生態(tài)床中的植物長勢非常良好，在4個月內蘆葦、茭白和菖蒲分別由0.4m長高到2.0、2.5和1.2m，而且枝葉繁密，生長速度明顯高于天然環(huán)境中的植株。
??????? 人工復合生態(tài)床對污染物的去除效果見表4。
??????? 從表4可以看出，2、3號床對污染物的去除效果較好，1號空白床的去除效率最低。這是因為水生植物都有通過水面上的枝葉從大氣中吸收和輸送氧氣的能力，它們把氧氣送到根部的氣體導管，所以與根或莖直接接觸的土壤會呈好氧狀態(tài)，其他部位的土壤則呈厭氧狀態(tài)，這為土壤中各種不同微生物提供了適宜的環(huán)境，從而促進污染物的降解；而空白濕地上無植物生長且長期被淹沒，土壤幾乎都呈厭氧狀態(tài)，不利于多種微生物的生長。另外污水處理系統(tǒng)中的植物被認為是一個營養(yǎng)貯存庫，植物吸收營養(yǎng)維持生長和繁殖(這些營養(yǎng)物基本來自污水中的有機物、氮和磷)，植物生長得越快則污染物減少得越多。