水生植物净化静动态水体的试验研究

·168·

山东化工

SHANDONGCHEMICALINDUSTRY

2015年第44卷

水生植物净化静动态水体的试验研究

武

雅，马凡凡，席粉鹊，李

倩

（渭南市环境保护监测站，陕西渭南714000）

摘要：为研究水生植物东方香蒲和轮叶黑藻对不同负荷污水净化的效果，本文开展静态和动态水体中水生植物净化水体的模拟试验。结果表明：叶绿素a和蓝绿藻数变化趋势一致，在动态水体中对总磷的净化效果较好，而静态水体中总氮的去除效果好。关键词：轮叶黑藻；东方香蒲；叶绿素a；净化效果中图分类号：X52

文献标识码：A

文章编号：1008－021X（2015）14－0168－02

ExperimentalStudyonPurificationofAquaticPlantsinStaticandDynamicWater

WuYa，MaFanfan，XiFenque，LiQian

（WeinanEnvironmentalMonitoringStation，Weinan714000，China）

Abstract：Forresearchthepurificationeffectondifferentnutrientsewageinstaticordynamicwaterenvironment，emergentaquaticplanttyphaorientalisandhydrillaverticillataareusedtopurifythedifferentconcentrationsewagewaterinoutdoor．Theexperimentresultshowsthatthetrendofchlorophyllaandbluealgaenumberisconsistent，thepurificationeffectoftotalphosphorusisbetterindynamicwater，buttheremovaloftotalnitrogenisbetterinstaticwater．Keywords：hydrillaverticillata；typhaorientalispresl；chlorophylla；purificationeffect我国的低流速水体污染问题一直比较突出，其中以湖泊水体为主。针对湖泊富营养化的研究已很多，舒金华、黄文钰等

［1］

11．1

实验材料

本试验供试的水生植物是沉水植物轮叶黑藻和挺水植

对我国132个主要湖泊进行的营养状况研究表明：大

［2］

多数湖泊存在的主要问题是富营养化，中、富营养化湖泊占89．7%，其中藻类的污染尤为突出。李子成等

在2005～

2007年对我国700多个湖库进行调查表明：我国湖库受营养盐污染的程度严重，其中以总磷的污染最重。目前对利用水生植物来净化处理污染水体的生物修复技术研究越来越多。水生植物往往生长在河道旁边、浅水湖泊中，即可以总体上也可加强生态系统的稳定性和平衡性。改善水体环境，

水生植物作为水环境生态系统中重要的组成部分，可以厌氧的微环境，一定程度上降低水环境给微生物提供好氧、改善水体水质的营养盐浓度，陈少毅

［5］

［3］

物东方香蒲，本试验在室外场地中进行，分为水箱的静态模长短相近的拟试验和水槽的动态模拟试验。选取长势良好，

水生植物，植物由清洗干净的碎石固定，碎石直径为（1±0．3）cm。静、动态试验的水体水位均保持在（23±0．2）cm，水生植物的种植密度根据水槽和水箱的水面表面积比5．4倍来计算，从而使得两者的种植密度相同，便于数据的分析和处理。

1．2试验设计

静态试验在50cm（L）×37cm（W）×26cm（H）的半透明

。郭俊秀等

［4］

研究了不同磷

塑料水箱中进行。动态试验在钢化250cm（L）×40cm（W）×50cm（H）的玻璃水槽中进行，采用潜流泵和3m长的软塑料管循环试验水体，水体流速为1．74cm/s，水槽首部设有薄壁堰。试验在水流静态、动态设置下分为三个工况，水生植物分别为东方香蒲、东方香蒲和轮叶黑藻、轮叶黑藻，实验设计工况、试验水体初始浓度见表1、表2所示。

表1

工况静态试验动态试验

浓度对黑藻的影响，表明其适合用来处理富营养化的水体。

研究了黑藻对氮、磷的吸收动力性能，有黑藻对水

［6］

同时对低浓度的磷具有更好体富营养胁迫具有较高的耐性，的吸收作用。成文平等

研究表明香蒲在夏季对湿地中氮

［7］

在冬季较差。潘继征的去除效果很好，等研究了水生植物

的遮阴作用能抑制藻类的光合作用，其中挺水植物的遮光率达到了90%，能降低水体中60%的藻类光合作用强度。张凌

［8］

试验设计工况

东方香蒲（T）香蒲黑藻（T．H）轮叶黑藻（H）静水+T动水+T

静水+T．H动水+T．H

静水+H动水+H

等研究了不同水流速度下植物组合对总氮的去除效果

［9］

表明：一定情况下，水体流速与去除率正相关。国外利用水生植物修复受污水体的研究也有明显的成效

，本文针对水

生植物净化静态和低流速水体展开试验研究。

收稿日期：2015－05－04作者简介：武

雅（1988—），女，陕西渭南人，助理工程师，主要从事环境监测方面的研究。

第14期

表2

水质指标

静水

总磷总氮

0．687．89

动水0．707．98

静水0．688．02

武雅，等：水生植物净化静动态水体的试验研究

mg/L

·169·

试验水体初始浓度

东方香蒲（T）香蒲黑藻（T．H）轮叶黑藻（H）

动水0．537．28

静水0．627．82

动水0．627．87

1．3监测项目与方法

试验工况水质指标监测，叶绿素a和蓝绿藻应用美国哈

希多参数水质监测仪，总磷采用钼酸铵分光光度法，总氮采用碱性过硫酸钾消解－紫外分光光度法。实验取样时间9：00～10：00之间，测定周期是2天。静态试验水质指标取平行样均值，动态试验取水槽前、中、后三个断面水样的均值。

图3

水体蓝绿藻数的变化

从图中得知在东方香蒲和香蒲黑藻试验工况下，整体上有东方香蒲组＞香蒲黑藻组＞轮叶黑藻组，这主要是环境温度差异，即环境温度越高，叶绿素a和蓝绿藻数越大，这与乐成峰、章洁香异较小。

［11］

2结果与分析

图1是静态和动态水体水温的变化曲线，从图中可以看

等的研究结果一致。动态水体与静态水体

在两种水生植物及其搭配试验工况下，动态水体的水温出，

水温差异在0．2～1．0℃范围内

。都要略微高于静态水体，

的叶绿素a和蓝绿藻数差异显著，而黑藻试验工况两者的差

2．2静、动态水体总磷的浓度变化

图4是静、动态水体总磷浓度的变化曲线，影响磷素的

去除因素很多，如水温、水体溶解氧环境、微生物种类等。总体上各组水生植物工况下静态水体总磷的去除效果要差于对磷素的去除起关键性作用的微生物是聚磷酸动态水体，

菌，而聚磷酸菌微生物受水环境的影响是明显的，主要作用是好氧吸收磷，厌氧释放磷。试验前期，东方香蒲、香蒲黑藻、轮叶黑藻工况都有总磷浓度降低的速度较快，而在试验后期香蒲黑藻和轮叶黑藻试验组总磷的变化趋势平稳，而东

（静水+T、动水+T分别表示静、动态条件下种植东方香蒲）（静水+T．H、动水+T．H分别表示在静、动态条件下种植东方香蒲和轮叶黑藻搭配）

（静水+H、动水+H分别表示在静、动态条件下种植轮叶黑藻，下同）

分析认为：相比东方香蒲处理组总磷浓度曲线的波动很大，

方香蒲，轮叶黑藻对磷素有更好的吸附同化作用和稳定性

。

图1静、动态水体水温的变化曲线

2．1静、动态水体叶绿素a和蓝绿藻数的变化

对试验水体的叶绿素a（图2）和蓝绿藻数（图3）比较看

同一形态水体的变化趋势相一致。影响叶绿出：同一工况，

素a和蓝绿藻数的因子很多，如水体温度、溶解氧、光照强度、水体浓度等，动态水体的叶绿素a和蓝绿藻数要明显高于静态水体，分析认为主要是由于试验水体分别是循环和静水生植物和各类微生物的活动情况存在很大的差异，止的，

主要原因是光合作用和呼吸作用强度的不同

。

图4

水体总磷浓度的变化

图5水体总氮浓度的变化

(下转第172页)

2．3

图2

水体叶绿素a

的变化

静、动态水体总氮的浓度变化

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山东化工

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2015年第44卷

COD、从表1可以看出，原水经絮凝沉淀后，浊度和色度

都有明显的去除效果，表明所确定的絮凝工艺达到了本试验的要求。砂滤对COD和色度都有一定的去除效果，这说明絮凝沉淀后仍含有部分微小絮凝体，不能从废水中沉降下去，而砂滤能过滤掉这些微小絮凝体，为随后的纳滤提供良好的进水水质。

在1．5MPa的工作压力下，膜面流速为1m/s的条件下，通过纳滤处理砂滤后的出水。表1显示，纳滤不但能去有效的去除COD、色度和浊度等污染物指标，而且也有去除电导

经纳滤后出水的浊度和色度均检率的效果。尤为突出的是，

测不到，表明纳滤对色度和浊度有很好的去除效果。而出水

的COD也仅有30mg/L，完全可用作为再生水使用。在本试验的条件下，纳滤对电导率的去除仅有67%，这是与纳滤膜的性能有关的，因为纳滤膜仅对高价盐有很高的截留率，而对低价盐的去除效果较低。

综上所述，经絮凝－砂滤－纳滤集成膜分离技术处理后《污水再生利用工程设计规范》（GB的羊绒印染废水达到了

50335－2002）再生水的水质要求，再生水可以作为绿化、冲洗、冷却水等多个方面在印染企业直接应用。

（3）经纳滤处理后，印染废水的CODCr＜30mg/L，色度和浊度均检测不到，达到了再生水的要求。

到目前为止，即经过6个月的连续运行，纳滤膜的污染并不严重。但考虑到工业化应用，随后将研究在长期的运行条件下，纳滤膜的通量衰减情况，确定纳滤膜的污染机理及其清洗方案，已保证本技术的工业化应用。

参考文献

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3结论

采用絮凝－砂滤－纳滤集成膜技术处理印染废水，能有

效地去除印染废水的COD、浊度、色度和电导率，且能达到再生水的水质要求。

（1）对于本厂的印染废水，应选用絮凝剂A和助凝剂B，0．5mg/L。其最佳投药量分别为200mg/L、

（2）砂滤可作为纳滤的前处理工艺，砂滤可去除部分絮凝沉淀后上清液中的少量悬浮物，满足纳滤膜对进水水质的要求。（上接第169页）

图5是各个工况下静、动态水体总氮浓度的变化情况，总氮与总磷浓度的去除效果刚好相反，即静态水体的净化要

吸附、沉淀作用好于动态水体。试验前期基质碎石的截留、

明显，随着试验的进行，适应了新环境的水生植物摄取生长繁殖所需的氮素的作用加强，随着微生物的微环境慢慢形

影响氮素去除的主要微生物是硝化－反硝化细菌以及微成，

而静态、动态水体不论基质、水生植物受环生物的氨化作用，

境的影响以及微生物的环境等主要因子都受到重要的影响。由图4与图5比较看出，香蒲对总磷的释放率明显高于总

［12］

这与叶碧碧研究的结论一致。氮，

檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳

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172．）169，

（本文文献格式：武

3结论

东方香蒲、东方香蒲+轮叶黑藻、轮叶黑藻三个试验组，

动态水体的叶绿素a和蓝绿藻数要高于静态水体，水体温度与叶绿素a和蓝绿藻数成正相关。各个工况对营养盐均有明显的净化作用，动态试验工况总磷的去除效果较好，而静态水体工况总氮的净化作用好。两种植物对氮磷都有一定

在景观水体和水体修复中有良好的应用前景。的去除率，

参考文献

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