人工濕地用于各種污水處理，具有效率高、能耗低、投資低及運(yùn)行管理水平要求不高等優(yōu)點(diǎn)，是城鎮(zhèn)污水處理較經(jīng)濟(jì)合理的工程技術(shù)。同時(shí)，由于磷是各種水體富營養(yǎng)化的重要因素乃至限制因素，所以污水除磷對(duì)于控制水體富營養(yǎng)化具有重要的意義。因而，研究人工濕地系統(tǒng)中污水磷的處理效果具有重要的理論應(yīng)用價(jià)值[1-4]。

文章于2011年3月～12月對(duì)舟山市朱家尖南沙風(fēng)景區(qū)的復(fù)合垂直流人工濕地進(jìn)行了10個(gè)月的磷酸鹽凈化效果跟蹤監(jiān)測，以期了解人工濕地工程在風(fēng)景區(qū)生活處理上的有效性，為復(fù)合垂直流人工濕地工程在我國城鎮(zhèn)的推廣應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 人工濕地簡介

垂直流人工濕地位于中國東南部的浙江省舟山市朱家尖鎮(zhèn)(29?53 N，122?23 E)，主要用于處理朱家尖南沙風(fēng)景區(qū)的賓館、餐館與當(dāng)?shù)鼐用竦壬钗鬯?，人工濕地面積約3000 m2 (人工濕地的垂直結(jié)構(gòu)見圖1)。

生活污水通過布水管均勻流入下行池，向下滲透，經(jīng)下行池底部自行流入上行池底部，并向上經(jīng)過上行池的沙層，隨后通過集水管收集，再由出水管流入集水池，zui后由水泵抽取排到出水儲(chǔ)存池中。因而，流入人工濕地的污水實(shí)際上經(jīng)過了2次(下行池和上行池)的處理。另外，該人工濕地系統(tǒng)采用全天自動(dòng)間歇式注水，正常運(yùn)行條件下，該系統(tǒng)處理污水的規(guī)模約為2000 m3/d。

2007年4月，將選定的16種濕地植物繁殖體移植到人工濕地中，種植密度為10株/m2。在夏季生長中，用手工去除入侵的植物物種，且在生長季末(9～10月)人工收割所有植物的地上部分(地面10 cm以上)。所有小區(qū)中移植的物種數(shù)分別為1、2、4、8或16種，且大部分植物的成年植株高度在1~4 m。

1.2 水樣采集及測定

用于水質(zhì)無機(jī)磷測定的水樣均采自人工濕地的總進(jìn)水口和總出水口，每月測定1次，時(shí)間為2011年3月～12月，主要測定的水質(zhì)指標(biāo)為磷酸鹽，測定方法采用國標(biāo)方法[5]。

2 結(jié)果與分析

圖1 舟山朱家尖復(fù)合垂直流人工濕地的垂直結(jié)構(gòu)

Fig.1 The vertical diagram of the intergrated vertical flow constructed wetland in Zhujiajian, Zhoushan

在10個(gè)月的研究期間，人工濕地中入水與出水水質(zhì)與處理效率詳見圖2。其中，磷酸鹽的入水濃度平均值為6.16±1.26(平均值±SE，mg/L)，出水平均值為4.34±0.89(平均值±SE，mg/L)，磷酸鹽處理效率平均達(dá)到32.22 %±5.80 %(平均值±SE)。研究表明，復(fù)合垂直流人工濕地能有效去除風(fēng)景區(qū)生活污水中的磷酸鹽，而且出水水質(zhì)基本達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值(GB 18918-2002)。

人工濕地系統(tǒng)的除磷機(jī)理主要是利用植物、微生物的生物作用以及本身基質(zhì)填料的過濾吸附沉降作用[1-4]。朱家尖復(fù)合垂直流人工濕地對(duì)風(fēng)景區(qū)生活污水中磷酸鹽的去除效率在2011年3月~12月要比2007~2008年的顯著低得多[6]，主要是由于人工濕地中植物經(jīng)過4年的競爭與演潛，許多試驗(yàn)區(qū)塊中的植物已被優(yōu)勢(shì)種(如蘆竹)或入侵種(如加拿大一枝黃花)取代，這樣人工濕地中植物多樣性也由此下降，因而人工濕地對(duì)污水中磷酸鹽的處理效果也因此降低[6]。

植物生長在9月底達(dá)到高峰，所以植物生長對(duì)磷的需求zui大，且植物開花結(jié)果也需要大量的磷，因而9月的磷酸鹽去除率較高[7-8]。然而，9月底植物收割以后，植物對(duì)磷的去除貢獻(xiàn)也隨之顯著下降，這樣10月~12月污水磷的去除率也顯著下降。另外，7月份以后入水與出水中的磷酸鹽含量顯著增加，就可主要由于風(fēng)景區(qū)的游客人數(shù)隨著暑假的開始不斷增加，生活污水中的磷酸鹽含量也隨之增加。因而文章的研究表明了人工濕地除磷的效果受到季節(jié)和溫度影響較大。