随着经济的快速发展和人民生活水平的提高,工农业所排放的污染物造成的水体污染问题日益严重,大量富含氮、磷等营养物质的污水被直接排入河流、湖泊,甚至海洋,导致水体的富营养化,因此污水处理问题一直是环境和生态研究的热点问题。
在现有的污水处理技术中,人工湿地污水处理技术具有出水水质稳定、对氮和磷等营养物质去除能力强、基建和运行费用低以及具有美学价值等优点受到了国内外的关注。人工湿地一般是由植物、基质和微生物组成,主要通过物理、化学和生物协同作用净化污染物。植物和基质是影响人工湿地净化效率的两个重要介质,植物不仅自身能够直接吸收污水中氮和磷等营养物质,而且其生理活动有助于系统溶解氧的增加,利于土壤微生物的生长,促进湿地生态系统的硝化和反硝化作用,强化湿地净化能力。基质可为水生植物生长提供载体和营养物质,为微生物的生长提供稳定的依附表面,同时为植物、微生物生长及氧气的传输提供了必备条件。当污水流经人工湿地时,基质及其微生物会与污水发生一些物理或化学的反应,如吸收、吸附、过滤、离子交换、络合反应等将水体中的污染物有效去除。
低浓度污水处理时,各湿地单元的DO含量总体上大于处理中、高浓度污水时,这主要是由于低浓度污水的污染物较少,只消耗了部分溶解氧,植物的光合作用亦补偿了部分溶解氧,而中、高浓度污水的污染物浓度大,微生物活动更加旺盛,硝化作用更剧烈,加上葡萄糖的分解和其他还原性物质的耗氧过程,消耗了更多的溶解氧,因此表现出DO含量偏低。
总之,人工湿地对氮、磷的净化率与水体DO含量有密不可分的联系,污水流经湿地后的DO含量越低,说明湿地去除污染物所消耗的溶解氧越多,硝化细菌等好养微生物的活动越频繁,其消耗氧气的速度超过了植物光合作用所供给的氧气量,在结果上表现为净化率增强。