浮动水生植物系统

水生植物系统使用水生植物处理工业或家庭废水的工程和建造系统。它们被设计用于实现特定的废水处理目标。水生植物系统可分为两类:

•系统具有漂浮的水生植物比如水葫芦，浮萍，和penny - wort

•系统与水下水生植物，如水草，水豆，和豆瓣菜

利用水产养殖作为处理废水的一种手段涉及天然和人工湿地以及藻类和高等植物的生产(淹没和浸没)，以去除废水中的氮化合物、BOD5、碳氢化合物和重金属等污染物。漂浮的水生植物，如水葫芦(Eichhornia crassipes)和浮萍(Lemna spp.)似乎是一些最有前途的水生植物处理废水，并在这方面受到了最多的关注。其他植物也在研究中，其中包括海藻和鳄鱼草。

这些系统基本上浅池塘覆盖着浮游植物能将废水滞留至少一周。在这些系统中，植物的主要目的是为细菌提供一个合适的栖息地，这些细菌可以清除绝大多数溶解的营养物质。这些系统的设计特点如表6.8所示。

这些技术在有合适植物的地区很有用。在没有植物的地区，任何植物物种的引进都必须谨慎进行，以尽量减少产生有害生长条件的可能性。即使是将它们引入人工围栏，也应谨慎进行，并预见到它们极有可能进入天然水系统(特别是因为它们必须从处理系统中收集并处理掉)。

表6.8。使用水葫芦的四种不同废水处理系统的性能(来源:美国环保局，1976年)。

BOD COD TSS氮磷源还原还原还原还原还原

表6.8。使用水葫芦的四种不同废水处理系统的性能(来源:美国环保局，1976年)。

BOD COD TSS氮磷源还原还原还原还原还原

二次废水	35%	N/A	N/A	44%	74％
二次废水	83%	61%	83%	72％	31%
生的废水	97%	N/A	75％	92％	60％
二次废水	60 - 79%	N/A	71%	47%	11%

•优势

种植植物和湿地的成本非常低，在大多数情况下可以忽略不计。

•这些技术是传统的、基本的、易于实施的，非常适合农村地区。

°湿地系统易于构建，操作简单，需要很少或不需要维护。

•大多数小规模湿地处理系统需要相对较小的土地面积。

•湿地技术减少了自然系统的养分污染。

•湿地处理系统中植物吸收的重金属不会回到水中。

•水葫芦和其他湿地系统生产的植物生物量可作为肥料，动物饲料补充，或甲烷来源．

•缺点

•在一些地方，植物种子可能不容易获得。

•温度(气候raybet雷竞技最新)是一个主要的限制，因为有效的处理与浸没(地表及以上)植被的活跃生长阶段有关。

•除草剂和其他对植物有毒的物质会影响植物的健康，导致处理水平降低。

•浮萍是水禽和鱼类的珍贵食物，这些物种可能会严重耗尽。

•除非使用挡风玻璃或深沟，否则风可能会将浮萍吹到迎风岸边。

当水温接近冰点时，植物会迅速死亡;因此，温室结构在较冷的气候中可能是必要的。raybet雷竞技最新

水葫芦对高盐度敏感，这限制了钾和磷在植物活跃生长期的去除。

•金属如砷，铬，铜，汞，铅，镍和锌可以积累在水葫芦植物和限制其适宜作为肥料或饲料材料。

•水葫芦植物可能会产生小水池的死水，可以作为蚊子繁殖的栖息地;这个问题通常可以通过在系统中保持蚊鱼或类似鱼类来避免。

•水葫芦的传播必须通过屏障严格控制，因为这种植物可以迅速传播并堵塞先前未受影响的水道。

•水葫芦处理可能被证明是不切实际的大规模处理厂，因为需要的土地面积。

•湿地处理系统的蒸散量可比单独的蒸发量大2至7倍。

•采收水葫芦或浮萍植物对于维持高水平的系统性能至关重要。

水葫芦是一种多年生、自由漂浮的淡水水生大型植物，具有圆形、直立、厚、蜡质和有光泽的绿色叶子和薰衣草花的穗状花序(见图6.13)，原产于南美洲，在温带和热带地区的水道、海湾和其他回水中自然发现。水葫芦被认为是世界上最糟糕的杂草之一——无论是水生的还是陆地的——因为它生长得很快，往往会堵塞船只交通的水道，阻止阳光和氧气进入水中。它在富氮环境中生长旺盛，因此在未经处理和部分处理的废水中表现非常好。当它被用于污水处理时，废水通过一个水葫芦覆盖的盆地，在那里植物去除营养物质、悬浮固体、重金属和其他污染物。分批处理和流动系统，使用单个和多个泻湖。由于其快速的生长速度和固有的抗虫害和疾病，水葫芦植物必须从这些系统收获。尽管人们已经研究了这种植物材料的多种用途，

图6.13。佛罗里达水道中的水葫芦(由佛罗里达大学水生和入侵植物中心提供)。

通常建议在厌氧消化时作为甲烷的来源。用作肥料或土壤改良剂(堆肥后)，或作为动物饲料，往往不推荐，因为它倾向于积累重金属。这种植物的有机含量也很低(主要是水)，当堆肥时，几乎没有留下什么物质来丰富土壤。

浮萍(Lemna sp.， Spirodela sp.，和Woljjia sp.)是小型的绿色淡水植物，叶子从一到几毫米，根短，长度通常小于1厘米。浮萍是最小的开花植物。它们是漂浮在平静水体表面的小群落。在适当的条件下，它们的生长速度会非常快。这些植物几乎都是叶子，基本上没有茎组织，只有一个或几个非常细的根。图6.14显示了三种浮萍。在自然界中，浮萍是许多鱼类和水鸟的食物。在美国，小龙虾经常被放生在美国水稻种植区的灌溉稻田中，以控制杂草(通常是浮萍)。因为它们富含蛋白质和3-胡萝卜素，收获的浮萍可以用作草鱼、羊、鸡和罗非鱼的饲料。浮萍可以在广泛的环境下耐受和生长，包括被高浓度细菌和一些污染的水农业废物．浮萍的这些特征引起了环境工程师和水产养殖专家的注意。

水葫芦系统

水葫芦系统主要是用于污水处理的浮动水生植物系统。目前存在三种类型的BOD5和营养删除:有氧不充气，有氧充气，和兼性厌氧(Metcalf and Eddy, Inc.， 1991)。这些类型的水葫芦系统反映了用于废水处理的稳定池的类型。毫不奇怪，漂浮的水生植物，如水葫芦，用于污水处理在天然或人工池塘和人工湿地．但是，水葫芦的用途一直有限，在地理位置上，以保暖为主天气的地区因为水葫芦对冰冻条件很敏感(见图6.15)。水葫芦系统最常用于去除藻类从氧化塘污水(通过阻挡阳光到达水中)或在二次处理后去除营养物质。

图6.14。佛罗里达水道中的三种本地浮萍(由佛罗里达大学水生和入侵植物中心提供)。

使用水葫芦处理废水的设计标准包括泻湖的深度，这应该足以最大限度地增加根系生长和营养物质和重金属的吸收;停留时间;待处理污水的流量和体积;以及期望的水质和处理后的水的潜在用途。池塘建设的土地需求约为1平方米/立方米/每天处理的水。在这样的系统中获得的磷还原量在10%到75%之间，氮还原量在进水浓度的40%到75%之间。

图6.15。美国水葫芦种植区地图(美国环保局，1993年)。

浮萍系统

浮萍系统通过减少藻类数量、BOD5和营养物质，已成功地用于改善兼性稳定池的出水质量。浮萍对风很敏感，可能会被吹到池塘的背风面，导致大面积的暴露，容易滋生藻类。美国适合浮萍系统的地区如图6.16所示。重新分配植物覆盖地表需要体力劳动。成堆的腐烂植物会产生异味。漂移控制，如浮动挡板，可用于将表面积分成更小的单元，从而减少开放表面积的数量吹风。

与水葫芦系统相似，浮萍系统的设计标准包括水力滞留时间，水深，池塘几何，BOD5加载，和液压加载速率．美国几个地区的典型治疗结果包括浮萍废水处理兼性稳定池出水系统见表6.9。

图6.15。美国水葫芦种植区地图(美国环保局，1993年)。

[\ Vj增长是指香港在全年第IVS i 6个月内的增长

图6.16。美国浮萍种植区的地图(美国环保局，1993年)。

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图6.16。美国浮萍种植区的地图(美国环保局，1993年)。

表6.9。浮萍系统在美国几个地点处理兼性池污水的性能(改编自美国环保局，1988年)。

	BOD5, mg / l	TSS, mg / l
					拘留
位置	影响废水	影响	废水	深度,米	时间,天
比洛克西,女士	30日15	155	12	2.4	21
柯林斯女士	33 13	36	13	0.4	7
Sleep Eye，明尼苏达	420年1 b	364	34	1．5	Crites, r.w.， Reed, s.c.和Bastian, R. 2000。土地处理城市和工业废物处理系统。纽约:麦格劳-希尔专业公司。 玛拉，2004年。发展中国家的生活污水处理。雷竞技手机版app伦敦，英国:Earthscan。 Metcalf和Eddy, Inc. (Tchobanoglous, G.和Burton, F.L)。1991.污水工程，处理，处置和再利用，第3版。纽约:麦格劳-希尔公司 Reed, s.c.， Crites, r.w.， Middlebrooks, E.J. 1995。废物管理和处理的自然系统，第2版。纽约:麦格劳-希尔公司 参考文献 戈梅斯·德·索萨，J.M.， 1987。葡萄牙废水稳定泻湖设计标准水科学技术19:7-16。 Jayawardane, n.s.， Blackwell, J.， Cook, f.j.， Nicoll, G.， and Wallet, D. 1997。1994年11月至1996年11月期间过滤器系统去除污染物的最后报告，为格里菲斯市议会编写。第97号报告。加拿大:CSIRO土地和水咨询部。 马拉，d.d.，阿拉巴斯特，g.p.，皮尔逊，h.w.，米尔斯，S.W. 1992。废物稳定池-东非设计手册。英国利兹:泻湖科技国际有限公司 玛拉，D.D.和皮尔逊，H.W. 1998。设计手册废物稳定池在地中海国家。雷竞技手机版app英国利兹:泻湖科技国际有限公司 Metcalf和Eddy, Inc. (Tchobanoglous, G.和Burton, F.L)。1991.污水工程，处理，处置和再利用，第3版。纽约:麦格劳-希尔公司 帕诺和米德尔布鲁克斯，1982年。氨氮的去除是兼性的废水稳定池，”水污染控制联合会杂志54:344-351。 Paranychianakis, N.V, Angelakis, A.N, Leverenz, H.和tchobanogous, G. 2006。用慢速率系统处理废水:处理过程和装置功能的回顾。环境科学与技术36:187-259。 佩斯科德M.B.和玛拉D.D. 1988。废水稳定池的设计、运行和维护在处理和利用污水灌溉。Pescod, M.B.和Arar, A.主编。肯特郡七橡树:巴特沃斯。 拉柯，Y.，布托，C.，和亮片，A. 1995。法国的废物稳定池:关于十五年经验的报告。水科学技术31:91-101。 瑞德，1984年。废水脱氮池塘。CRREL报告84-13，寒区研究与工程实验室，汉诺威，新罕布什尔州。 Reed, s.c.， Crites, r.w.， Middlebrooks, E.J. 1995。废物管理和处理的自然系统，第2版。纽约:麦格劳-希尔公司 汤森德，A.R.和诺尔，H. 1987。寒冷气候污raybet雷竞技最新水泻湖。报告EPS 3/NR/1。加拿大渥太华:加拿大环境部。 美国环境保护署。1976.创新和替代技术评估手册。EPA 430/9 - 78 - 009。华盛顿特区:USEPA。 -。1981.城市污水土地处理工艺设计手册， 快速渗透和补充坡面流．环保署625年/ 1 - 81 - 013。俄亥俄州辛辛那提市:美国环保局环境研究信息中心。 -。1983.稳定池操作手册。华盛顿特区:USEPA。 -。1984.城市污水土地处理工艺设计手册。环境保护署 625/1 - 81 - 013。俄亥俄州辛辛那提市:美国环保局环境研究信息中心。 -。1988.设计手册:人工湿地和水生植物系统 城市污水处理。EPA 625/1 - 88 - 022。俄亥俄州辛辛那提市:美国环保局环境研究信息中心。 -。1992.小型社区污水处理/处置epa - 625 / r - 92 005.俄亥俄州辛辛那提市:美国环保署环境研究信息中心。 -。1993.污水处理人工湿地及野生动物栖息地。环境保护署 832 / r - 93 - 005。俄亥俄州辛辛那提市:美国环保署环境研究信息中心。 谁。1987.污水稳定池，规划原则与实践。世界卫生组织技术出版物亚历山德拉，埃及:东地中海区域办事处。 食品和农业废水利用与处理 Sean X. Liu 版权所有©2007 Blackwell Publishing

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