為了深入研究采用人工濕地方法處理循環海水養殖廢水的可行性及其運行特性,以紅樹林植物秋茄(Kandeliacandel)為濕地植物構建耐鹽人工濕地,對循環海水養殖廢水進行生物處理。
作為一種既能滿足集約化生產需求又不至于污染環境,符合可持續發展要求的水產養殖技術,工廠化循環海水養殖被寄予厚望。采用工廠化循環海水養殖可以降低水產養殖廢水排放對環境的潛在影響,并能較大幅度的節約占地面積和用水量,同時還具有養殖周期短,產量及產品價格高等優點。循環海水養殖中的廢水處理技術是該種養殖方式的核心技術之一。
人工濕地運用于污水處理兼具環境效益和生態效益,具有建設和運行費用低、管理方便等特點。并且由于人工濕地是通過植物-土壤-微生物的綜合作用實現污染物的去除,對于懸浮顆粒物、氮磷等植物營養鹽、溶解性有機污染物、病源微生物等都具有較好的去除效果,因此具有廣泛的適用性。
人工濕地對污水中氮的去除途徑主要是通過基質層微生物的硝化、反硝化作用。這與其對有機物去除的途徑相似,同為微生物過程。因此,試驗過程中NH4+-N的去除規律與COD的也較為相似。經過前面17d的啟動階段后,裝置進入穩定運行階段,在此階段秋茄人工濕地和無植物人工濕地對NH4+-N的去除率分別在64.3%~72.4%和51.2%~57.5%。秋茄人工濕地的脫氮效率顯著高于無植物人工濕地(P<0.05)。
另外,秋茄人工濕地的基質脲酶活性和磷酸酶活性均高于無植物人工濕地,該現象與有機物等污染物的去除規律相一致。表明秋茄植物的根部對于改善人工濕地的運行效果發揮了重要的作用。
植物是人工濕地污水處理系統中的重要組成部分,有較多的研究表明,有植物人工濕地系統凈化污水的效果明顯好于無植物人工濕地系統。一方面植物對水中營養物質的吸收可幫助系統提高對氮、磷等物質的去除效果;另一方面,更為重要的是,植物的根部通過分泌大量氧氣、氨基酸、糖類、脂多糖、化感物質、酶類等成分增強了根區生物凈化的活力;另外,植物根系在防止人工濕地基質層堵塞,改善系統水力條件方面也有明顯的作用。本試驗研究的結果也證明了這一點,秋茄人工濕地系統的污染物去除率、基質酶活性等均明顯高于無植物人工濕地系統。