摘要：针对常规人工湿地中溶解氧不足的问题，采用页岩空心砖构建自动增氧型人工湿地系统，研究构建系统对废水COD的净化效果。结果表明，自动增氧型湿地内的DO比人工强化曝气型湿地高0.1mg/L左右，COD去除率达到85%以上，比人工曝气型湿地高2%左右。这说明构建的自动增氧系统可提高湿地系统内部供氧能力，提高湿地系统对废水COD的净化效率。
　　关键词： 自动增氧型人工湿地；DO；COD； 废水处理；人工曝气
　　湿地技术是20世纪70年代发展起来的一种新的污水处理工艺，具有投资少、运行费用低、处理效率高、出水稳定，兼具美化环境、可实现废水的资源化等优点[1-4]。作为新型绿色生态水处理技术，人工湿地技术符合国际上强调的可持续与低碳的发展理念，逐渐成为水污染控制方面的研究热点[5]。近年来湿地技术已被广泛用于净化各类污废水，如生活污水、养殖废水、工业废水等[6]。但常规湿地系统中因溶解氧不足而处于厌氧或缺氧状态，抑制了好氧微生物对COD的降解，制约着湿地系统净化能力。湿地系统内部缺氧是导致COD去除效果较差的原因之一。优化湿地结构，最大程度地改善湿地系统内部供氧能力，提高好氧微生物数量和活性，是提高湿地系统净化能力的关键。本研究用页岩空心砖构建湿地系统，改善湿地系统内部供氧能力，设计出一种高效率、低运行费用、低维持费用的人工湿地处理系统用来处理废水，为进一步深入研究湿地系统的净化机理提供基础。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　供试材料选用天南星科菖蒲属草本植物菖蒲（Acorus calamus）。菖蒲具有较强的适应能力，可粗放养护，去污能力强，同时具有观赏性和药用价值。选取生长良好、长势基本一致的菖蒲，植株高度约30 cm。
　　1.2 湿地系统构建与运行
　　湿地系统自上而下分别铺设当地土壤、粉煤灰以及砾石，基质层铺设厚度为21 cm。湿地系统中页岩空心砖（图1-Ⅰ）横放，空心砖层中心逐渐向下凹20°～30°（图1-Ⅱ），湿地两侧空心砖与大气相通，便于自动供氧。土壤基质层中铺设布水管道，并种植菖蒲，菖蒲种植密度为10株/m2。湿地基质层底部设置取水孔，用于采集湿地内不同基质层的出水。
　　湿地系统建好后，待植物生长正常后进行试运行。试运行期间（4月1日至5月3日）采用间歇式进水方，进水流量约为0.3 cm3/s，污水处理量约为51.8 L。每期进水时间为2 d（上午8：00进水），污水在反应器中的停留时间6 d，6 d后排水，接下来2 d系统进入停休阶段。待系统稳定后进行正式试验。试验中每隔7 d采样1次，研究基质层DO变化以及基质层对废水COD的净化效果。
　　试验中以人工强化曝气系统（图1-Ⅲ）为对照，该系统其他配置情况和构建的自动增氧系统完全相同。
　　1.3 分析指标及方法
　　分析指标为DO和COD。DO测定采用碘量法， COD测定采用重铬酸钾氧化法[7]。
　　2 结果
　　2.1 土壤层DO及COD去除效果
　　湿地系统泥土层基质废水DO以及对COD的去除率见图2。由图2可知，人工曝气系统土壤基质中DO为0.67～0.73 mg/L， COD的去除率为53%左右；自动增氧系统土壤基质DO为0.77～0.85 mg/L， COD去除率为55.0%～56.8%。计算得知，自动增氧系统DO比人工曝气系统平均高出0.11 mg/L，COD去除率平均高出2.6个百分点。
　　2.2 粉煤灰层DO及COD去除效果
　　湿地系统粉煤灰基质废水DO及COD去除率见图3。从图3中可以看出，粉煤灰基质中，人工曝气和自动增氧两系统DO分别为0.50～0.55 mg/L和0.61～0.68 mg/L；其COD的去除率分别为45%～47.6%和47.1%～50.1%。自动增氧系统比人工曝气系统DO高出0.11 mg/L， COD去除率平均高出2.2个百分点。
　　2.3 砾石层DO及COD去除效果
　　湿地系统砾石层基质废水DO以及COD去除率见图4。人工曝气系统砾石层DO为0.65～0.72 mg/L，COD去除率为35.4%～40.4%；自动增氧系统砾石层DO为0.51～0.57 mg/L，COD去除率为35.1%～39.4%。人工曝气系统砾石基质DO较自动增氧系统平均高出0.15 mg/L，这可能与人工系统的砂芯曝气头位于湿地系统底部有关。

---

期刊库（http://www.zgqkk.com），是一个专门从事期刊推广、投稿辅导的网站。
　　本站提供如何投稿辅导，寻求投稿辅导合作，快速投稿辅导，投稿辅导格式指导等解决方案：省级投稿辅导/国家级投稿辅导/核心期刊投稿辅导//职称投稿辅导。

---

　　【免责声明】本文仅代表作者本人观点，与投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站无关。投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站站对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。