为了深入研究采用人工湿地方法处理循环海水养殖废水的可行性及其运行特性,以红树林植物秋茄(Kandeliacandel)为湿地植物构建耐盐人工湿地,对循环海水养殖废水进行生物处理。

作为一种既能满足集约化生产需求又不至于污染环境,符合可持续发展要求的水产养殖技术,工厂化循环海水养殖被寄予厚望。采用工厂化循环海水养殖可以降低水产养殖废水排放对环境的潜在影响,并能较大幅度的节约占地面积和用水量,同时还具有养殖周期短,产量及产品价格高等优点。循环海水养殖中的废水处理技术是该种养殖方式的核心技术之一。

人工湿地运用于污水处理兼具环境效益和生态效益,具有建设和运行费用低、管理方便等特点。并且由于人工湿地是通过植物-土壤-微生物的综合作用实现污染物的去除,对于悬浮颗粒物、氮磷等植物营养盐、溶解性有机污染物、病源微生物等都具有较好的去除效果,因此具有广泛的适用性。

人工湿地对污水中氮的去除途径主要是通过基质层微生物的硝化、反硝化作用。这与其对有机物去除的途径相似,同为微生物过程。因此,试验过程中NH4+-N的去除规律与COD的也较为相似。经过前面17d的启动阶段后,装置进入稳定运行阶段,在此阶段秋茄人工湿地和无植物人工湿地对NH4+-N的去除率分别在64.3%~72.4%和51.2%~57.5%。秋茄人工湿地的脱氮效率显著高于无植物人工湿地(P<0.05)。

另外,秋茄人工湿地的基质脲酶活性和磷酸酶活性均高于无植物人工湿地,该现象与有机物等污染物的去除规律相一致。表明秋茄植物的根部对于改善人工湿地的运行效果发挥了重要的作用。

植物是人工湿地污水处理系统中的重要组成部分,有较多的研究表明,有植物人工湿地系统净化污水的效果明显好于无植物人工湿地系统。一方面植物对水中营养物质的吸收可帮助系统提高对氮、磷等物质的去除效果;另一方面,更为重要的是,植物的根部通过分泌大量氧气、氨基酸、糖类、脂多糖、化感物质、酶类等成分增强了根区生物净化的活力;另外,植物根系在防止人工湿地基质层堵塞,改善系统水力条件方面也有明显的作用。本试验研究的结果也证明了这一点,秋茄人工湿地系统的污染物去除率、基质酶活性等均明显高于无植物人工湿地系统。