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1、圆叶节节草去除校园污水COD效应的研究专业：环境工程 姓名：兰宝平 指导老师：王喆摘 要 以经培养和筛选得到本地优势圆叶节节草（Rotala rotundifolia）为供试材料，以校园生活污水和人工稀释校园污水为供试水样，在实验室条件下研究圆叶节节草对不同COD浓度污水的净化能力。实验结果表明：圆叶节节草用于净化COD浓度在140mg/L以下的校园污水时，其对污水的净化能力随污水中COD浓度的降低而下降；圆叶节节草对校园污水净化时，经过六天COD去除率即达到50%以上；圆叶节节草处理校园污水（COD浓度90-140mg/L），当圆叶节节草和污水比在1株/L时，净化效果最佳。关键词 圆叶节节草
2、，校园污水，COD浓度，去除率ABSTRACT By using the acclimated and selected local dominant Rotala rotundifolia as the tested materials and the campus life sewage and artificial diluted effluent as the tested water samples, in the laboratory, the purification capacity of single species of Rotala rotundifolia on dif
3、ferent COD concentration of sewage were determined. The results showed that: the removal rates of COD dropped in associated with ones COD concentration when purifying the sewage which ones COD concentration under 140mg/L. When Rotala rotundifolia is used in wastewater treatment on campus, the COD re
4、moval rate will reach more than 50% after six days. When the proportion of Rotala rotundifolia to sewage is a / L , the purifying effect was best.Key wards：Rotala rotundifolia, campus sewage, COD concentration, removal rate引言近年来随着城市化进程的加快，经济的飞速发展和人口的的不断增长，对水资源的需求量与日俱增，造成水资源日益紧张。在我国600多个城市中，目前有400多个城
5、市供水不足。由于城市的快速发展和人口数量的不断增加，我国的生活污水越来越多1。环保总局报告显示，目前城市生活污水排放量以年均5%的速度递增，已超过工业污水排放量2。大量污水废水的排放严重污染了环境和水源，造成水质日益恶化。当前水体污染已成为环境污染中的一个具有普遍性的重大问题，水质恶化已影响到我国许多城镇饮用水的质量，甚至危及人类的生活，因此迫切需要采取有效措施净化污染水体3。目前我国绝大部分的城市污水处理厂均采用传统的二级活性污泥法处理工艺，而高额的工程投资和运转费用制约了其推广和应用，尤其是对我国欠发达地区，资金短缺问题普遍存在，许多中小城镇仍没有完善的污水处理系统。大量的研究结果表明，即
6、使是在资金有保障的前提下，仅靠建立污水处理厂对点源进行处理，也很难使水污染得到有效控制4。自上世纪七十年代起，水生植物开始受到关注。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体，植物和根区微生物共生，产生协同效应，从而净化水体。经过水生植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降等作用除去水体中的氮、磷和悬浮颗粒，并分解、吸收有机物，同时对重金属分子进行吸收富集等。氮、磷被吸收后用以合成植物自身的结构组成物质，而对水生植物有害作用的某些重金属和有机物则是脱毒后被储存于植物体内或在植物体内被降解。长期的实践表明，利用大型水生植物净化污水，虽然效果好，但由于植物体型状体积大，不易回收，且多纤维，营养价
7、值低等原因，难以真正做到资源化回收利用，因而存在二次污染5。与大型水生植物相比，小型水生植物不仅具有降低污水COD浓度，吸收氮磷能力强、生长速度快的特点，而且还有体积小、易回收、安全性好等优点。使出水达到地面水排放标准要求，而且还可以将氮磷等有机污染物质转化为含高蛋白动物饲料资源，从而真正达到高效、经济、利于生态和资源化的目标6、9。本文用经筛选得到的本地圆叶节节草为供试材料，以COD浓度较低的校园污水为供试水样，通过设置圆叶节节草单体培养容器，在实验室条件下考察其对污水COD的净化效果，以期初步掌握圆叶节节草对COD去除的相关特点及规律，为进一步研究圆叶节节草并利用圆叶节节草净化校园污水中C
8、OD及其资源化回收利用与实际应用工作提供一定的基础依据。1.实验准备与方法1.1主要实验仪器与试剂表1 实验设备仪器设备名称型号生产厂家国家回流加热器KDM型控温电热套甄城华鲁电热仪器有限公司中国电子分析天平METTLER TOLEDO AB204-S梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司中国PH计METTLER TOLEDO DELTA 320梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司中国表2 试剂试剂名称规格生产厂家重铬酸钾（K2Cr2O7）硫酸亚铁铵（NH4）2FeSO46H2O）硫酸亚铁（FeSO47H2O）邻菲啰啉（C12H8N2H2O）硫酸银（AgSO4）硫酸汞（HgSO4）邻苯二甲酸氢钾浓硫
9、酸优级纯分析纯分析纯分析纯分析纯分析纯基准试剂分析纯天津市凯通化学试剂有限公司天津市红岩化学试剂厂天津市百世化工有限公司天津市光复精细化工研究所天津市光复精细化工研究所姜堰市环球试剂厂天津市天新精细化工开发中心白银市良友化学试剂有限公司1.2实验材料准备1.2.1优势园叶节节草的筛选 选用在实验室条件下培养挑选的优势园叶节节草来净化污水COD。从兰州市花鸟市场取回试验用的园叶节节草，将其置于校园污水中训化培养10天（校园污水水质：COD120-140mg/L，PH=6.80-7.50）。挑选优势植株，经自来水冲洗去除污垢和杂质后使用。1.2.2试验污水来源及水质研究园叶节节草对不同COD浓度的
10、污水的净化特点和去除率，其供试验用污水取自西北民族大学榆中校区污水处理厂进水口，污水COD浓度=126.47mg/L，PH=7.03，按COD浓度人工稀释调配，分为三组实验，投入相等大小的两珠园叶节节草。经测定供试污水水质见表3。表3.试验污水水质实验污水调配水样1调配水样2调配水样3COD(mg/L)126.4764.2331.62在相同COD浓度的校园污水条件下研究园叶节节草的去除率，其供试污水取自西北民族大学榆中校区污水处理厂进水口，COD浓度=126.47mg/L，PH=7.03。1.3试验方法1.3.1研究园叶节节草对不同COD浓度的污水的净化特点和去除率时，选用直径约30cm，高约
11、12.5cm的塑料盆为实验容器，分别按COD浓度为126.47mg/L，64.23mg/L，31.62mg/L装入4L实验污水，挑选健康的园叶节节草植株2株烦别投放到3个试验容器中。日光照8小时，温度7.0-20.0。每天定时取样测定污水COD值，每次取样10ml，测定周期为7天。在实验过程中，每天容器蒸发掉和取样用水都用蒸馏水来补充，使容器中水样维持在4L左右。实验中各测定结果取平行测定样的平均值。1.3.2在相同COD浓度的校园污水条件下研究园叶节节草的去除率的规律时，仍用上述实验容器，挑选健康的园叶节节草植株，分别按1株、3株、5株投放到实验容器中，再加入相同水质的校园污水4L。在相同的
12、室温和光照下让其生长。每天定时取样测定污水COD值，每次取样10ml，测定周期为7天。实验过程中每天容器蒸发掉和取样用水均用蒸馏水补充，使容器中水样维持在4L左右。实验中各测定结果取平行测定样的平均值。1.3.3 COD测定用重铬酸钾法10、11。2.结果与讨论2.1不同浓度下实验园叶节节草处理校园污水COD的能力及结果表4为不同COD浓度下三组实验园叶节节草在一周时间内去除COD的能力结果，图1为园叶节节草在一周内去除校园污水的COD浓度变化情况，图2是园叶节节草对水样COD去除率的变化。表中数据均为在水平实验条件下测定结果的平均值。表4.不同COD浓度下3组实验园叶节节草去除COD变化及去
13、除率调配水样1调配水样2调配水样3COD浓度（mg/L）去除率（%）COD浓度（mg/L）去除率（%）COD浓度（mg/L）去除率（%）原样126.47-64.23-31.62-1天114.059.8256.3712.2425.4719.452天109.6113.3352.6118.0920.9533.743天103.3418.2949.5922.7918.3841.874天96.5923.6346.8227.1117.5444.535天94.9224.9544.3131.0116.9146.526天93.1826.3242.1934.3116.6047.507天91.5827.5940.53
14、36.9015.7150.32020406080100120140012345678时间/d水样中COD的值（mg/L)重度中度轻度图1园叶节节草去除校园污水中COD与时间的关系图1表明，在单个水样中，园叶节节草处理污水中COD的能力随处理时间的延长逐渐下降。从图上可以看出园叶节节草对COD浓度在90-140mg/L之间的污水处理效果比较明显，而对COD浓度在80mg/L以下的污水处理效果相对较弱，说明园叶节节草更适合应用于处理COD浓度在90-140mg/L的校园生活污水。去除率（%）0102030405060123水样第一天去除率第二天去除率第三天去除率第四天去除率第五天去除率第六天去除率
15、第七天去除率 图2. 园叶节节草对各水样COD去除率的变化图2表明，利用园叶节节草处理不同COD浓度的污水，其去除率都是随处理时间的增加而增大，另外，从3个实验组的实验数据分析知，园叶节节草对污水COD的去除从第五天后开始明显变小，可见园叶节节草对污水中COD去除率的增加随时间延长越来越小，6天后的去除率已经达到平稳状态，综合考虑园叶节节草对污水净化6天是最佳处理时间。2.2相同COD值下实验园叶节节草对校园污水COD的去除率由前面实验知园叶节节草对COD浓度在90-140mg/L之间的水样净化能力更显著，故选用污水处理厂进水为供试水样，实验结果见表5。表5.不同植株园叶节节草去除污水COD的
16、结果1株园叶节节草3株园叶节节草5株园叶节节草COD浓度（mg/L）去除率（%）COD浓度（mg/L）去除率（%）COD浓度（mg/L）去除率（%）原样126.47-126.47-126.47-1天115.268.87101.5219.7393.4226.132天108.0614.5690.6728.3180.5336.323天102.8318.7082.1635.0374.0241.474天98.1422.4074.5941.0268.3945.925天94.0625.6369.0445.4162.1750.846天90.5228.4364.3949.0959.0053.357天86.613
17、1.5262.8550.3057.0854.8701020304050601234567时间/d去除率（%）1株吸收率（%）3株吸收率（%）5株吸收率（%）图3.不同植株对校园污水COD的去除率图3表明，园叶节节草对校园污水COD的净化效果随着园叶节节草植株的增加而增大，而3株和5株园叶节节草的去除率比较接近。通过实验计算得出：园叶节节草去除校园污水COD时，按照1株/L的比例时效果最佳。3.结论与展望在实验室条件下，园叶节节草对校园污水和稀释校园污水的净化结果表明：园叶节节草对污水的净化能力随污水中COD的降低而下降，园叶节节草对校园污水处理6天可达到50%左右的去除率，表明园叶节节草对污水
18、的净化6天是最佳处理时间。当用园叶节节草去除校园污水（COD浓度90-140）时，园叶节节草按照1株/L效果最理想。植物在水污染控制中的作用已在很多水体恢复试验中得到验证，但水生植物在其中的作用，国内外目前还存在一些的争议。绝大多数的室内和现场试验都表明，水生植物的作用是高效的或有效的。水生植物能否发挥其最大的净化作用及应用潜力，关键在于植物种类的选择和植物群落的搭配。利用水生植物对污水的净化作用对污染水体的修复过程，很少有废物和排放物产生，无疑为我国日益恶化的水环境修复提供了一个良好的途径，具有广阔的市场和应用前景。参考文献1 李俊，李科林.水生植物处理污染水研究现状及应用前景J,安徽农业科
19、学，2007，35（34）：11159-111612 白峰青，郑丙辉，田自强.水生植物在水污染控制中的生态效应J,环境科学与技术，2004，27：99-1003 董昌华，杨肖娥，濮培民.低温季节水生植物对污染水体的净化效果研究J,水土保持学报，2003,17：159-1624 胡彦春，魏铮，洪剑明.低温下几种沉水植物对生活污水深度处理效果的研究J，安徽农业科学，2008,36（4）：1573-15755 屠晓翠，蔡妙珍，孙建国.大型水生植物对污水水体的净化作用和机理J,安徽农业科学，2006,34（12）：2843-28446 韩阳，李雪梅，朱延姝.环境污染与植物功能M，北京：化学工业出版社，
20、环境科学与工程出版中心，20057 S.R.M.Kutty,S.N.I.Ngatenah,M.H.Isa,A.Malakahmad.Nutrient-s Removal from Municipal Wastewater Treatment Plant Effluent using Eichhornia Crassipes,2009,60:826-8318 Chaiprapat S,cheng J.Y.,Classen John J.etal Modeling nitrogen transport in duckweed pond for secondary treatment of swin
21、e wastewater,Joumal of Environmental Engineering,2003,129(8):731-7399 中国植物志.中国科学院中国植物志编辑委员会M，北京：第十三卷，第二分册，科学出版社 197910 国家环境保护总局.水和废水监测分析方法M，北京：第4版，中国环境科学出版社 198911 奚旦立，孙裕生，刘秀英.环境监测M，北京：第三版，高等教育出版社 2006答 谢本论文是在王喆老师的精心指导和肖雯同学的热心帮助下完成的。在实验期间，王喆老师给了我极大的帮助，为我创造了良好的学习、实验环境，培养了我的实验操作能力和分析推理能力，使我充分发挥出自己的积极主动性。在此，我向王喆老师及肖雯同学表示最诚挚的感谢，同时对实验期间为我提供实验材料的单位西北民族大学化工学院环境工程实验室、分析化学实验室表示真诚的感谢。最后，我向所有在我写论文期间热情关怀过我的老师和朋友表示感谢。
