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  摘要：構(gòu)建具有不同蚯蚓和植物配置的4個(gè)單級(jí)蚯蚓生態(tài)濾池，依次編號(hào)為A（無(wú)蚯蚓無(wú)植物）、B（有蚯蚓無(wú)植物）、C（有蚯蚓栽種蘆葦）和D（有蚯蚓栽種水生鳶尾）。通過(guò)比較4個(gè)濾池在6個(gè)月實(shí)驗(yàn)期間對(duì)化學(xué)需氧量（COD）和總氮（TN）的去除效率，系統(tǒng)分析蚯蚓和植物對(duì)濾池去除污染物的影響。

  實(shí)驗(yàn)分2個(gè)階段進(jìn)行：5月上旬至9月上旬，濾池進(jìn)水碳氮比恒定為6；9月中旬至11月中旬，濾池每周進(jìn)水碳氮比交替為3、6、9。研究結(jié)果表明，蚯蚓對(duì)濾池去除COD有一定的促進(jìn)作用，且作用強(qiáng)度顯著受到進(jìn)水碳氮比的影響。植物的存在與種類對(duì)濾池去除COD效率沒(méi)有顯著影響。蚯蚓和植物對(duì)濾池的TN去除效率都沒(méi)有顯著影響。濾池進(jìn)水的碳氮比是顯著影響濾池去除TN效率的主要因素。

  據(jù)中國(guó)第六次人口普查統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)的農(nóng)村人口為6.74億，占全國(guó)總?cè)丝诘?0.3％。大量的農(nóng)村生活污水只經(jīng)過(guò)化糞池的簡(jiǎn)單處理或沒(méi)有任何處理，就直接排入附近水體，是造成周邊水環(huán)境污染的重要污染源。以太湖為例，據(jù)報(bào)道太湖地區(qū)的漕橋河流域，村鎮(zhèn)生活所產(chǎn)生的污染物負(fù)荷合計(jì)占流域COD負(fù)荷的53％，氨氮負(fù)荷的35％，總氮負(fù)荷的21％，和總磷負(fù)荷的18％。在同屬太湖地區(qū)的武進(jìn)港流域，來(lái)自于生活污水的污染負(fù)荷分別占流域COD和氨氮負(fù)荷的50％和23％。

  與城市污水處理相比，處理農(nóng)村污水具有特殊的要求。首先，農(nóng)村居住點(diǎn)較為分散，面廣量大，管網(wǎng)不健全，污水收集困難，因此難以采取大規(guī)模的污水集中收集和處理方式。同時(shí)，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)實(shí)力薄弱，技術(shù)管理力量缺乏，難以采用運(yùn)行費(fèi)用高，運(yùn)行管理要求復(fù)雜的污水處理工藝。研發(fā)低成本、高效率、易管理、運(yùn)行穩(wěn)的分散式農(nóng)村生活污水處理技術(shù)是我國(guó)農(nóng)村環(huán)境整治工作中面臨的重要任務(wù)之一。

  蚯蚓生態(tài)濾池是20世紀(jì)90年代初在法國(guó)和智利發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)處理城鎮(zhèn)生活污水的技術(shù)。在過(guò)去十多年，蚯蚓生態(tài)濾池技術(shù)在我國(guó)的村鎮(zhèn)水污染處理中逐漸發(fā)展和日趨成熟。目前，該項(xiàng)技術(shù)已在太湖流域、淮河流域、洱海流域等地得到了較為廣泛的實(shí)際工程應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)利用蚯蚓能夠提高土壤通氣性和促進(jìn)有機(jī)物分解的能力解決了向?yàn)V池通氣供氧和濾層堵塞的問(wèn)題。此外，該項(xiàng)技術(shù)還充分利用了植物、動(dòng)物和微生物的協(xié)同作用，相比傳統(tǒng)污水處理工藝具有投資省、處理效率高、無(wú)污泥產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。

  蚯蚓和植物被認(rèn)為是蚯蚓生態(tài)濾池的兩個(gè)重要組成部分。蚯蚓產(chǎn)生的蚓糞和小塊有機(jī)物質(zhì)，可為微生物生長(zhǎng)創(chuàng)造條件。在蚯蚓生態(tài)濾池內(nèi)，蚯蚓可以延長(zhǎng)生物的食物鏈，豐富微生物的種類，通過(guò)與微生物的協(xié)同作用強(qiáng)化對(duì)污染物的去除作用。

   同時(shí)，蚯蚓的活動(dòng)增加了濾池中濾料的滲透性，有助于提高濾池能夠承受的水力負(fù)荷。迄今為止，植物已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于污水治理之中。一方面，植物的生長(zhǎng)需要大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。通過(guò)吸收，將氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為自身的組分，從而降低了水中營(yíng)養(yǎng)物的含量。同時(shí)，植物根部為微生物的生長(zhǎng)、繁殖提供了良好的環(huán)境，并促進(jìn)其對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化。具體參見http://www.shtaijiang.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

  已有的關(guān)于生態(tài)濾池的研究主要集中于討論水力負(fù)荷、溫度、碳氮比、濕干比等運(yùn)行條件對(duì)濾池去除污染物效率的影響。此外，在蚯蚓活動(dòng)對(duì)生態(tài)濾池基質(zhì)微生物功能群落結(jié)構(gòu)及代謝特征的影響和濾池中蚯蚓本身的生理生態(tài)狀態(tài)變化等方面也開展了一些研究。然而，對(duì)于蚯蚓和植物對(duì)蚯蚓生態(tài)濾池去除污染物的作用目前還主要停留于理論推斷階段，并未在蚯蚓、植物和濾池對(duì)污染物的去除之間建立明確的因果關(guān)系。對(duì)于蚯蚓濾池中蚯蚓和植物對(duì)污染物去除作用也未做過(guò)系統(tǒng)的科學(xué)比較與分析。本研究通過(guò)比較具有不同蚯蚓和植物配置的蚯蚓生態(tài)濾池的長(zhǎng)時(shí)間的污染物去除效果，利用統(tǒng)計(jì)分析方法，系統(tǒng)評(píng)估蚯蚓和植物對(duì)蚯蚓生態(tài)濾池去除污染物的作用，填補(bǔ)了相關(guān)空白。

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