2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 人工土快濾床：長(zhǎng)×寬×高為1m×1m×1.3m，池底為20cm 的礫石
墊層，在墊層上填人工土90cm，池表噴灑布水。水培蔬菜池：長(zhǎng)×寬×高為4m×1m×0.4m,分4 格,設(shè)2 個(gè)處理。處理1 為通菜(秋季),西紅柿(春季)。處理2 為生菜(秋季),櫻桃番茄(春季)。并玻璃溫室無土栽培和田間種植通菜、生菜、西紅柿和櫻桃番茄作對(duì)照。垂直流人工濕地(床)：長(zhǎng)×寬×高為1.86m×1.68m×1.2m，共2 個(gè)，池底為10cm厚礫石墊層，床1 填人工土1.0m 厚，其上種植美人蕉；床2 填砂土混合物1.0m 厚，再在其上種植玫瑰、劍蘭等鮮花植物。

　2.3 供試污水 供試污水取自華南農(nóng)大5 號(hào)樓公廁化糞池出水,其水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果為：
COD120 - 400 mg/l,BOD5 為60-150mg/l,TN 為10-50 mg/l，TP 為1.5-12mg/l。其性質(zhì)與城市污水相類似。

　2.4 運(yùn)行管理 人工土快濾床自1996 年9 月開始運(yùn)行至11 月底止。每3d 運(yùn)行2h，

日處理水量為0.6m3,水力負(fù)荷為20cm/d.。水培蔬菜池每3d 補(bǔ)充一次處理出水，其水力停留時(shí)間為約5.4d。垂直流人工濕地(床)自2000 年10 月初運(yùn)行，每日運(yùn)行2 次，每次運(yùn)行1h。垂直流人工濕地（柱）2001 年3 月8 日開始運(yùn)行，采用連續(xù)配水8h,濕干比為1:5 方式運(yùn)行。

3 結(jié)果與分析

　3.1 人工土快濾處理和水培蔬菜利用系統(tǒng)對(duì)COD 和BOD5 的去除效果
　　在試驗(yàn)期間，對(duì)不同生長(zhǎng)期的化糞池、快濾床和水培蔬菜池的處理出水水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。三級(jí)化糞池出水中COD 濃度為120-180mg/l,經(jīng)人工快濾床處理后COD 濃度為60-80mg/l,其對(duì)COD 的平均去除率小于60%,原因是運(yùn)行間隔時(shí)間長(zhǎng),滲濾速率快,水力負(fù)荷和污染負(fù)荷過小。經(jīng)水培通菜和生菜處理利用后排出水中COD 濃度小于45mg/l,達(dá)到了二級(jí)生化處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)。但處理系統(tǒng)對(duì)COD 的去除率僅為71.4％,可能與秋末氣溫較低,蔬菜生長(zhǎng)較慢有關(guān)。

在試驗(yàn)期間，對(duì)該處理利用系統(tǒng)的進(jìn)出水中BOD5 濃度進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。原污水BOD5 濃度
約為60mg/l，經(jīng)人工快濾床處理后出水BOD5 濃度約為10mg/l，達(dá)到了二級(jí)生化處理排放標(biāo)準(zhǔn)，也完全符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。再經(jīng)水培通菜和生菜處理利用后出水中BOD5于2mg/l,達(dá)到了地面水環(huán)境質(zhì)量Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)處理利用系統(tǒng)對(duì)BOD5 的去除率為97.5％。
　

3.2 人工土快濾處理和水培蔬菜利用系統(tǒng)對(duì)SS 的去除效果

化糞池出水中SS 濃度較高，平均達(dá)250 mg/l，在無任何前處理裝置的情況下，糞
水直接進(jìn)入人工土快濾床，經(jīng)人工快濾床處理后濾出水中SS 含量仍較高，平均值為66mg/l,其對(duì)SS 的去除率僅為73.6%。主要原因是滲濾速率較快，以致其處理出水中SS 濃度較高，但再經(jīng)水培通菜和生菜根系的絮凝作用后，其排出水中SS 含量小于10mg/l，達(dá)到了二級(jí)生化處理排放標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)處理利用系統(tǒng)對(duì)SS 去除率達(dá)到96.9%。

　3.3 人工土快濾處理和水培蔬菜利用系統(tǒng)對(duì)TN 和TP 的去除效果
　　在試驗(yàn)期間，供試污水中TN 的平均濃度僅為10mg/l，經(jīng)人工快濾床處理后濾出水中TN 的濃度變化較大，人工快濾床對(duì)TN 的去除率僅為49％，為后續(xù)水培蔬菜提供了較為豐富的氮素營(yíng)養(yǎng)。蔬菜吸收NH4+-N 和NO3—N，通過移去植物體可除去植物固定的氮。經(jīng)水培通菜和生菜后，其出水中TN 于1.5mg/l，達(dá)到了地面水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)處理利用系統(tǒng)對(duì)TN 的去除率為86.3％，基本上達(dá)到了三級(jí)處理的目的。

　　在試驗(yàn)期間，供試污水中TP 的含量變化范圍為1.5-2.0mg/l。人工快濾床對(duì)污水中TP 的平均去除率為78.7%，其處理后出水中TP 平均濃度為0.37mg/l，達(dá)到了二級(jí)生化處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)。再經(jīng)水培通菜和生菜利用后出水中TP 的濃度略大于0.20mg/l，基本120上達(dá)到了地面水環(huán)境質(zhì)量Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)處理利用系統(tǒng)對(duì)TP 的去除率為87.4%。

　3. 4 對(duì)水培蔬菜品質(zhì)的影響

　　在進(jìn)行處理出水水培生菜試驗(yàn)的同時(shí)，分別在溫室無土栽培和田間種植生菜作對(duì)
照。采收后，分別對(duì)生菜作品質(zhì)分析。其中，粗蛋白以干物質(zhì)計(jì)算。由于硝酸鹽含量是蔬菜質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。因此，在無土蔬菜栽培中如何降低硝酸鹽含量是無害化重要內(nèi)容。試驗(yàn)結(jié)果表明，在不添加營(yíng)養(yǎng)液的條件下，處理出水試驗(yàn)水培蔬菜中硝酸鹽含量最低，田間土壤栽培次之，溫室無土栽培（營(yíng)養(yǎng)液水培）最高；而維生素C、粗蛋白和可溶性總糖在3 種栽培情況下的差別不大；從產(chǎn)量來看，處理出水水培蔬菜單株鮮重介于無土栽培和土壤栽培之間。

　3.5 垂直流人工濕地系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌的去除效果
　　垂直流人工濕地系統(tǒng)包括2 個(gè)試驗(yàn)床和8 根試驗(yàn)柱，分別經(jīng)過了近9 個(gè)月和3 個(gè)月的運(yùn)行試驗(yàn)，最近對(duì)其處理出水中的細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌分別進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果表明，以砂為主料混合基質(zhì)的垂直流人工濕地(床)系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌的去除率分別為大約為70％和80％，低于以煤灰渣為主料混合基質(zhì)的去除效果，后者對(duì)細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌的去除率分別達(dá)到80-90％和85-99％以上。特別是低水力負(fù)荷的煤灰渣柱對(duì)細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌的去除率分別為93.6％和99.9％，完全可以達(dá)到景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此，垂直流人工濕地系統(tǒng)是生活污水的生態(tài)衛(wèi)生處理系統(tǒng)。

　3.6 垂直流人工濕地（床）系統(tǒng)的處理效果
垂直流人工濕地床1 和床2 是去年10 月1 日開始灌水運(yùn)行的。至目前為止，一共
運(yùn)行了200 天，床1 和床2 總的處理水量分別為159.5m3 和140.6m3，折合成水力負(fù)荷分別為21.6 cm/d 和20.0cm/d。其運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，垂直流床對(duì)BOD5 和NH4
+-N 的去除率隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,但COD 和TP 表明不明顯。COD 和TP 的去除率與進(jìn)水濃度有關(guān),COD 進(jìn)水濃度高,其去除率就高；而進(jìn)水TP 濃度越高，其去除率反而越低。另外,從床1 和床2 的處理效果比較來看,床1 對(duì)COD、NH4+-N 和TP 的去除率優(yōu)于床2,而床2對(duì)BOD5的去除率優(yōu)于床1,這與床1 填料中添加了草炭有關(guān)。

4 結(jié)論
　4.1 化糞池出水經(jīng)人工快濾床或垂直流人工濕地系統(tǒng)處理后其處理出水中的COD、BOD5的濃度達(dá)到了農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；其對(duì)糞水中細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌的去除率分別為70％和80％；同時(shí)提高了糞水中的溶解氧，從而為直接利用處理出水水培蔬菜提供了可能。

　4.2 利用處理出水作為水培蔬菜營(yíng)養(yǎng)液,在不添加營(yíng)養(yǎng)液和不曝氣條件下,成功地水
培生產(chǎn)出西紅柿、通菜和生菜等蔬菜,并且處理出水試驗(yàn)水培蔬菜中的硝酸鹽含量最低，大田栽培次之，營(yíng)養(yǎng)液水培最高。

　4.3 利用處理出水水培蔬菜不但進(jìn)一步提高了糞水中COD、BOD5、SS、TN 和TP 的去除率，使其處理出水水質(zhì)達(dá)到了三級(jí)處理水平，而且還利用了水肥資源發(fā)展了蔬菜無土栽培生產(chǎn)。

　4.4 在垂直流人工濕地上不但可以種植水生植物，而且還可以種植觀賞植物，既增加了處理系統(tǒng)對(duì)氮磷的去除率，又提高了處理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和審美價(jià)值，實(shí)現(xiàn)了污水生態(tài)處理利用系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。