人工濕地對(duì)污水中磷的去除主要依靠濕地植物、基質(zhì)及微生物之間復(fù)雜的物理、化學(xué)及生物作用實(shí)現(xiàn)。植物與微生物對(duì)磷的去除是相互的,植物在生長(zhǎng)過程可以吸收水體中的磷,同時(shí)其根系能夠?yàn)槲⑸锾峁└街c(diǎn),通過植物光合作用,根毛輸送氧氣,出現(xiàn)好氧、厭氧區(qū)域交替,為微生物提供吸收磷和釋放磷的環(huán)境條件,達(dá)到去除磷的目的。基質(zhì)作為磷的最終沉淀池,在水流流經(jīng)時(shí)吸附磷,不同基質(zhì)的吸附效果有異,可在系統(tǒng)中放置一種或多種基質(zhì),鋼渣對(duì)磷有很好的吸附效果,應(yīng)考慮合適的使用方法。

第一,已經(jīng)有研究表明,人工濕地的運(yùn)行凈化效率會(huì)受到溫度變化的影響。溫度對(duì)人工濕地凈化效果影響的研究大多集中在冬季,溫度主要影響植物和微生物作用,有研究表明潛流式人工濕地在冬季運(yùn)行時(shí)污水的最低溫度有3種:1.47℃、1.2℃和0.9℃。李志元等對(duì)表面積為1.5hm2的表面流人工濕地處理微污染水進(jìn)行中試研究,試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)水溫低于15℃時(shí)TP的去除率隨水溫的增加成對(duì)數(shù)增加,當(dāng)水溫高于15℃時(shí)水溫對(duì)TP的去除率沒有顯著影響。潘長(zhǎng)森等研究證明溫度與總磷面積負(fù)荷去除率均在一定范圍內(nèi)存在顯著線性關(guān)系。

第二,溶解氧直接與微生物作用相關(guān),決定濕地內(nèi)氧化還原條件,好氧條件下聚磷菌吸收系統(tǒng)內(nèi)的磷,厭氧條件聚磷菌會(huì)釋放吸收的過量磷。人工濕地內(nèi)部,植物根系會(huì)通過植物的光合作用輸送氧,當(dāng)氧量超過植物生長(zhǎng)代謝所需,富余的氧量將會(huì)在根部鄰近區(qū)域游離。Drizo等觀察到生長(zhǎng)植物根系表面有顯橙色的氧化鐵,證明在植物根莖周圍有好氧條件存在。濕地中如果進(jìn)水磷的濃度偏高,需要對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理以降低水中有機(jī)物對(duì)溶解氧的需求以利于濕地系統(tǒng)除磷能力的長(zhǎng)效發(fā)揮。

第三,水力停留時(shí)間對(duì)人工濕地除磷也有很大影響。停留時(shí)間過短,會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不充分,適當(dāng)延長(zhǎng)停留時(shí)間可提高磷的去除效果,但停留時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)發(fā)生逆反應(yīng)使污染物再次被釋放出來(lái)。因此選擇合適水力停留時(shí)間對(duì)人工濕地去除污染物很重要。熊國(guó)祥研究表明當(dāng)水力停留時(shí)間從17.2h增加到21.6h時(shí),植物濕地床除磷效率從70%升高到82%。也有研究發(fā)現(xiàn)人工濕地實(shí)踐中的水力停留時(shí)間2d為最佳。

第四,進(jìn)水水力負(fù)荷對(duì)濕地中磷的吸附和沉淀過程都有影響,研究表明,在達(dá)到吸附/沉淀平衡之前,高濃度的含磷廢水能導(dǎo)致磷的去除,而低濃度的進(jìn)水則導(dǎo)致土壤中磷的釋放。