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摘要：通过构建三级凤眼莲深度净化塘，对村镇生活污水处理厂尾水进行深度净化。凤眼莲种苗初始投放量为0.60kg/m2，三级凤眼莲深度净化塘总有效容积为7500m3，三级凤眼莲深度净化塘运行期间日均接纳一级A标准生活污水处理厂尾水1024.50 t。在2015年6月至2015年10月的运行期间，凤眼莲总生物量增加了36.06倍，凤眼莲植株氮、磷累积总量分别增加了44.45倍、55.38倍;三级凤眼莲净化塘处理尾水效果显著，尾水总氮（TN）、总磷（TP）、铵态氮（NH4-N）和硝态氮（N03一N）平均质量浓度分别由（9.86±3.51） mg/L、（0.38 0.07）mg/L、（0.49 0.09）mg/L和（7.91 2.27）mg/L降低至（2.51±1.52）mg/L、（0.10±0.06） mg/L、（0.20±0.08）mg/L和（1.90 1.46）mg/L，其中TN质量浓度下降值超过7.0mg/L，各污染物去除率分别为75.04% 9.02%、68.76%±15.81%，59.12%±13.37%、79.21%±13.91%。三级凤眼莲深度净化塘对尾水氮、磷的平均削减速率分别为（1004.01 471.68）mg/（m2·d）和（38.25±9.56） mg（m2·d），其中，第一、第二级净化塘对总氮的总削减速率分别高达（1069.99±276.94）mg/（m2·d）、（1374.11±1089.69）mg/（m2·d），对总磷的削减速率分别高达（74.93 15.99）mg/（m2·d）、（30.65 25.01）mg/（m2·d）。运行期间，深度净化塘去除尾水氮、磷总量累计分别为1100.02kg、40.36kg，其中凤眼莲通过同化作用共吸收污水处理厂尾水中氮218.52kg、磷20.22kg，约占尾水氮、磷总削减量的19.78%、50.10%。利用综合水质标识指数对污水处理厂尾水和深度净化塘出水进行计算，结果表明污水处理厂尾水由5.322类降至3.410类，达到地表水环境质量标准Ⅲ类标准。
关键词：凤眼莲：污水处理厂尾水：深度净化
中图分类号：X52
文献标识码：A
文章编号： 1000-4440（2018） 05-1072-09
江苏省太湖流域是全国人口最稠密、经济最发达和城市化程度最高的地区之一，在中国社会经济发展中具有举足轻重的地位。但是20世纪90年代以后太湖流域地区由于土地利用格局的变化，网围养鱼，农业面源污染等原因，水环境污染严重，导致湖泊富营养化程度日益加重，水华出现的频率也越来越高，严重影响该地区工农业生产的发展和人民生活饮用水的安全。特别是2007年5月太湖流域发生蓝藻暴发重大水污染事件以及引发无锡供水危机。此后，环太湖流域城镇污水处理厂开始严格执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定的一级A标准，并推动了全国城镇污水处理厂提标改造和扩建、新建工作。但是一级A标准最高允许排放的氮、磷质量浓度（分别为15.0mg/L和1.0 mg/L）仍然比《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中V类水总氮、总磷限值标准分别高出6.5倍和4.0倍。
江苏省太湖流域15条主要入湖河流的污染负荷占江苏省太湖入湖污染总负荷的80%以上，污水处理厂尾水经河道汇人太湖后对湖体氮、磷负荷的贡献率超过40%。如果将治污的关口前移，在污水处理厂尾水的氮、磷等污染物排入河、湖前将它拦截、去除，技术难度和治理成本就要低得多。
常见的污水处理厂尾水氮、磷深度净化方法在应用过程中存在一定的缺陷，例如：物理过滤或吸附法，再生成本高，出水水质较差;化学沉淀或氧化剂氧化法，运行费用高，推广难度大，容易造成二次污染，目前在大多数深度处理厂都很难维持长期运行;超滤或反渗透法，对膜压控制要求高，因膜容易阻塞和污染，对预处理要求严格，反渗透法会产生大量的副产物反渗透浓水（占处理尾水的25%～50%）难以处理;人工湿地法，基质易堵塞，植物腐败会产生二次污染。
在净化方法中，水生植物净化塘技术因其太阳能驱动，环境友好，成本低廉，可恢复水体自净能力等优点，已逐渐成为一种重要的生态治理手段。刘丽珠等、王妹等利用水生植物净化塘和人工湿地组合工艺净化规模化池塘养殖尾水，净化效果显著。杨鹏等利用多种水生植物组合三级净化塘处理农业种养废水，总氮、总磷去除率可达90%以上。本研究以污染物源头减量和河流湖泊水质持续改善为目标，利用三级串联凤眼莲深度净化塘处理村镇生活污水处理厂尾水，以期为生活污水尾水深度生态处理工程化技术的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 污水处理厂尾水与深度净化塘
污水处理厂尾水来源于南京市高淳区东坝镇污水处理厂。该厂主要处理东坝镇及附近的生活污水，采用A20工艺处理污水，日处理能力为2000t，生活污水经处理后尾水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918 -2002） 一级A标准，尾水直接排入临近连通太湖的胥河。在本试验期间，尾水总氮（9.86 3.51）mg/L，总磷（0.38 0.07）mg/L，铵态氮（0.49 0.09）mg/L，硝态氮（7.91 2.27） mg/L，高锰酸盐指数（4.37 0.48）mg/L，流量为（1024.5 210.8） t/d，水力负荷（0.13 0.03） m3/（m2·d），水力停留时间为（7.32 1.51）d。
三级凤眼莲深度净化塘设计与建设：生态工程位于东坝镇污水处理厂北侧，利用污水处理厂周边闲置土地，采用挖土的方式建成（图1）。深度净化塘采用三级串联的方式组成，各级净化塘长度均为105.0m，深度均为1.2m，第1级净化塘宽度为25.0m，第2、3级深度净化塘宽度均为27.5m。各级净化塘之间采用夯土方式隔开，净化塘底部和岸堤均铺设防水布防止渗漏，出水口設置溢流堰使深度净化塘水深保持为1m。深度净化塘总面积为8400 m2，总有效容积为7500m3。进水口和出水口均设置流量计监测尾水进出流量。2015年2-4月为深度净化塘基础建设阶段，铺设污水处理厂尾水进水管道，于2015年5月底正式接入污水处理厂尾水。2015年5月底至6月底为凤眼莲种苗投放、扩繁与生态工程试运行阶段.6月底深度净化塘开始正式运行。根据本课题组前期研究结果，凤眼莲种苗最佳初始投放量为0.5～1.0 kg/m2，本试验初始投放量为0.6 kg/m2。 1.2 深度净化塘运行及管理
试验时间为2015年6月底至2015年10月底。2015年11月初至11月中旬实施凤眼莲的打捞加工处置工作。
1.3 水质监测方法
2015年6月30日开始试验，每隔7d于上午9：00采集水样（采样点见图1），带回实验室立即进行分析，测定水体总氮（TN）、铵态氮（NH4-N）、硝态氮（N03一N）、总磷（TP）质量濃度和高锰酸盐指数（CODMn）。总氮、铵态氮、硝态氮和总磷质量浓度采用德国SEAL AA3连续流动分析仪测定，高锰酸盐指数采用酸性高锰酸盐滴定法测定。溶解氧（DO）、pH值、水温采用YSI professional plus（USA）测定仪现场测定。
1.4 凤眼莲植株生物量、叶绿素含量及全氮和全磷含量测定
从2015年6月30日开始每隔15d采集凤眼莲植株样，现场测定植物的生物量，植株样带回实验室测定植物体内氮、磷含量。凤眼莲单位面积生物量的测定采用质量法，将lm2水面上的凤眼莲捞起放在筛网上，直至无滴水时称质量。使用SPAD-502叶绿素计（日本美能达公司制造）测定凤眼莲叶片的SPAD值。凤眼莲植株全氮、全磷含量采用浓H2SO4一H202消解法测定。
1.5 数据处理
采用统计软件SPSS 16.0进行方差分析及相关性分析。
2 结果与分析
2.1 凤眼莲生长特征及氮、磷吸收能力
2015年10月底试验结束时，一级和三级净化塘的凤眼莲根长分别为（15.67 5.25）cm和（36.13 7.75）cm，一级净化塘的根长显著低于二、三级净化塘（P
关键词：凤眼莲：污水处理厂尾水：深度净化
中图分类号：X52
文献标识码：A
文章编号： 1000-4440（2018） 05-1072-09
江苏省太湖流域是全国人口最稠密、经济最发达和城市化程度最高的地区之一，在中国社会经济发展中具有举足轻重的地位。但是20世纪90年代以后太湖流域地区由于土地利用格局的变化，网围养鱼，农业面源污染等原因，水环境污染严重，导致湖泊富营养化程度日益加重，水华出现的频率也越来越高，严重影响该地区工农业生产的发展和人民生活饮用水的安全。特别是2007年5月太湖流域发生蓝藻暴发重大水污染事件以及引发无锡供水危机。此后，环太湖流域城镇污水处理厂开始严格执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定的一级A标准，并推动了全国城镇污水处理厂提标改造和扩建、新建工作。但是一级A标准最高允许排放的氮、磷质量浓度（分别为15.0mg/L和1.0 mg/L）仍然比《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中V类水总氮、总磷限值标准分别高出6.5倍和4.0倍。
江苏省太湖流域15条主要入湖河流的污染负荷占江苏省太湖入湖污染总负荷的80%以上，污水处理厂尾水经河道汇人太湖后对湖体氮、磷负荷的贡献率超过40%。如果将治污的关口前移，在污水处理厂尾水的氮、磷等污染物排入河、湖前将它拦截、去除，技术难度和治理成本就要低得多。
常见的污水处理厂尾水氮、磷深度净化方法在应用过程中存在一定的缺陷，例如：物理过滤或吸附法，再生成本高，出水水质较差;化学沉淀或氧化剂氧化法，运行费用高，推广难度大，容易造成二次污染，目前在大多数深度处理厂都很难维持长期运行;超滤或反渗透法，对膜压控制要求高，因膜容易阻塞和污染，对预处理要求严格，反渗透法会产生大量的副产物反渗透浓水（占处理尾水的25%～50%）难以处理;人工湿地法，基质易堵塞，植物腐败会产生二次污染。
在净化方法中，水生植物净化塘技术因其太阳能驱动，环境友好，成本低廉，可恢复水体自净能力等优点，已逐渐成为一种重要的生态治理手段。刘丽珠等、王妹等利用水生植物净化塘和人工湿地组合工艺净化规模化池塘养殖尾水，净化效果显著。杨鹏等利用多种水生植物组合三级净化塘处理农业种养废水，总氮、总磷去除率可达90%以上。本研究以污染物源头减量和河流湖泊水质持续改善为目标，利用三级串联凤眼莲深度净化塘处理村镇生活污水处理厂尾水，以期为生活污水尾水深度生态处理工程化技术的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 污水处理厂尾水与深度净化塘
污水处理厂尾水来源于南京市高淳区东坝镇污水处理厂。该厂主要处理东坝镇及附近的生活污水，采用A20工艺处理污水，日处理能力为2000t，生活污水经处理后尾水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918 -2002） 一级A标准，尾水直接排入临近连通太湖的胥河。在本试验期间，尾水总氮（9.86 3.51）mg/L，总磷（0.38 0.07）mg/L，铵态氮（0.49 0.09）mg/L，硝态氮（7.91 2.27） mg/L，高锰酸盐指数（4.37 0.48）mg/L，流量为（1024.5 210.8） t/d，水力负荷（0.13 0.03） m3/（m2·d），水力停留时间为（7.32 1.51）d。
三级凤眼莲深度净化塘设计与建设：生态工程位于东坝镇污水处理厂北侧，利用污水处理厂周边闲置土地，采用挖土的方式建成（图1）。深度净化塘采用三级串联的方式组成，各级净化塘长度均为105.0m，深度均为1.2m，第1级净化塘宽度为25.0m，第2、3级深度净化塘宽度均为27.5m。各级净化塘之间采用夯土方式隔开，净化塘底部和岸堤均铺设防水布防止渗漏，出水口設置溢流堰使深度净化塘水深保持为1m。深度净化塘总面积为8400 m2，总有效容积为7500m3。进水口和出水口均设置流量计监测尾水进出流量。2015年2-4月为深度净化塘基础建设阶段，铺设污水处理厂尾水进水管道，于2015年5月底正式接入污水处理厂尾水。2015年5月底至6月底为凤眼莲种苗投放、扩繁与生态工程试运行阶段.6月底深度净化塘开始正式运行。根据本课题组前期研究结果，凤眼莲种苗最佳初始投放量为0.5～1.0 kg/m2，本试验初始投放量为0.6 kg/m2。 1.2 深度净化塘运行及管理
试验时间为2015年6月底至2015年10月底。2015年11月初至11月中旬实施凤眼莲的打捞加工处置工作。
1.3 水质监测方法
2015年6月30日开始试验，每隔7d于上午9：00采集水样（采样点见图1），带回实验室立即进行分析，测定水体总氮（TN）、铵态氮（NH4-N）、硝态氮（N03一N）、总磷（TP）质量濃度和高锰酸盐指数（CODMn）。总氮、铵态氮、硝态氮和总磷质量浓度采用德国SEAL AA3连续流动分析仪测定，高锰酸盐指数采用酸性高锰酸盐滴定法测定。溶解氧（DO）、pH值、水温采用YSI professional plus（USA）测定仪现场测定。
1.4 凤眼莲植株生物量、叶绿素含量及全氮和全磷含量测定
从2015年6月30日开始每隔15d采集凤眼莲植株样，现场测定植物的生物量，植株样带回实验室测定植物体内氮、磷含量。凤眼莲单位面积生物量的测定采用质量法，将lm2水面上的凤眼莲捞起放在筛网上，直至无滴水时称质量。使用SPAD-502叶绿素计（日本美能达公司制造）测定凤眼莲叶片的SPAD值。凤眼莲植株全氮、全磷含量采用浓H2SO4一H202消解法测定。
1.5 数据处理
采用统计软件SPSS 16.0进行方差分析及相关性分析。
2 结果与分析
2.1 凤眼莲生长特征及氮、磷吸收能力
2015年10月底试验结束时，一级和三级净化塘的凤眼莲根长分别为（15.67 5.25）cm和（36.13 7.75）cm，一级净化塘的根长显著低于二、三级净化塘（P