人工湿地作为一种污水生物处理技术,因其具有独特的优势,人工湿地处理效果好、出水水质稳定、氮、磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低、对负荷变化适应能力强、适于处理间歇排放的污水等主要特点。同时,人工湿地不仅达到了污水净化的目的,而且营造一道靓丽独特的风景线。因此,大力开发人工湿地污水处理技术,对我国水环境污染的污染治理具有重大意义。多年的研究表明,人工湿地能够利用基质-微生物-植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化,实现废水的资源化与无害化。
1人工湿地概述
湿地,作为地球上具有多种功能的生态系统,可以沉淀、排除、吸收和降解有毒物质,使潜在的污染物转化为资源。人工湿地是在天然湿地的净化功能基础上,参与人为因素的一种由人工将砾石、砂、土壤、煤渣等介质按一定比例构成的底部封闭并有选择性的植入水生植物的污水处理系统。利用系统中基质_水生植物_微生物的物理、化学、生物的三者协同作用,通过基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。
2人工湿地的污水处理效率
2.1对有机物的去除率
人工湿地对有机物有较强的净化能力,污水中的不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,可以很快被截留下来而被微生物利用;污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢过程而被分解去除。
2.2对氮的去除率
在人工湿地中氮主要是通过微生物的硝化和反硝化作用、植物的吸收、氨的挥发以及基质的吸附和过滤等过程而去除。废水中的氮以无机氮和有机氮两种形式存在,无机氮可以被人工湿地中的植物吸收,合成植物蛋白质,最后通过植物的收割形式从湿地系统中去除。但这一部分氮仅占总氮量的8%～16%。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。湿地土壤的脲酶活性与TN的去除率有较明显的正相关性,所以认为可以把人工湿地根区土壤中脲酶的活性作为人工湿地去除污水中含氮污染物效果的一个评价指标。目前人工湿地系统TN去除率不高的主要原因是硝化-反硝化途径不畅通,由于系统缺氧,不能提供良好的硝
交通事故快速理赔化作用环境条件,因而不能产生大量的反硝化作用底物——硝酸盐,为反硝化作用打下基础。要使硝化-反硝化途径畅通,提高氮的去除率最重要的是提高湿地系统中的硝化作用强度。其措施包括:对进入湿地的污水进行暴气,以增加水中的DO;或使污水中的氮素物质在进入人工湿地前作预处理,使之转化成NO3-N;也可以增加湿地植物的密度,或采用间歇进水方法,提高系统中的氧浓度。还有研究发现,人为提高湿地中BOD:NO3-N之比(如添加秸秆或甲醇),氮的去除率会大幅度提高,能从30%左右上升至80%～90%,原因是BOD:NO3-N比值太低时不利于反硝化作用的进行,当比值上升到2.3时,反硝化率达到最大值。也有人提出可直接用C:N比来表示NO3-N的去除率。
2.3对磷的去除率
造化钟神秀阴阳割昏晓在人工湿地中磷主要是通过基质的吸附、络合及与Ca、Al、Fe和土壤颗粒的沉淀反应及泥炭累积,植物的吸收,微生物去除等作用而去除。据通辽市污水处理厂运行表明,人工湿地对各种类型的污水处理中的TP去除率47%左右。
3影响人工湿地处理效率的因素
质押3.1人工湿地的类型
abcc的四字词语大全人工湿地的水流类型不同,其对不同污染物的去除效率也有差异。水平潜流湿地对BOD、COD等有机物和重金属的去除效果较好,垂直流湿地对氮、磷的去除效果较好,表面流型湿地的处理效果一般。但如果将表面流型与潜流型、表面流型与垂直流型结合起来,去污效率会进一步提高。
3.2湿地植物种类
不同种类的湿地植物对污染物的去除效率也有一些差异。.植物的净化能力主要与植物的生物量、根系的发达程度、根系的输氧能力等因素有关。一般来说,植物的生物量较大、根系比较发达、根系的输氧能力比较强的话,其净化能力就比较强。Adcock等研究了水麦冬和芦苇两种人工湿地植物的地上、地下和总的生物量、生长情况和组织中营养成分的含量,结果表明水麦冬具有明显发达的根系和较高的地下生物量,对氮、磷的去除效果是芦苇的5倍。黄时达等研究了芦苇、灯心草和菖蒲等三种植物的污染物净化能力,结果发现灯心草的净化能力最强,COD的去除率达到42%～46%。高吉喜等研究比较了7种湿地植物,结果发现,慈菇和茭白的综合净化能力最高。彭江燕等研究了芦苇、水葱、黄菖蒲、美人蕉和风车草等5种植物的净化效果,结果表明,氮和磷的吸收比例顺序均为风车草>美人蕉>芦苇>黄菖蒲>水
葱,风车草有较高的氮磷去除能力。靖元孝的研究表明,种植风车草的潜流型人工湿地对TN、TP、COD和BOD的去除效率分别为64%、47%、74%和74%。每种湿地植物都有它自己的特点,如果选择几种湿地植物进行合理的搭配,不仅会使湿地的净化效率提高,而且净化效果也变得更稳定。
3.3基质的类型
不同的基质对人工湿地的处理效果影响较大。人工湿地的基质又称填料,一般由土壤、细砂、粗砂、砾石、沸石等组成,不同的基质对人工湿地的处理效果影响较大,并且某些基质的组合要优于单一基质的处理能力。因此,根据污水中的污染物种类、特征可以选取不同的基质或采用几种基质的组合。一般来说,含有机质丰富的基质有助于吸附各种污染物;土壤基质的去污能力不如砾石基质;含CaCO3较多的石灰石基质可以有效地去除磷,沸石-石灰石组合的基质可以有效地去除TN、TP;煤渣-草炭基质对磷具有较强的吸附能力,在不种植湿地植物的情况下对TP的去除率可达到77.6%～85.0%,可以作为垂直流人工湿地系统的特殊基质;花岗岩-粘性土壤基质能高效地去除污水中的磷,对TP的去除率可达90%。
3.4环境因子的影响
温度、水力停留时间、水力负荷、湿地的运行管理等均会对人工湿地的去污效果产生影响。水温在20～25℃时生物去污的效果最好,低于10℃时,处理效果会明显下降,因此,夏天的处理效果会好于冬天。废水主要污染指标的去除率受废水停留时间的影响,停留时间延长,去除率提高,但停留时间太长,湿地占地面积很大,从去除效果和实际需要出发,秋季和春季人工湿地的水力停留时间可以选择3d或5d,但与3d比较,5d情况下虽然处理效果改进,但湿地占地面积大。此外污水负荷也会影响污染物的去除率,在冬季,进水浓度对湿地去除SS影响较大,从总趋势来看,SS的去除率随进水浓度的增大而下降;在夏季,进水浓度影响COD、BOD、和SS的去除率,其影响程度因不同范围的进水浓度而异,通过对通辽市污水处理厂水质检测,得出下表中部分环境因子与去除率的关系
清明对亲人的思念短句马可花千骨4人工湿地污水处理技术展望
人工湿地处理污水的机理非常复杂,设计的范围也很广,目前,虽然有些机理研究已经得到初步的认可,但仍然存在很多问题需要进一步研究,如污水中的有机污染物、无机污染物、金属污染物的去除过程与机理。更好的提高湿地处理效果,使湿地系统可持续发展,加强湿地植物的筛选工作,改良人工湿地技术,使人工湿地成为一个良好生态系统,形成良好的循环,不仅对污水有良好净化的效果,而且有较好的环境效益和经济效益。
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