人工湿地水处理技术进展

人工湿地水处理技术进展
人工湿地水处理技术进展

本科毕业论文(设计)

题 目 人工湿地水处理技术进展

学生姓名 张 毅 力

专业名称 给水排水工程

指导教师 范 拴 喜

2011 年 5月 20日

教学单位

地理科学与环境工程系

学生学号 200793054050

编 号

宝鸡文理学院 2011 届本科毕业论文(设计)开题报告

论文题目:人工湿地水处理技术进展

一、立项依据(学生填写)

随着我国改革开发,经济迅速发展,水污染也成为我国面临的有一大难题。而水处理技术也成为近些年我国的主要研究对象,在水处理技术中,人工湿地水处理具有投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、操作简单、维护和运行费用低廉等优点。因而本论文主要对人工湿地进行全方位的介绍,并且提出最新的研究成果。

二、研究内容(学生填写)

本论文为人工湿地水处理技术进展,其中包括:

1、人工湿地的概念以及国内外现状

2、人工湿地的工艺流程和精华机理

3、人工湿地在我国的应用与发展

4、依旧存在的问题

三、指导教师意见(指导教师填写)

选题具有一定的研究价值,同意开展毕业论文写作工作。

签名:

年月日

宝鸡文理学院 2011 届本科毕业论文(设计)结题报告论文题目:人工湿地水处理技术进展

一、论文完成情况,包括研究过程、结果、存在的问题等(学生填写)

按时完成论文,并且达到预期的目的:

1.参考相关资料、文献,在老师指导下,明确课题的步骤、方向等具体环节,得出大概的研究步骤和框架;根据课题要求和方向对资料和数据进行处理。

2.在老师的耐心指导下,经多次反复修改,最终完成论文。

3.论文与预期的方向比较吻合,结果达到预期的目的。

4.采集的数据不够全面、掌握知识水平有限,问题分析不够透彻。

签名:

年月日二、指导教师评审意见及论文成绩(指导教师填写)

成绩:签名:

年月日三、系毕业论文(设计)指导委员会审查意见:

签名:

年月日

宝鸡文理学院 2011届本科毕业论文(设计)答辩报告

论文题目:人工湿地水处理技术进展

评语:

答辩小组

姓名学历、职称答辩成绩签字组长

成员

毕业论文成绩指导教师评定成绩

(权重50%)

答辩成绩

(权重50%)

总评成绩

人工湿地水处理技术进展

张毅力

(宝鸡文理学院地理科学与环境工程系,陕西宝鸡721007)

摘要:人工湿地污水处理技术是一个完整的系统,在国内外正不断得到研究发展,具有投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、操作简单、维护和运行费用低廉等优点。本文系统的介绍了人工湿地污水处理技术的概念、分类、结构、功能、在国内外研究应用现状及其成果。这项技术较适宜我国国情,适用于农村及中小型城市的污水处理,具有很强的发展前景。因此,研究人工湿地污水处理技术已是十分迫切与必要的。

关键词:人工湿地污水处理污染物去除表面流湿地潜流湿地垂直流人工湿地硝化反硝化强度

Artificial wetland water treatment technology progress

zhangyili

Abstract:the artifi cial wetland sewage treatment technology i s a complete system at home and abroad, are constantly get research and development, and has low investment, outlet water quality, good resistance to impact of strong, increase green area, improve and beautify the ecologi cal envi ronment, simple operation, maintenance and operation cost is low wait for an advantage. This paper systemati cally introduces the artifi cial wetland sewage treatment technology of the concept, classifi cation and structure, function, at home and abroad, research and application status and achievements. This technique i s suitable to China's national conditions, suitable for rural and small and medium-sized city sewage disposal, and has a strong development prospects. Therefore, the arti ficial wetland sewage treatment technology i s already very urgent and necessary.

Keywords:artificial wetland sewage treatment pollutants removing surface flow wetland verti cal fl ow arti ficial wetland

目录

1 、综述 (1)

2、人工湿地的国内外现状 (1)

3、人工湿地的概念 (2)

4、人工湿地的分类与净化机理 (3)

4.1人工湿地的分类 (3)

4.2人工湿地的净化机理 (6)

4.3人工湿地污水处理系统的工艺流程 (6)

5、人工湿地在我国的应用与发展 (7)

5.1人工湿地在我国的应用实例 (7)

5.2 我国对于人工湿地硝化与反硝化的研究 (8)

5.3人工湿地在不同因素下的影响 (10)

6、人工湿地目前存在的问题 (12)

7、对于人工湿地的展望 (13)

参考文献 (14)

谢辞 (16)

1 、综述

湿地是指天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水的水体。所谓人工湿地,就是指人为影响、施工形成的湿地系统。不论人工或天然,湿地都具有其十分强大的生态功能,具有相同的特点其表面常年或经常覆盖着水或充满了水,是介于陆地和水体之间的过渡带,其中生长着许多挺水、浮水和沉水植物。这些植物能够在其组织中吸附金属及一些有害物质,很多植物还能参与解毒过程,对污染物质进行吸收、代谢、分解,实现水体净化。因此湿地常常被称作“天然污水处理器”而且这个“天然污水处理器”几乎不需要添加化石燃料和化学药品。目前全世界至少有数千个人工与自然湿地用于污水处理,每个面积从不足200平方到4000ha不等。

人工湿地发展与20世纪七八十年代,兴起于荷兰、丹麦、英国等国家,80年代从欧洲到美洲、澳洲等地区和国家都广泛开展了这方面的研究工作。属于一种新型的污水处理技术,它的优点在于投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、操作简单、维护和运行费用低廉。并且,它能够有效地处理多种多样的废水,如生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、地面径流雨水、合流制下水道暴雨溢流水等。

不过,由于污水中的有毒物质和病菌是否会对湿地造成严重危害,特别是对生物多样性带来损害?长期高负荷地承载污水是否会导致湿地功能退化,甚至导致湿地本身的消亡?并且,湿地的地理要求,有时可能会在一些比较偏远的地区,特别对都市的废水处理往往起不到很好的作用。是否该用天然湿地处理污水一直是一个争议的话题,但是天然湿地总体上具有高效或强大的污水处理能力,因此为了保护天然湿地,也为了处理操作的方便,用于污水净化的人工湿地便应运而生了。

2、人工湿地的国内外现状

人工湿地发展与20世纪七八十年代,自西德1974年首次建造人工湿地以

来,各种不同的湿地在世界各地已被用来处理大量不同的废水。1996年9月在奥地利维也纳召开的第四次国际研讨会,标志着人工湿地作为一种独具特色的新型废水处理技术已经正式进入水污染控制领域。目前,在美国有600 多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水, 400多处人工湿地被用于处理煤矿废水, 50多处人工湿地用于处理生物污泥,近40处人工湿地用来处理暴雨径流,超过30处人工湿地系统用于处理奶产品加工废水 ;在丹麦、德国、英国各国至少有200处人工湿地系统在运行 ,新西兰也有80多处人工湿地系统被投入使用。

我国用人工湿地处理污水发展较晚,“七五”期间开始进行机理性的研究,现在已发展到实际应用阶段,我国自“七五”开始对人工湿地的研究,已建成一些示范工程,并于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程――白泥坑人工湿地处理系统。并且在全国多个省市建成多处不同处理规模的人工湿地处理工程。

最近一段时间美国、澳大利亚及欧洲各国都编制了人工湿地设计指南,设计方法多采用一级推流动力学模型,但由于影响人工湿地的因素较复杂,故各国出版的设计指南的相关动力学参数值也差异很大。全球目前已拥有英国和北美两大人工湿地数据库,里面有关于大概2000多座人工湿地的设计、运行和建造情况的数据,有较大的参考价值。包括我国在内,很多发展中国家对人工湿地的应用发展迟缓,主要原因是缺乏相应的设计指南和规范,故设计出来的人工湿地问题很大,效果也很一般,因此很多专家认为人工湿地不适合中国。但是,事实证明,人工湿地在世界范围内具有广泛的适用性。从热带的坦桑利亚到寒冷的挪威,大量人工湿地都已成功得到工程化应用,运行效果也较稳定。因此,编辑人工湿地设计规范并建立数据库能够扩大人工湿地在我国应用。

3、人工湿地的概念

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、

沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。它是一个综合的生态系统,它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理,结构与功能协调原则,在促进废水中污染物质良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益。人工湿地去除的污染物范围广泛,包括N , P , SS , 有机物,微量元素,病原体等。有关研究结果表明,在进水浓度较低的条件下,人工湿地对BOD5的去除率可达85%――95%,COD去除率可达80%以上,处理出水中BOD5的浓度在10mg/l 左右,SS小于20mg/l。(2)废水中大部分有机物作为异样微生物的有机养分,最终被转化为微生物体及CO2 , H2O。

人工湿地面积可视情况而言,可在市郊结合部,也可在污水处理厂出水的附近建造。一些人工湿地属预处理型,在那些目前还不具备建造污水处理厂的城乡结合部建造人工湿地,将生活污水排入,利用所种植物对其进行处理,然后再排入自然水系,保护水体;还有些湿地属于加强型,在污水处理厂附近建造人工湿地,将污水处理厂处理过的水引入,再经过人工湿地的加强处理,提高其水质,然后排入自然水系,作为其补充水源。

人工湿地是一种为处理污水而利用工程手段模拟自然湿地系统建造的构筑物, 在构筑物的底部按一定的坡度填充选定级配的填料( 如碎石、砂子、泥炭等),池底坡降及填料表面坡降往往受水力坡降及填料级配的影响, 一般选值范围为1%~8%。在填料表层土壤中种植一些处理性能良好, 成活率高, 生长周期长, 美观及具有经济价值的水生植物( 如芦苇)

4、人工湿地的分类与净化机理

4.1人工湿地的分类

人工湿地污水处理技术经过多年的发展和研究,根据湿地中主要植物形式将人工湿地划分为:1、浮游植物系统; 2、挺水植物系统;3、沉水植物系统。其中沉水植物系统还处于实验室研究阶段,其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。浮游植物主要用于N , P去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统。国内外学者从工程设计的角度出发,

按照系统布水方式的不同或水在系统中流动方式不同将人工湿地处理系统划

分为以下几种类型:自由水面人工湿地处理系统;人工潜流人工湿地处理系统;垂直水流型人工湿地处理系统。

表面流湿地( Surface FlowConstructed Wetland) ,是一种污水从湿地表面漫流而过的长方形构筑物, 结构简单, 工程造价低; 但由于污水在填料表面漫流, 易滋生蚊蝇, 对周围环境会产生不良影响, 而且其处理效率较低。污水从湿地表面流过,如图1所示。在流动的过程中废水得到净化。水深一般0.3~0.5米,水流呈推流式前进。污水从入口以一定速度缓慢流过湿地表面,部分污水或蒸发或渗入地下。近水面部分为好氧生物区,较深部分及底部通常为厌氧生物区。表面流人工湿地中氧的来源主要靠水体表面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用。但是由于传输能力十分有限,故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。

图1表面流人工湿地示意图

潜流湿地( Subsurface Constructed FlowWetland) ,污水在填料缝隙之间渗流,可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他作用处理污水, 出水水质好。由于水平面在覆盖土层或细砂层以下, 卫生条件较好, 故被广泛采用。潜流式湿地一般由两级湿地串联,处理单元并联组成。与表面流人工湿地相比,水平潜流人工湿地的水力负荷大,对BOD、COD、TSS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率。潜流湿地一般设计成有一定底面坡降的、长宽比大于3 且长大于20 m 的构筑物, 污水流程较长, 有利于硝化和反硝化作用的发生,

脱氮效果较好。或方形构筑物, 污水的流程较短, 反硝化作用较弱, 且工程技术要求较高。由于垂直流湿地可方便地采用工程手段来改善系统的供氧状况, 提高布水均匀性, 营造更加有利于硝化和反硝化发生的系统环境, 故越来越受到人们的重视。

垂直流湿地(V ertical Flow Constructed Wetland),污水沿垂直方向流动, 氧供应能力较强, 硝化作用较充分, 占地面积较小, 可实现较大的水力负荷长期运行。垂直潜流人工湿地的硝化能力高于水平潜流人工湿地,对于氨氮含量较高的污水废水有较好的处理效果。垂直流湿地一般设计成高约 1 m 左右的圆形或方形构筑物如图 2 所示,污水的流程较短, 反硝化作用较弱, 且工程技术要求较高。由于垂直流湿地可方便地采用工程手段来改善系统的供氧状况, 提高布水均匀性, 营造更加有利于硝化和反硝化发生的系统环境。垂直流湿地的缺点是对于污水中的有机物的处理能力不足,控制相对复杂,夏季有滋生蚊蝇的现象。

图2垂直流人工湿地示意图

复合流式潜流人工湿地(Composite streaming undercurrents artificial wetland)沈阳环境科学研究院的专有及专利技术复合流式潜流人工湿地技术(以水平流为主与上升式垂直流结合),示意图如图6。与其它类型人工湿地相比,复合流式潜流人工湿地的水力负荷大,对BOD5、COD Cr、SS、氮磷等污染指标的去除效果好,而且没有恶臭和孳生蚊蝇现象,特别是能有效解决北方寒冷地区的冬季运行问题,同时解决了湿地项目的尖端难题,即通过设置倒膜系统、各种级配的填料,解决湿地的堵塞问题。

4.2人工湿地的净化机理

人工湿地对有机物有较强的去除能力。对于不溶性的沉淀、氮磷等都有很好的去处效果。1、对污染物的去除与影响物理沉淀可沉淀固体在湿地中重力沉降去除、过滤,通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固体被阻截而去除2、化学微生物代谢:利用悬浮的底泥和寄生于植物上的细菌的代谢作用将悬浮物、胶体、可溶性固体分解成无机物;通过生物硝化-反硝化作用去除氮3、部分微量元素被微生物、植物利用氧化并经阻截或结合而被去除。4、通过水生植物的导气组织向水体与填料层输送氧气,使填料周围的多种微生物在厌氧、兼氧、好氧等复杂状态下消化降解各类污染物。

污水中氨氮在床基中大部分通过硝化-反硝化生化过程被去除,部分氨氮和硝氮通过植物吸收而去除。有机氮主要呈悬浮状,被床基过滤截留,并通过生化作用矿化为氨氮、硝氮,进而通过植物吸收和硝化—反硝化过程去除。

污水中磷大多以正磷酸盐形式存在,并主要通过人工湿地床基中的钙、铁、铝离子沉淀固着,以及植物的吸收过程去除,沉淀固着在床基中的磷最终可通过床基料更换而移出。

人工湿地植物的代谢生长过程将从污水吸收的氮、磷、有机物、无机盐等转化为可通过收割移走并进一步资源化利用的生物量。

4.3人工湿地污水处理系统的工艺流程

人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。通过合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动物、金属离子和其它物质处理达到二级和高级处理水平。预处理的目的主要是减少污水中的悬浮物,防止湿地填料堵塞,确保人工湿地生态系统的稳定性,增加湿地处理寿命和处理能力。其设施包括格栅、沉砂池、沉淀池、稳定塘等。人工湿地系统一般工艺流程如图

污水→格栅→沉砂池→沉淀池→稳定塘→人工湿地→出水。

5、人工湿地在我国的应用与发展

5.1人工湿地在我国的应用实例

1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程――白泥坑人工湿地处理系统。白泥坑人工湿地污水处理系统位于深圳市宝安县百泥坑村南500m 处。水系沿山角流向海湾属海洋性气候。占地面积189亩,日处理量3100m3/d 废水。其处理流程见图3:

图3处理流程

人工湿地及氧化塘系统各单元的设计参数见表1:(2)

表1 深圳百泥坑人工湿地系统各单元的设计参数

项目单元数长(m) 宽(m) 碎石粒径

(mm) 碎石层厚

(cm)

池底坡度 (%) 水力负荷

(m3/m2.d)

第一级第二级第三级第四级3

2

3

3

42

47

30

31

11-12.5

18.5

19

19

10-50

10-30

5-10

40-100

50-120

150(水深)

60-100

1,1.5,2.0

2.0,

3.0

0.5,1.0,1.0

95.4

95.4

(停留一天)

100.7

经过近两年的试验运转,出水效果较好。除氨氮指标效果不明显外;其余指标均能达到国家规定的二级处理排放标准。该工程无动力消耗,管理较方便,除每月作一次水质监测外,平时无需其它管理。从外观看,进水水质略显浑浊,但无色无臭,是一个村镇排出的生活污水及少量村办企业的废水汇合而成。

其运行费用为0.02元/m3仅为传统活性污泥法的10%。深圳百泥坑人工湿地处理系统与其它污水处理厂的比较见表2:(2)

表2 深圳人工湿地系统与其它污水处理厂的经济比较

工程名称总投资

(万元) 单位污水

投资额(元/m3)

年运行费用

(万元)

吨水处理成本

(元/m3)

单位污水用地

(m2/m3)

深圳某厂蛇口某厂珠海某厂海南某厂白泥坑3300

1500

547

42.9

660

833

574

138

>100

>100

>100

36.5

约2.0

>0.20

>0.20

>0.20

0.20

0.02

2.67

1.20

1.20

2.79

从表2可以看出,人工湿地的工程总投资,处理单位污水的投资额,年运行费用及单位污水的处理费用均比其它传统方法的费用低得多。

5.2 我国对于人工湿地硝化与反硝化的研究

人类对水资源的需求量与日俱增,与此同时,水污染情况也越来越严重。据调查,我国污水年排放数百亿吨,但只有24%的工业污水和4%的生活污水经过了处理,有90%以上的城市水域污染严重,近50%的重点城镇水源水质不合标准。

据国家环保总局发布的《2004年全国环境统计公报》,全国废水排放总量482.4亿吨,其中城镇生活污水排放量占废水排放总量的54.2% ,COD排放量占排放总量的61.9%,NH3-N占68.3%,生活污水无论从排放量还是污染物负荷量上看,都是最大的污染源,其处理已经成为污水治理重要的一环。而人工湿地技术(ConstructedWetlands,CW)作为一种低投资、低能耗、低处理成本、易管理废水生态处理技术,尤其是在氮磷营养盐去除方面有着其他污水处理技术不可比拟的优势。

根据我国学者研究表明,人工湿地系统可同时进行反硝化与硝化作用,由于氮在湿地内经微生物的作用下主要由硝化与反硝化作用而转化去除。所以,研究人工湿地硝化反硝化能力的平衡机制是研究的重点方向之一。

有研究表明,湿地系统的硝化反硝化硝化强度具有较明显的分层现象,表层土壤高于深层土壤。硝化作用更为明显。硝化强度在空间分布上出现明显分层,主要是溶解氧在湿地系统内部分布不均导致的。硝化细菌对氧气的竞争不如好氧异养菌,化能异养菌生长快,与氧气的亲和力强,而且沿着水流方向,溶解氧逐步消

耗,系统慢慢呈现厌氧状态,不利于硝化菌的生长。另一方面,在表层的土壤能与大气直接接触,大气的复氧效果比较好,因此硝化作用会强于深层土壤。但总体而言,大部分湿地内部都是处于厌氧状态,对硝化菌生长不利,因此湿地系统的硝化作用强度都很低,成为制约湿地脱氮潜力发挥的主要因素。

反硝化菌是异氧型兼性厌氧菌,而目前大部分湿地系统内部属于厌氧区,有利于反硝化菌的生长,反硝化强度一般比较高,在空间分布上并没有明显区别。但是,沿水流方向湿地系统有机物浓度逐渐下降,发生碳源不足的情况,而硝态氮是反硝化作用的电子受体,有机物是反硝化作用的碳源和电子供体, 因此反硝化强度在空间分布上仍有一定变化。有研究表明,反硝化强度沿程变化不明显,沿程均能够保持较高的反硝化强度,在保证炭源供给的情况下,系统沿程均能充分发挥反硝化脱氮的作用,适合于硝氮的去除.

人工湿地硝化反硝化作用强度除了在空间分布上会出现分层外,还会受到很多因素的影响,温度的变化,种植植物与否,基质的种类等。其中温度对湿地硝化反硝化作用有很大的影响,研究表明,低温不利于硝化反硝化作用的进行,硝化反应的适宜温度是20℃~30℃,在低于15℃时,反应速度迅速下降,5℃反应几乎完全停止。反硝化反应的温度范围较宽,在5℃~40℃范围内斗可以进行,但温度低于15℃,反硝化作用明显下降。

由于植物根系具有泌氧作用,改善了根区溶解氧微环境,并且植物根系为硝化细菌提供了良好的附着界面,有利于硝化细菌生长繁殖和硝化反应顺利进行。因此,种植植物对硝化反硝化作用有明显的促进作用。大量研究发现,有植物湿地硝化作用高于不种植物湿地。而且选择根系发达的植物更有利于促进硝化作用发生。另外,由于植物的参与,系统的微生物数量和活性会增强,也一定程度上也增强了系统的反硝化作用。

基质由于疏松、通气性好、比表面积大,一方面有利于空气中的氧气进入湿地,为硝化细菌提供充足的氧气,有利于硝化作用除氮;而一些多孔基质由于含水率高,能使湿地形成厌氧环境,有利于反硝化作用除氮。

控制系统不同水位出水,则可改变系统内的淹水高度,从而可以改变好氧层和厌氧层的相对深度。在高水位出水,则系统内大部分被水浸没,处于厌氧状态,有利于反硝化作用的发生;在低水位出水,则有利于系统大气复氧,增加好氧层

深度,促进硝化作用的发生。因此,湿地系统不同水位出水能对硝化反硝化强度产生很大影响。

5.3人工湿地在不同因素下的影响

根据学者实验研究表明如图4,沸石、高炉渣、砂子、蛭石的TN去除效果都很低,但沸石仍略高于其余几种。氨氮去除效果沸石>砂子>蛭石>高炉渣,沸石同时具有最高的氨氮去除效果,达96%以上。有研究发现, 沸石对氨氮有很强的吸附能力,去除率可达95%以上,沸石对铵态氮具有极强的选择吸附性,可快速截留污水中的氨氮,

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图4不同填料对人工湿地的影响示意图

而由于碳源不足抑制了反硝化作用的进行,使出水硝氮浓度明显高于进水浓度,由硝化作用转化而来的硝氮无法去除。

综合而言,沸石对TN去除率效果较好,氨氮去除率高,且对氨氮负荷有很强的抗冲击能力,是比较理想的人工湿地填料。而蛭石的氮去除效果仅次于沸石,作为一种新型材料越来越受到人们重视。砂子的氮去除效率不高,但其导水能力好,水力负荷高。但是由于反硝化作用受到抑制,导致出水硝氮含量很高,TN 去除率也很低。

人工湿地系统氮去除效果受温度影响很大,温度变化对人工湿地TN、NO3-N去除效率有显著影响,导致硝氮的积累如图5。原因主要是TN和NO3-N 主要通过湿地中硝化菌和反硝化菌的硝化反硝化作用,最终被转化为氮气从湿地中去除,冬季低温对硝化菌和反硝化菌的活性有很强的抑制作用,造成氮的去除能力降低。当温度<15℃时,反硝化作用明显受到抑制。而反硝化作用受抑制也进一步影响到系统总氮的去除效果如图6。

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图5温度对人工湿地影响示意图

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图6温度对氨氮去除的影响示意图

各系统氨氮的去除效果略有降低,但变化不大,原因是可能是基质,如沸石,

蛭石,对氨氮有很强的选择性吸附作用,受温度的影响较小。而高炉渣系统在一月份氨氮去除率大幅度升高,原因不明。

系统的硝化强度变化呈明显的分层,大致表现为上>中>下,上层硝化强度明显高于中下层。原因是而由于深层土壤在接受大气复氧上比表层少,而且机污染物和氨氮的降解,溶解氧不断消耗,同时缺乏有效的氧源补充,导致深层土壤DO 水平低,不利于硝化细菌的生长繁殖,导致其硝化能力不如表层土壤,使湿地系统硝化强度在垂直空间上明显分层。但总体而言,硝化作用强度都比较低。

湿地的反硝化强度在垂直空间上没有呈现明显的分层,影响湿地反硝化强度的因素主要是溶解氧值和碳源。而大部分的人工湿地系统内部都会呈现严重的厌氧状态,经过学者实验研究表明,反硝化作用的强度很高,说明系统内部的氧环境适合反硝化菌的生长。而且,本模拟人工湿地系统浇灌的污水是化粪池的污水,COD含量很高,反硝化作用也不缺乏碳源,因此,在整个系统内部的环境都比较适合反硝化反应的发生,在垂直空间上没有出现明显分层。

沸石+高炉渣基质组合的硝化作用强度最高,而沸石+蛭石,沸石+高炉渣,沸石三种组合基质湿地的反硝化强度相差不大,都处于比较高的水平。这与人工湿地填料柱研究不同基质的氮去除效果基本一致,沸石是比较理想除氮的人工湿地基质。虽然高炉渣的氨氮去除效果不算高,但是可能它能促进植物的生长,从而间接提高了系统的硝化作用,因此沸石+高炉渣基质组合获得比较好的硝化效果。

种植植物能提高人工湿地系统硝化反硝化强度,从而提高系统对氮的去除效果。研究得出硝化强度主要表现为风车草>美人蕉>不种植物如图7,且种植植物硝化强度大于不种植物约50%,说明植物的存在有利于硝化作用的发生。原因是植物根系的泌氧作用,改善了根区溶解氧微环境,并且植物根系为硝化细菌提供了良好的附着界面,有利于硝化细菌生长繁殖和硝化反应顺利进行。而且风车草和美人蕉比较,风车草拥有更为发达的根系,根际氧环境更好,因此风车草系统的硝化强度比美人蕉系统要好。

研究表明美人蕉,风车草和空白系统反硝化强度区别不大,大致表现为美人蕉>风车草>不种植物。而有种植物的反硝化强度高于不种植植物的系统,原因是有种植物的系统,微生物种类活性和数量都高于不种植植物系统。

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图7不同植被对人工湿地影响示意图

不同水位出水会导致系统淹水程度不同,从而使系统内部厌氧层好氧层的相对高度改变,而对硝化反硝化强度产生影响。高水位出水,系统内部大都处于厌氧状态,有利于反硝化作用的进行。低水位出水,系统的大气复氧能力好,有利于硝化作用的进行。由实验结果得出,中水位出水,能同时获得较高的硝化和反硝化强度,有利于硝化反硝化除氮机制的运行,是比较理想的出水水位。

在人工湿地填料柱实验中,沸石,高炉渣,砂子,蛭石对TN的平均去除率分别是23.62%,10.55%,9.37%,15.31%,沸石对TN去除率最好;氨氮的平均去除率分别为96.42%,58.33%,92.34%,81.88%,,沸石、砂子、蛭石都获得了较好的氨氮去除效果,尤其是沸石,去除效果均达到90%以上。而模拟柱的反硝化作用比较弱,硝氮出水浓度明显高于进水浓度。综合而言,在脱氮方面,沸石是比较理想的人工湿地基质。

6、人工湿地目前存在的问题

占地面积大; 易受病虫害影响;生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解,设计运行参数不精确,因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放,有的人工湿地反而成了污染源。根据已有数据,当上下表面植物密度增大时, 人工湿地系统处理效率提高,在达到其最优效率时,需2~3个生长周期,所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。因此,目前人工湿地污水处理技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。总体说来, 人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式,特别是它充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益,因此具有较高的环境效益、经济效益及社会效益,比较适合于处理水量不大、水质变化不很大、管理水平不很高的城镇无数,如我国农村中、小城镇的污水处理。人工湿地作为一种处理污水的新技术有待于进一步改良,有必要更细致地研究不同地区特征和运行数据以便在将来的建设中提供更合理的参数。

另外人工湿地系统对氮的去除效果很不稳定,常常在很大范围内波动,导致

出水水质不达标。除了因为温度变化的原因外,还由于人工湿地暴露在外,受外界因素影响大,而且系统内部复杂,因此,有必要对人工湿地去除氮系统的稳定性进行研究。

7、对于人工湿地的展望

人工湿地发展与20世纪七八十年代,虽然经过几十年的发展,这项技术已经比较成熟,但是它还是具有很多值得我们挖掘和研究的地方。对于人工湿地目前依旧存在很多不容易解决的问题,比如表面流人工湿地,虽然造价低,易操作,但是易滋生蚊蝇,并且气味难闻对城市环境却有很大的影响。而潜流式人工湿地却有着与表面流人工湿地截然相反的特点,它虽然对城市环境没有很大的影响,但是造价高并且不容易操作。

人工湿地这项技术与其他污水处理技术相比有着很多先天的优势,首先,人工湿地水处理技术对于城市生活废水有很好的效果,而目前城市生活废水的处理直接影响到城市的卫生环境以及人们的舒适度。并且,人工湿地可以发展成为景观湿地,虽然目前只是一个目标,但是人工湿地发展成为景观湿地是一种趋势,这样人工湿地不仅能够解决城市的污水处理问题,还能够为城市的居民提供一个休闲娱乐的场所。而这个目标所需要的就是怎么样解决人工湿地的滋生蚊蝇,不易操作等技术。再次,人工湿地水处理技术相对比与其他技术,发展时间较短,属于比较年轻的技术,可开发和研究的地方还有很多。从这一点来看,人工湿地水处理技术就应该得到我们的特别重视,因为每一项年轻的技术在不久的将来一定会发展成为中坚技术。

中国对于人工湿地的研究目前还不是很充分,最近一段时间美国、澳大利亚及欧洲各国都编制了人工湿地设计指南,设计方法多采用一级推流动力学模型,但由于影响人工湿地的因素较复杂,故各国出版的设计指南的相关动力学参数值也差异很大。全球目前已拥有英国和北美两大人工湿地数据库,里面有关于大概2000多座人工湿地的设计、运行和建造情况的数据,有较大的参考价值。

国内外水处理技术的现状 发展趋势

国内外相关技术的现状发展趋势世界上许多地区正面临着最严重的缺水。据世界银行的统计,全球80%的国家和地区都缺少民用和工业用淡水。随着资源成本不断上升和环保意识逐渐增强,许多企业开始运用绿色技术,降低碳排放,尽量减少废物产生。其中水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术。 根据联合国统计,到2025年,三分之二的世界人口可能会面临水资源短缺,因此水处理技术将会越来越得到重视,这包括了高效率的水资源管理和污水处理。例如:在北美尤其在加拿大,水管理及污水处理设施的面临的问题十分急切。63%的目前运行的设施都在超期运行,他们的平均运行时间已经达到18.3年。其中52%污水处理设施在超期运行。在美国的干旱地区,对海水淡化技术的需求越来越高。海水淡化技术主要局限在于效率,而随着淡水的短缺,这些局限逐渐被淡化和忽视。水处理技术的发展拥有巨大的前景,许多国家都在实施水处理的政策和项目。根据全球知名增长咨询公司的预测,至2010年,全球水资源管理和污水处理技术市场规模预计将达到3,500亿美元。 目前先进的水管理和污水处理技术及其发展趋势包括了循环用水、反渗透海水淡化和臭氧化等。例如,反渗透海水淡化技术正在迅速占领的大型设施市场,而这一领域过去主要以热工过程设备为主。

处理效率的提升和渗透膜价格的回落,促使反渗透海水淡化市场在过去5年中迅速发展,现在应用反渗透海水淡化技术的已不再是小规模的工厂,大型反渗透海水淡化厂已是司空见惯。 在污水处理方面,澳大利亚的研究人员在生物发电领域提出了一种新的旋转生物电化学接触器,这项技术能够将已经运用于污水处理行业30年的旋转生物污水处理技术的效率提高15%;此外,一种能够处理高污染废水的技术也已经问世,这种技术能够处理污染物浓度超过300,000ppm的污水,而处理成本仅有原先通过储存和化学处理方法的十分之一。这种技术目前被认为是最简单、最易于使用及经济的处理技术. 中国目前同样也面临巨大的淡水短缺和水污染的问题。作为一个人均拥有水资源量最小的国家,必须采取措施以避免未来严重危机的发生。中国北方缺水问题极度严重,因此国家启动了浩大的“南水北调”工程,整个工程耗资达到几十亿美元,预计2050年建成。污水问题同样困扰着中国,估计有3亿人口的饮用水是被污染的。2004年至2008年,污水排放量年增长率达到18%,从482亿吨增长至572亿吨。预计在2010年,中国的污水排放将达到640亿吨。中国持续的工业化、城市化进程和经济的快速增长,是导致污水排放量连年上升的主要原因;而与此相对的是,中国的污水处理厂却基本上未能实现满负荷的运行。以2008年为例,中国污水处理厂的处理污

人工湿地在景观水处理中各单元参数设计

人工湿地在景观水处理中各单元参数设计 The manuscript was revised on the evening of 2021

人工湿地在景观水处理中各单元参数设计 更新时间:1-13 17:27 目前,潜流式人工湿地已在全国很多地区的景观水系处理中得到了推广,技术也已逐渐成熟,笔者通过几个项目的实践,总结了相关参数设计要点,归纳如下: 人工湿地净化景观水体水质的设计可以从以下两个方面来考虑:①对景观水体的水进行循环处理;②对补充水(主要指再生水或雨水)进行处理。前者可以根据湿地的水力负荷进行设计,后者根据湿地污染物的面积负荷进行设计。 1、进行循环处理的人工湿地的设计 ①处理水量的确定 根据景观水体的循环周期设计每天需要处理的水量,计算公式如下: Q=V/T 式中Q—循环处理水量,m3/d V-景观水体中的水量,m3 T-循环周期,d 循环周期指景观水体的水全部被人工湿地处理一遍所需要的时间。当水温>25℃时,景观水体的循环周期不宜超过2-3d,当水温<25℃时循环周期可以适当延长,温度越低则循环周期越长。 ②湿地面积的确定 根据水力负荷设计湿地的面积,计算公式如下: Ax=Qx/HL 式中 AX—对景观水体的水进行循环处理需要的人工湿地的面积,m2 HL一水力负荷,可取—1.2m3/ 2 处理补充水的人工湿地的设计

①补充水量的确定 根据蒸发量以及景观水体底部和侧壁的渗透水量来确定每天的补充水量,计算公式如下: QB=A×F+Qs (3) 式中Q—补给的水量,m3/d A—景观水体的面积,m2 F—当地夏季最大蒸发月份的日平均蒸发量,m3/ QS—景观水体的下渗水量,m3/d ②湿地面积的确定 根据湿地污染物的面积负荷确定湿地的面积,计算公式如下: AB=QB×(CB—CE)/N 式中AB—人工湿地去除补充水中污染物所需要的面积,m2 CB—补充水中污染物的浓度,g/m3 CE—湿地出水浓度,g/m3 N—一污染物面积负荷,g/ 分别计算去除COD、BOD5、TN、TP、SS等污染物所需要的面积,选取其中最大的一个作为设计面积。 在设计湿地面积时需要确定以下三个参数: a.补充水中污染物浓度的确定 以再生水作为补充水源时,各种污染物的浓度可以参考《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)中的相关水质标准。 由于雨水的水质与降雨量、汇水面(屋面、地面和路面等)的材料和积累的污染物、空气质量、气候条件等许多因素有关,因此雨水中各种污染物浓度的变

人工湿地污水处理工艺流程

人工湿地污水处理技术 一、通过建造类似沼泽的湿地,将污水投配到湿地上利用土壤、人工介质、植物等的物理、化学以及生物作用对污水进行转化、去除。 人工湿地是一种综合的生态系统,利用系统中各种生物对其进行处理。 二、分类;自由水面流人工湿地、潜流型人工湿地、垂直水流型人工湿地。 去除范围;N、P、SS、病原体、有机物,BOD5去除率85%-95%,COD去除率80%。(进水浓度较低时) 三、特点;处理效果好、工艺简单、投资少、运行费用低、缓冲容量大并且非常适合中小型村庄生活污水集中处理。 四、适用范围;农村集中式和分散式污水处理系统 设计时可以因地制宜 五、注意事项;1、必须做好防渗工作(可用土工布或三灰土夯实预防)2、湿地植物应耐水、根系发达、吸收氮磷量大等。2、植物最好是春季种植。3、植物在初期为使其有较好的生长条件应适当的控制湿地水位。4、做好日常护理,及时清理。5、不耐寒植物在冬季前要做好防冻措施。 水解酸化与人工湿地组合处理技术

适用地区:农村地区小规模生活污水的处理(较为适合南方地区,北方地区因天气原因可使用潜流型人工湿地)一、以下工艺流程参考跑蓝环保科技有限公司的实地施工过程 污水格栅/泵水解酸化 池人工湿地排放简介;格栅可去除大颗粒物。水解酸化池(污水中污染物浓度低是用水解酸化池,浓度高时采用曝气池)。人工湿地填料与植物之间会生成一层生物膜,生物膜可吸收、同化、异化水中的有机物。还可形成好氧、缺氧以及厌氧状态,使水中氮磷能够进行硝化和反硝化作用。运行中产生的污泥必须要稳定化后才能运出。 工艺部分设备(可调) 水解酸化池可用曝气池替换 水解酸化池和人工湿地系统之间可加缺氧好氧池,依据出水水质要求和地方经济条件而定。 工艺主要构筑物 ①格栅井:内置粗格栅②进水渠:内置细格栅③提升泵站:内置潜污泵④水解池:内置填料及潜水曝气池⑤二沉池⑥污泥储池⑦中间水池:内置潜污泵 主要设备:①格栅:自制简单格栅②潜水曝气机③提升泵:耦合式潜污泵

最新各类污水处理技术

各类污水处理技术

·氧化沟的技术特点 ·氧化沟工艺的发展展望 ·油墨印刷废水来源及水质 ·UASB工艺 ·电解法介绍 ·生物接触氧化工艺 ·膜生物反应器 ·一体化氧化沟侧沟固液分离器分离效果研究 ·氧化沟的设计方法讨论 ·氧化沟工艺的介绍 ·大型城市污水处理厂除氮脱磷工艺之循环式活性污泥法(C-TECH) ·序批式活性污泥法(SBR)计算机辅助设计 ·活性炭水处理的主要影响等因素和性质 ·水处理药剂的发展 ·影响循环水处理剂阻垢分散效果的主要因素 ·以DO、ORP、pH控制SBR法的脱氮过程 ·SBR法及其研究 ·印染废水特点以及危害 ·化学氧化法处理印染废水 ·生化处理技术用于印染污水介绍 ·印染废水处理工艺 ·印染废水处理工程设计要点-根据生产工艺、废水种类和性质确定治理方案·印染废水处理工程设计要点-选择相应设计参数 ·污水再生利用的途径 ·印染废水处理工程设计要点-污染治理工程优化 ·印染废水集中处理厂的工艺选择与设计参数 ·液膜法处理含镍废水的最佳条件试验 ·纤维束过滤器用于石化废水的回用处理 ·聚偏氟乙烯(PVDF)膜在水处理中的应用 ·印染废水深度处理 ·焦化废水生物脱氮研究(中试)

·垃圾渗滤液处理方法 ·新型磷营养药剂在造纸废水生化系统中的使用研究 ·印染废水的简介 ·物化法处理垃圾填埋场渗滤液 ·脱氮—混凝气浮—UASB—接触氧化法处理垃圾填埋渗滤液·渗沥液产量、规模及调节的工程计算 ·环氧树脂废水处理 ·医药废水处理方法研究综述 ·阳离子型有机絮凝剂处理含油乳化废水的研究 ·MBR技术在小区中水回用中的应用 ·厌氧-膜生物反应器处理垃圾渗滤液中多环芳烃的研究·焦化废水处理技术及其发展趋势 ·重金属废水的处理技术 ·电镀、热镀废水生化治理工程技术 ·印染废水脱色技术及铜回收的方法分析 ·农药废水处理介绍 ·医院病毒污水处理优选方案 ·垃圾渗滤液深度处理技术 ·回灌法处理垃圾渗滤液的技术研究 ·组合工艺法处理垃圾渗滤液的试验研究 ·絮凝剂处理印染废水的研究 ·城市污水处理方法和处理工艺介绍 ·CASS工艺构筑物和主要设备 ·CASS工艺主要设备操作运行要点 ·活性污泥系统的工艺控制 ·活性污泥性状异常及其分析 ·MBR在中水回用中的经济分析 ·高浓度有机废水的生物化学处理技术 ·造纸黑液综合治理的研究进展 ·膜技术的应用领域及国内发展动态 ·餐饮废水处理方法的现状与展望

水处理技术发展的未来

水处理技术发展的未来 目前。我国饮水水源受污染的情况日益严重。污染水源中的无机物、有机物以及微生物等严重地威胁着人们健康。与此同时,随着人们生活水平的提高,人们对水质要求普遍提高,希望喝到更安全卫生的水,特别是加入WTO后,水质的改善和国家的环境、社会经济的关系也更加密切。面对当前的问题,发展以下几方面净水技术。将是我们的当务之急。 1混凝剂与助凝剂 目前国内使用的混凝剂品种比较单一,而且以铝盐为主,助凝剂采用比较少,助滤剂更少,多种高效率,高品质的混凝剂与助凝剂的开发与采用,是提高出水水质的一个重要方面,包括混凝剂与助凝剂的合理投加。是自来水厂高效、低耗的一个控制点。 2生物预处理 净水工艺中利用微生物对有机物的氧化分解作用,以去除原水中可生化降解物质和氨氮,我国从七十年代开始研究,科研已取得了很大进展,在生产实践中也取得了成功的应用,面对目前的水资源环境。在较长的一段时期还大有用武之地,如何利用生物的氧化分解作用。对各种不同的水源条件结合传统的处理工艺,无论从设计参数,工艺布置都有待进一步研究,在实用化的基础上不断提高。 3加强常规处理 百余年的现代水厂的建设,混合、絮凝、沉淀、过滤组成的常规处理工艺,虽以去除浊度为主要目的,但随着浊度的降低,吸附于胶体颗粒的有机物以及溶解度较低的微量有机物也可以相应降低,各种微生物和病毒也能随浊度的去除而减少。尽可能降低出水浊度实际上已超出了降浊本身的意义。 常规处理六、七十年代曾演变过多种处理构筑物形式,但近年来经各方面实践总结,逐步倾向平流沉淀池和气水反冲均质滤料滤池的格局。应该说是一种管理方便实用的工艺组合,但继续探索新的构筑物形式仍会是今后研究的方向。 整个工艺流程的瞬时水质监测也是今后不断完善提高的一个方面,面对日益复杂的水源环境,新的科学成果不断反映出水中某些微量有机物对人类的危害,如何快速准确、方便的检测它们的存在,也是今后一项艰巨的任务。

人工湿地污水处理工艺流程教学文案

人工湿地污水处理工 艺流程

人工湿地污水处理技术 一、通过建造类似沼泽的湿地,将污水投配到湿地上利用土壤、人工介质、植物等的物理、化学以及生物作用对污水进行转化、去除。 人工湿地是一种综合的生态系统,利用系统中各种生物对其进行处理。 二、分类;自由水面流人工湿地、潜流型人工湿地、垂直水流型人工湿地。 去除范围;N、P、SS、病原体、有机物,BOD5去除率85%-95%,COD去除率80%。(进水浓度较低时) 三、特点;处理效果好、工艺简单、投资少、运行费用低、缓冲容量大并且非常适合中小型村庄生活污水集中处理。 四、适用范围;农村集中式和分散式污水处理系统 设计时可以因地制宜 五、注意事项;1、必须做好防渗工作(可用土工布或三灰土夯实预防)2、湿地植物应耐水、根系发达、吸收氮磷量大等。2、植物最好是春季种植。3、植物在初期为使其有较好的生长条件应适当的控制湿地水位。4、做好日常护理,及时清理。5、不耐寒植物在冬季前要做好防冻措施。 水解酸化与人工湿地组合处理技术

适用地区:农村地区小规模生活污水的处理(较为适合南方地区,北方地区因天气原因可使用潜流型人工湿地)一、以下工艺流程参考跑蓝环保科技有限公司的实地施工过程 污水格栅/泵水解酸化 池人工湿地排放简介;格栅可去除大颗粒物。水解酸化池(污水中污染物浓度低是用水解酸化池,浓度高时采用曝气池)。人工湿地填料与植物之间会生成一层生物膜,生物膜可吸收、同化、异化水中的有机物。还可形成好氧、缺氧以及厌氧状态,使水中氮磷能够进行硝化和反硝化作用。运行中产生的污泥必须要稳定化后才能运出。 工艺部分设备(可调) 水解酸化池可用曝气池替换 水解酸化池和人工湿地系统之间可加缺氧好氧池,依据出水水质要求和地方经济条件而定。 工艺主要构筑物 ①格栅井:内置粗格栅②进水渠:内置细格栅③提升泵站:内置潜污泵④水解池:内置填料及潜水曝气池⑤二沉池⑥污泥储池⑦中间水池:内置潜污泵 主要设备:①格栅:自制简单格栅②潜水曝气机③提升泵:耦合式潜污泵

水处理技术服务

水处理技术服务 1.1 我方现场服务人员是使所供水处理设备安全、正常投运。我方会派合格的现场服务人员。我方提供包括服务人月数的现场服务计划表。如果此人月数不能满足工程需要,我方会追加人月数,且不发生费用。 1.2 我方现场服务人员具有以下资质: 1.2.1 遵守法纪,遵守现场的各项规章和制度, 遵守电业安全工作规程; 1.2.2有较强的责任感和事业心,按时到位; 1.2.3了解合同设备的设计,熟悉其结构,有机组现场工作经验,能够正确地进行现场指导; 1.2.4身体健康,适应现场工作的条件。我方向需方提供服务人员情况表。如若有不合格的现场服务人员我方会给予更换。 1.3 我方现场服务人员职责 1.3.1我方现场服务人员的任务主要包括设备催交、货物的开箱检验、设备质量问题的处理、安装和调试、设备试运和性能验收试验。 1.3.2在安装和调试前,我方技术服务人员会向需方技术交底,讲解和示范将要进行的程序和方法。 1.3.3制造厂确保制造质量,当现场安装调试中发现制造质量问题时,我方现场服务人员会全权处理现场出现的一切技术问题。如现场发生质量问题,我方现场人员会在需方规定的时间内处理解决。若我方委托需方进行处理,我方现场服务人员会出具委托书并承担相应的经济责任。若我方不能及时出具委托书,本工程的监理单位有权委托处理,相应费用由我方确认并承担。 1.3.4我方对现场服务人员的一切行为负全部责任。 1.3.5我方现场服务人员的正常来去和更换会事先与需方协商。 2质量验收 2.1 水处理设备生产过程中的主要阶段的质量验收按设备监造的相关条款进行。 2.2 最终产品我方将通知需方派员验收,验收人员可以根据招标书的规定对任何与本产品生产和检验有关的档案进行检查,如发现质量问题,我方进行返修直至产品达到规定的质量要求。 2.3 制造厂内需方的验收不做为最终产品合格的保证,产品最终应通过现场调试和运行考验而通过验收。 2.4 水处理设备生产各个阶段及系统整体质量验收由我方提供验收标准,需方讨论通过。

国内外水处理技术的现状发展趋势

国内外相关技术的现状发展趋势 世界上许多地区正面临着最严重的缺水。据世界银行的统计,全球80%的国家和地区都缺少民用和工业用淡水。随着资源成本不断上升和环保意识逐渐增强,许多企业开始运用绿色技术,降低碳排放,尽量减少废物产生。其中水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术。 根据联合国统计,到2025年,三分之二的世界人口可能会面临水资源短缺,因此水处理技术将会越来越得到重视,这包括了高效率的水资源管理和污水处理。例如:在北美尤其在加拿大,水管理及污水处理设施的面临的问题十分急切。63%的目前运行的设施都在超期运行,他们的平均运行时间已经达到18.3年。其中52%污水处理设施在超期运行。在美国的干旱地区,对海水淡化技术的需求越来越高。海水淡化技术主要局限在于效率,而随着淡水的短缺,这些局限逐渐被淡化和忽视。水处理技术的发展拥有巨大的前景,许多国家都在实施水处理的政策和项目。根据全球知名增长咨询公司的预测,至2010年,全球水资源管理和污水处理技术市场规模预计将达到3,500亿美元。 目前先进的水管理和污水处理技术及其发展趋势包括了循环用水、反渗透海水淡化和臭氧化等。例如,反渗透海水淡化技术正在迅速占领的大型设施市场,而这一领域过去主要以热工过程设备为主。

处理效率的提升和渗透膜价格的回落,促使反渗透海水淡化市场在过去5年中迅速发展,现在应用反渗透海水淡化技术的已不再是小规模的工厂,大型反渗透海水淡化厂已是司空见惯。 在污水处理方面,澳大利亚的研究人员在生物发电领域提出了一种新的旋转生物电化学接触器,这项技术能够将已经运用于污水处理行业30年的旋转生物污水处理技术的效率提高15%;此外,一种能够处理高污染废水的技术也已经问世,这种技术能够处理污染物浓度超过300,000ppm的污水,而处理成本仅有原先通过储存和化学处理方法的十分之一。这种技术目前被认为是最简单、最易于使用及经济的处理技术. 中国目前同样也面临巨大的淡水短缺和水污染的问题。作为一个人均拥有水资源量最小的国家,必须采取措施以避免未来严重危机的发生。中国北方缺水问题极度严重,因此国家启动了浩大的“南水北调”工程,整个工程耗资达到几十亿美元,预计2050年建成。污水问题同样困扰着中国,估计有3亿人口的饮用水是被污染的。2004年至2008年,污水排放量年增长率达到18%,从482亿吨增长至572亿吨。预计在2010年,中国的污水排放将达到640亿吨。中国持续的工业化、城市化进程和经济的快速增长,是导致污水排放量连年上升的主要原因;而与此相对的是,中国的污水处理厂却基本上未能实现满负荷的运行。以2008年为例,中国污水处理厂的处理污

人工湿地水处理技术研究进展

人工湿地水处理技术研究进展 发表时间:2019-01-08T16:26:59.873Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第30期作者:高林马文伟 [导读] 人工湿地作为一种新型的生态污水净化处理技术,因其具有处理效果好、工艺简单、运行投资低、维护方便等特点,在水处理领域得到了广泛的关注和应用。 陕西环保集团水环境有限公司陕西西安 710061 摘要:随着经济和各行各业的快速发展,水污染现象日益严重,不仅破坏了水体生态环境,也对人类健康造成了危害。因此,需要寻找一种经济简单有效的水处理技术。人工湿地作为一种新型的生态污水净化处理技术,因其具有处理效果好、工艺简单、运行投资低、维护方便等特点,在水处理领域得到了广泛的关注和应用。 关键词:人工湿地;水处理;研究进展 引言 近年来随着环保理念日渐深入人心,人们对环境保护的重视程度也越来越高。人工湿地由于具有工程所需投资少、运行成本低廉以及生态效果较好等特点在污水处理方面备受青睐。与此同时,目前利用人工湿地进行污水处理技术依然存在着很大的进步空间。本文从人工湿地污水处理技术出发,指出了当前人工湿地污水处理系统的工作要点,笔者希望能够给相关人工湿地污水处理工作提供一定的参考。 1人工湿地概念 湿地广义上指长年积水和过湿的土地,是陆生和水生生态系统之间的过渡性地带,广泛分布于世界各地不仅拥有着丰富的生物多样应,还具有显著的生态净化作用,是地球上一种独特的、多功能的生态系统被称为“地球之肾”。湿地是地球上生产力最高的生态系统之一。湿地提供水和初级生产力,成为了很多鸟类、哺乳类动物、鱼类、爬行类动物以及其他水路两栖类动物赖以生存的环境,是植物遗传物质的重要储存地。湿地已经成为了影响珍稀禽类繁殖和生存的关键因素,所以,湿地也成为了鸟类优质的生活环境。按《国际湿地公约》定义,湿地系指不问其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域。由于人类的不合理开发,湿地资源在我国受到很大破坏。在特殊时期和环境条件下,研究和建立人工湿地生态系统是对自然湿地生态系统的适度补充,也是对其功能退化的恢复性建设。人工湿地是近些年发展起来的一种新型污水处理生态系统,传统的污水生物处理方法能对清除一些有机物能产生非常明显的效果,但是却无法实现对氮磷的有效去除;一些化学技术能在很大的程度上将氮磷去除,但是需要耗费较高的费用,还能大大提高二次污染的可能性。在这个方面,人工湿地具有较为明显的优势,其无需耗费大量的成本,方便人工对其进行管理和维护并且其运行的成本较低,对氮磷的去除效果也比较明显,能尽快适应符合的变化,也能在很大的程度上起到使环境更加美观的作用。与自然湿地相比而言,人工湿地在承载负荷量,地点选择,污水处理能力及可控性上具有较大优点。 2人工湿地在水处理中的应用研究 2.1生活污水的处理 生活污水是水体的主要污染源之一,主要是指人类生活中使用的各种厨房用水、洗涤用水和卫生间用水所产生的排放水,多为无毒的无机盐类,可生化性好,但排放量较大。据统计,2015年仅城镇生活污水排放量就达到了535.2亿t。人工湿地由于其高效率、低投资、低运营和维护简单等优点而被用于处理生活污水。不同类型人工湿地对生活污水的处理效果,会受到包括湿地类型、植物种类、温度和填料基质等许多因素的影响。通过菖蒲、千屈菜、水葱和香蒲在不同类型人工湿地对生活污水处理效果的研究,发现4种植物对生活污水COD 的去除率均表现为垂直下行流湿地>垂直上行流湿地>水平潜流湿地,其原因可能是垂直下行流湿地中好氧环境众多,极大地增强了参与根系表面好氧过程的好氧微生物的活性,对有机污染物的降解具有很好的效果。而在同种类型的人工湿地中,香蒲对COD的去除率均高于其它3种植物,可能是由于香蒲相较于其它3种植物对有机污染物的吸收降解能力更强。通过鸢尾、吊兰、马蒂莲3种植物对生活污水净化效果的研究,结果发现3种植物对COD、NH4+-N和TP的去除效果均较好,依次为鸢尾>吊兰>马蒂莲。利用象草和美人蕉在不同温度下表面流人工湿地处理生活污水,发现2种植物对生活污水的净化效果受温度影响,呈一定的正相关性。可能是由于在一定温度范围内随着温度的升高,一方面增强了微生物的活性,提高了硝化和反硝化效果,同时促进了磷的吸收同化;另一方面加强了植物的光合作用,使得植物根系生长旺盛,促进了对氮磷的吸收。研究青石、砂子和砾石3种湿地基质对污染物去除效果的影响,发现3种基质对生活污水中COD、氨氮、TP、SS的去除率均是砂子>青石>砾石,其原因可能是砂子的粒径较小,比表面积大,更容易吸附污染物。 2.2缓解水资源危机 人工湿地污水处理系统主要利用的是生物的方法进行处理,与传统污水处理系统的化学法相比更为卫生健康。生物在成长过程中可以对水源和环境有一定的净化作用,根据人工湿地之中生物的生长特点以及习性,与污水处理系统相搭配能够更好实现污水的净化作用,缓解水资源的危机。在人工湿地的构建中,一般情况下我们不单单采用生物处理这一单一的污水处理技术,往往还需要多种技术的优化和组合,来保证污水处理的结果。人工湿地通常作为污水处理组合工艺的三级处理系统,与其他的工艺与人工湿地污水处理方案组合使用时,能够更好地完成污水处理任务。联合使用项目中,湿地系统中可以适当增加池塘系统水处理技术,并根据不同时期的季节特点和环境变化,改变水力载荷,加强复合水处理系统对温度和季节的感知。相关研究结果表明,复合污水处理系统对污水的净化效果要远远高于单一的污水处理系统,尤其在处理高浓度的污水方面,有十分有效的应用价值。此外,人工湿地与活性污泥法的组合工艺能够良好的应用在城市污水处理工作之中,用该方法处理城市中的污水,需要的投入较少,操作简单,维护的成本也相对较低,而且处理之后的水源的洁净度较高,能够有效实现水资源的重复利用,符合可持续发展理念。另外,人工湿地工艺与低氧接触氧化系统的组合在处理污染的河水项目中有很好的处理结果,避免了人工湿地在大量污水处理过程中的效率低下和容易堵塞的问题,处理结果明显提升,且去除污染的效率很高。 2.3人工湿地对有机物的去除机理, 污水中的有机物可分为不溶性有机物与可溶性有机物,微生物对湿地中有机物的去除起到重要作用。在湿地生态系统中土壤具有巨大比表面积,污水流经颗粒表面时,不溶性的有机物经沉淀、过滤、吸附作用快速地被截留,随之为微小生物利用;可溶性有机物通过微生

人工湿地污水处理技术

人工湿地污水处理技术-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

人工湿地污水处理技术 人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统,用以对受污染水进行处理的一种工艺,由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时,其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。 人工湿地污水处理系统所针对的污染物(环境影响主力因子)主要为氮、磷、悬浮物(SS)、有机物(BOD、COD)、重金属等。 悬浮物的去除:悬浮物(SS)的去除主要通过基质的过滤、污泥沉淀及根 系附着来完成。 为防止在进水口附近发生堵塞,进水前应设置预处理以降 低总固体浓度,一般设置沉淀池即可。 有机物的去除:微生物在具有巨大比表面积的土壤颗粒表面形成一层生物 膜,当污水流经土壤颗粒表面时,不溶性的有机物通过基质 的沉淀、过滤和吸附作用被截留,然后被微小生物利用;可 溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的 代谢过程而被分解去除。 氮、磷的去除:污水中的氮包括无机氮和有机氮。无机氮包括氨氮、亚硝 酸盐和硝酸盐;有机氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。其 去除途径包括基质的吸附、过滤、沉淀、挥发、植物的吸收 和微生物硝化、反硝化作用。 污水中的磷包括有机磷和无机磷。其去除途径主要包括微生 物同化、基质吸附、植物吸收及污泥沉淀。工程实际及理论 研究均表明,污水中磷的去除是以基质吸附及污泥沉淀为 主。 重金属的去除:金属离子去除机理主要有:植物的吸收和富集作用、土壤胶体颗粒的吸附、悬浮颗粒的过滤和沉淀,人工湿地对污水中 重金属去除是通过植物、微生物、土壤基质等组成成分共同 起作用的。 流程:

反渗透水处理技术方案

郑州手创环保科技有限公司 设备工程及服务方案 For 2X50m3/h+30 m3/h反渗透水处理系统 To 河南省XX饮品股份有限公司 _______________ 项目负责人方案号:QBP20120418 时间: 2012.04

目录 1、公司介绍 (1) 2、标准与规范 (2) 3、技术要求 (4) 4、工艺说明 (5) 5、控制系统说明 (10) 6、设备技术规范 (12) 7、供应商清单 (20) 8、设备报价 (24) 9、运行费用分析 (25) 10、技术资料及交付进度 (26) 11、工作范围 (27) 12、设备性能考核和质量保证(1年质保期) (29) 13、人员派遣 (32) 14、施工组织管理架构表 (33) 15、流程图 (35) 16、平面图 (35)

1、公司介绍 手创环保科技有限公司专业致力于水处理技术,设备的开发、生产、销售。公司凭借着集团的优势,引进世界最先进的水处理技术、设备,集合一批专业从事各类水处理项目的设计与相关设备的制造、安装、调试的高素质工程技术人员。 1.1、项目管理 项目经理在执行项目的过程中采用单点联系管理方法,保证高效、按时地完成整个项目。项目经理职责 —和客户全面的交流 —确定项目供货范围 —控制项目进度 —工厂检验验收 —系统提交 1.2、总交钥匙管理 手创公司有效地管理您的交钥匙项目,我们灵活地调动一切必要的资源成功地按时完成交钥匙项目。在我们的交钥匙系统中,我们将和客户建立起战略的伙伴关系,共同完成这个项目。我们制定出的最符合客户需要的系统和安装计划,保证提供给我们客户最好的水处理系统。 1.3、服务 手创公司提供全方位的服务,保证你的水处理系统高效、安全、经济地运行。 服务合同 —系统工作分析 —水质分析综合评定 —系统改进及升级建议 —技术操作培训 —维修综合评定 —设备故障排除 系统改造及升级服务 紧急事故服务,备品备件服务

水处理技术服务合同(标准版)

Both parties jointly acknowledge and abide by their responsibilities and obligations and reach an agreed result. 甲方:___________________ 乙方:___________________ 时间:___________________ 水处理技术服务合同

编号:FS-DY-20857 水处理技术服务合同 定作方:____(以下简称甲方) 承揽方:_____科技开发有限公司(以下简称乙方) 双方就甲方的瓦窑蒸汽发生器(位于____区____镇原砖厂内)的水处理服务达成如下协议: 1、蒸汽发生器水系统使用pm型软水剂。 2、双方互洽蒸汽发生器日(24小时)补水量(用水量)为____吨/日。经现场提取水样并分析,补给水水质硬度为____mmol/l。 3、加药量:1.6~2/日(50~60/月)。 4、价格及结算方式:采用包干的形式,____元/月(供软水剂两桶〈____/桶×____桶〉,用户自提,付款提货)。 5、服务期限:暂定为壹年。 6、服务承诺: 使用pm型软水剂,在严格按使用说明书,按时、按量

加药,正常排污,保证连续使用的情况下,受热面平均垢厚大于____以上,乙方负责提供清洗服务,费用全免。 乙方对甲方的药剂的使用情况进行定期或不定期回访,使用情况由双方签字记录认可。对违反以上约定的任何一条,合同即废止。 附:软水剂使用说明书。 合同一式三份,甲方一份,乙方二份。本合同自____年____月____日起执行。 定作方:(章) 代表签字: 承揽方:(章) 代表签字: Foonshion图文设计有限公司 Fonshion Design Co., Ltd

人工湿地技术的应用及展望

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6c6189435.html, 人工湿地技术的应用及展望 作者:罗勇 来源:《中国新技术新产品精选》2009年第21期 摘要:本文在阅读大量文献的基础上,就人工湿地污水处理系统的发展历史、研究进展和去污机理等进行了综述,并对该技术在我国的应用和发展进行了展望,为该技术的应用和发展打下基础。 关键词:人工湿地;研究进展;去污机理 人工湿地是通过模拟自然湿地,认为设计与建造的由基质、植物、微生物和水体组成的复 合体[1],与传统的耳机处理技术相比,具有建设运行成本低、能耗少,出水水质好,运行维护方便,系统配置可塑性强,对负荷变化适应性强,有较强的有机物、营养物质去除能力以及生态环境效益显著并可美化环境,实现废水资源化等特点[2,3]。 1 人工湿地的发展历史 人类有意识地利用湿地系统进行污水处理,始于20世纪70年代。人工湿地作为一个新发明,最早出现于1904年澳大利亚Brian Mackney发表的一篇文章中。但在其发展历史中,德国是这一工程的先驱者。1953年,德国的Seidel发现芦苇能去除大量的有机物和无机物。60年代中期,Seidel与Kickuth合作并由Kickuth开发了“根区法”,该方法的出现,推动了70年代人工湿地污水处理技术的研究与发展。人工湿地污水处理技术的发展包括两个阶段:第一阶段是在20世纪70年代,这一阶段保持了天然湿地的原有结构并已泥沼的形式存在,而且常将湿地系统与氧化塘处理结合起来以提高氧化塘系统的处理效果;第二阶段是20世纪80年代以后,湿地系统发展为由人工建造的、以不同粒径的砾石和豆石为填料基质的、并种植有一定去污能力的植物处理系统。从此进入了规模性的应用阶段。美国、德国、英国、法国、丹麦、奥地利、比利时、卢森堡及荷兰等国家都建立了人工湿地污水处理系统,主要用于小城镇的污水处理。90年代以来,国外人工湿地污水处理得到极快的发展[4],已应用于农业污水、家畜与家禽的粪水、垃圾渗滤液、城市暴雨径流或生活污水、富营养化湖水、矿区重金属污水、炼油厂废水以及其他工业活动产生的污水的处理。由此可以看出,湿地技术将会越来越受到人们的重视,并得到越来越多的应用。

人工湿地处理技术简介

人工湿地处理技术简介 人工湿地处理技术是利用生态工程的方法,在一定的填料上种植特定的湿地植物,建立起一个人工湿地生态系统,当水通过系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,使水质得到净化。该技术具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点,同时如果选择合适的湿地植物还具有美化环境的作用。适用范围经过人工湿地系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准,因此它实际上是一种深度处理的方法。 一、人工湿地系统的构造 人工湿地是由填料、水生植物共同组成的独特的动植物生态系统 ①湿地填料的选择填料的选择对人工湿地的处理效果有很大的影响。填料在人工湿地中为植物提供物理支持,为各种化合物和复杂离子提供反应界面及对微生物提供附着。常用到的填料有土壤、砾石、砂、沸石、碎瓦片、灰渣等。根据处理目的,污染物的特征不同而有不同的填料选择。一般来说,以处理SS、COD和BOD为主要特征污染物时可选用土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣中的一种或几种为填料。对脱N 除P要求高的,可以选择对这两者有较强去除能力的填料进行优化组合。如采用沸石和石灰石的结合既考虑了沸石对NH4+-N的吸附、活化土壤中难溶性P及进行生物再生作用又利用了石灰石对P的高吸附特性,达到同时脱N除P的目的。现在填料的选择多偏向于较大颗粒的粒径,原因是水流在粒径较大的填料床内的短路最小,能够形成渠流,并且堵塞现象发生少,不易分散。 ②水生植物的选择植物是人工湿地的重要组成部分。水生植物在人工湿地的作用有:将景观水中的部分污染物作为自身生长的养料而被吸收;能够将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质;根系生长有利于景观水均匀地分布在湿地植物床过水断面上,向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境;增加或稳定土壤的透水性。可用于组合式湿地的植物有:芦苇、香蒲、灯心草、风车草、水葱、香根草、浮萍等,其中应用最广的是芦苇。植物的选择最好是取当地的或本地区天然湿地中存在的植物,以保证对当地气候环境的适应性,并尽可能地增加湿地系统的生物多样性以提高湿地系统的综合处理能力。植物的栽种方式有播种法和移栽插种法。移栽插种比较经济快捷。 二、人工湿地系统的类型 人工湿地系统根据湿地中主要植物类型可分为浮生植物系统、挺水植物系统和沉水

水处理技术发展概述

水处理技术发展概述 刘士力 河北联合大学,冶金与能源学院,河北唐山 摘要:由于水的可持续发展,水处理技术越来越重要。总结了回用污水工程的发展和污水处理技术概况(二级处理和深度处理的主要技术)。随着水处理技术的发展和进步,将使污水回用率不断上升。 关键词:可持续、水处理技术、二级处理、深度处理 The survey about the development of technology in water treatment LIU-Shili Hebei United University,College of Metallurgy and energy,Tangshan Hebei ABSTRACT:To the sustainable development in water,the technology of water treatment is important more and more.Summarized the development of the waste recycling projects and the technical survey in water treatment.With the development and the progress of the technology in water treatment,efficiency of the sewage reuse will be Improved. KEY WORDS: Sustainable , technology in water treatment , secondary treatment of sewage,the sewage be treated in depth 0前言 水是生命之源,而我国是一个水资源严重缺乏的国家,迫切需要在各个领域引入水与资源可持续利用的技术。通过水循环与资源回收,不仅可以节约水和资源,减少对环境的依赖,还可以最大限度的减少工业污水排放,保护环境。 1.可持续水循环 1.1可持续性概念[1] 随着布伦特兰报告《我们共同的未来》的出版,可持续发展成为一个重要议题。可持续发展的定义为:“在不伤害后代满足其需求的能力的前提下,满足目前需要的经济社会与环境的发展”。为了科学明确地加以定义,荷兰政府的两个主要的咨询机构荷兰政府政策科学委员会和社会与经济委员会认为,可持续发展是权衡各种政治选择的结果。 在工业技术方面,世界商业可持续发展理事会(WBCSD)认为以下内容非常重要: 去物质化:减少所使用原料的量 提高能源效率 消除工艺流程和产品的负面环境影响 封闭物料循环:针对循环性进行设计,但不能发生任何费用 借用自然循环,特别是涉及可再生资源和再循环的情形 延长产品的耐久性和服务寿命 在以上WBCSD所提出的6个元素中,水是其中3个元素的基本资源。但迄今为止,还没有被决策者认为是一个关键问题。2000年在海牙召开的第二届世界水论坛向政治家们强调了世界水问题。 1.2水循环 地球上的水不是静态的,而是处于由太阳能和地球旋转而维持的循环之中。根据水循环的范围可分为全球水循环,城市水循环,工业水循环。从海洋蒸发出来的水蒸气,被气流带到陆地上空,凝结为雨、雪、雹等落到地面,一部分被蒸发返回大气,其余部分成为地面径流或地下径流等,最终回归海洋。这种海洋和陆地之间水的往复运动过程,称为全球水循环。城市和工业水循环无论在数量还是质量上都对更大的水循环产生重要的影响。工业水循环通常不是封闭的。工业用水来自含水层、地表水或者公共饮用水网。如今工业污水的排放处理应经是影响水循环的关键因素。

人工湿地改良技术研究进展

人工湿地改良技术研究进展 发表时间:2016-09-13T16:17:44.473Z 来源:《工程建设标准化》2016年7月总第212期作者:陈凯李月娟任金亮[导读] 人工湿地作为一种生态化的污水处理技术,以其投资省、运行简单、能耗少等特点被广泛的应用于各种污水处理领域。 (1.黄河勘测规划设计有限公司,河南,郑州,450003)(2.河南建筑职业技术学院,河南,郑州,450064)Research Progress on the Improvement Technologies of Constructed Wetlands CHEN Kai1,LI Yue-juan2,REN Jin-liang1 (1.Yellow River Engineering Consulting Co., Ltd,Zhengzhou 450003,China)(2.Henan Technical College of Construction,Zhengzhou 450064,China) 【摘要】人工湿地作为一种生态化的污水处理技术,以其投资省、运行简单、能耗少等特点被广泛的应用于各种污水处理领域。随着目前污水排放要求的逐渐严格,单一的人工湿地处理工艺无法满足要求。因此,近年来逐渐兴起对人工湿地处理工艺运行控制策略以及与其他污水处理工艺组合的研究,并由此开发出曝气人工湿地系统、人工湿地/微生物燃料电池系统、人工湿地/膜反应器系统等新工艺组合。本文旨在通过综述已有相关文献的基础上,分析各组合工艺研究的研究进展,提出今后应用研究应解决的问题。 【关键词】人工湿地;微生物燃料电池;控制策略 【Abstract】Given the advantages in terms of low–cost, easy-operation and less energy consumption, constructed wetlands (CWs) have been widely utilized in the treatment of various wastewater. With the more stringent discharge standards, CWs systems operating as standalone technologies are unable to meet the requirements of the new guidelines, which drive the improvement in design and operational strategies and the integrating CWs with other treatment technologies, such as artificial aeration CWs, CWs/microbial fuel cell(MFC),and CWs/membrane bio-reactor(MBR). The main objective of this paper is to review and summarize the advance in combinations of CWs with other treatment technologies, and describe the challenges for these integrated technologies in the future. 【Keywords】constructed wetlands;microbial fuel cell;operational strategies 人工湿地是借鉴天然湿地净化污水的原理,通过人工控制措施强化其净化能力的污水处理技术。基于其建设运行成本低、耗能少和运行调度方式简单等特点,人工湿地被广泛的应用在处理城市生活污水、雨水径流和农业面源污染治理、污染河道修复等方面。 在具体的应用中,制约人工湿地技术进一步发展和长期稳定运行的因素主要有:一是人工湿地占地面积较大,大约是传统污水处理工艺的2~3倍;二是人工湿地基质易堵塞,尤其是在高有机物或悬浮固体负荷的情况下;三是总氮(TN)去除率较低,在于湿地内部硝化反应受氧转移速率限制或反硝化缺少足够的碳源;四是人工湿地对于难降解有机物和重金属的去除率较低。 随着《水污染防治行动计划》的出台,国家对于污水处理排放标准也逐渐严格,人工湿地系统作为一项独立的技术难以适应新的技术标准的要求。因此在传统的表流湿地(FWS CWs)、水平潜流湿地(HF CWs)和垂直潜流湿地(VF CWs)的基础上,逐渐发展出不同的组合类型(如FWS-HF CWs、HF-VF CWs等)。本文主要分析了人工湿地改良技术(运行控制策略以及与其他污水处理工艺结合)研究状况。 1.人工湿地控制策略 1.1 潮汐流人工湿地 潮汐流人工湿地是一种间歇式进水的新型湿地系统,其原理是利用类似潮汐式的运行方式造成床体饱和浸润面变化产生的孔隙吸力将大气氧吸入湿地基质或土壤空隙,提高人工湿地的溶解氧,加快有机物和氨氮的去除[1]。潮汐流湿地包含瞬时进水、反应、瞬时排空及闲置4个阶段。王帅[2]等的中试研究表明潮汐流人工湿地对CODCr、氨氮、TN和TP的去除率比垂直潜流人工湿地分别高10.23%、19.89%、12.76%和22.12%。吕涛[3]等研究表明潮汐流人工湿地中微生物活性达到0.3mg/g,是水平潜流人工湿地的近3倍。潮汐流人工湿地在具有较高的氧利用率的同时,却限制了系统内的反硝化过程,使得系统出水中富集大量的NO3-N,直接限制了TN的去除能力。因此,控制潮汐流湿地不同阶段的时间,进而调控湿地内部的复氧量和氧化还原环境是需要继续研究的重要内容。 1.2 曝气人工湿地 曝气能够提高基质内的溶解氧水平,增强生物膜的活性,提高有机物和氨氮的去除能力。方焰星等[4]研究曝气对不同植物组合的复合垂直流人工湿地氮的净化效果,金边石菖蒲和宽叶泽苔曝气人工湿地组合对水体中氨氮的平均去除率最高达到84.88%,灯芯草和梭鱼草人工湿地组合对亚硝态氮的去除率最高达到94.91%。对于TP的去除尚存在一定争议,马建敏[5]研究表明曝气能够提高水平潜流湿地COD去除率30%,对水中TP的去除无显著相关关系(p≥0.05)。 连续曝气将增加人工湿地的能耗,但仍低于活性污泥法这类传统污水处理工艺,然而连续曝气不利于系统内形成缺氧环境,导致氨氮和TN的去除率较低。间歇式曝气能够提供一个交替的好氧和缺氧环境,使硝化和反硝化反应同时发生,提高TN的去除率。郭烨烨[6]研究表明间歇曝气能够实现氨氮、TN和COD的同步去除,去除率分别可达到98.0%、86.7%和96.3%。 1.3 回流式人工湿地 回流式人工湿地是将一部分出水回流至人工湿地入流端,目的在于增加污染物与附着在植物根系与基质表面生物膜的接触,回流混合液中的反硝化细菌可以利用原污水中的有机物作为碳源,实现脱氮。回流技术主要应用于水平潜流湿地和垂直潜流湿地,多数情况下的回流比为0.5~2.5[7]。 张涛[8]等研究表明将潜流人工湿地出水按1/3的回流比回流到进水口,TN的去除率达到60%以上,相比未回流处理提高了20%。包涵[9]等对无回流、回流至进水处、回流至湿地前半部分3种回流方式进行试验研究,并对2种回流比(1:1和10:1)条件下的水平潜流人工湿地污染物去除效果进行比较,当回流比为1:1时,总有机碳和氨氮的去除率不明显,当回流比为10:1时,湿地内部总有机碳和氨氮去除率显著提高,不同的回流方式之间无显著差异。

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