关于人工湿地污水处理的机制探讨

合集下载

人工湿地技术在污水处理中的运用

人工湿地技术在污水处理中的运用

人工湿地技术在污水处理中的运用人工湿地技术是指利用植物和微生物等生物体对水体进行净化处理的技术。

人工湿地技术既可以改善水质,也可以提高水体的景观效益,使得水质净化和园林美化两者合二为一,逐渐被应用于城市污水处理系统。

本文将从人工湿地技术的原理、运用以及优缺点等方面展开阐述。

一、人工湿地技术的原理人工湿地技术是模拟自然湿地生态系统,通过植物、微生物和土壤等生物及非生物因素的协同作用,对污水进行净化处理的一种技术。

人工湿地分为水生湿地和陆生湿地两种类型,其中水生湿地指植物生长在稳定的水中,陆生湿地指植物在浸渍状态下生长。

水生湿地和陆生湿地的工作原理可分别概括为水文、植物生理、微生物和土壤等多种过程。

1. 水文过程:水文过程主要包括水体对污染物的吸附、沉淀、稀释和扩散等物理化学过程。

水生湿地通过水体的水动力和地形结构,以及多孔的植物和根系对污水进行过滤和吸附,从而降低水体中的污染物负荷。

陆生湿地则通过土壤的渗透和微生物的降解作用,对污水中的有机物质和微生物进行分解和降解。

2. 植物生理过程:植物在人工湿地中扮演着重要的角色,它们通过吸取和吸附水体中的营养物质和污染物,使水体中的营养盐和有机物质得到降解和稀释。

在水生湿地中,植物的根系和多孔茎叶等结构本身具有过滤和吸附的功能,能够去除水体中的悬浮颗粒和生物膜等污染物。

在陆生湿地中,植物的根系和地下茎等结构则可以促进土壤微生物的生长和代谢,从而实现污水的降解和净化。

3. 微生物和土壤过程:微生物在人工湿地中起着关键的作用,它们通过降解和分解有机物质,使污水中的有机物质得到降解和稀释。

土壤则为微生物提供了生长和代谢的场所,同时也具有吸附和沉淀污染物质的作用,从而净化水体。

人工湿地技术在污水处理中的应用可以分为城市污水处理和工业污水处理两类。

在城市污水处理中,人工湿地技术主要应用于城市污水处理厂的后处理系统或者进行雨水径流的净化处理。

在工业污水处理中,人工湿地技术主要应用于一些小型工业企业的废水处理或者一些特殊行业的废水处理。

人工湿地废水处理机理

人工湿地废水处理机理

人工湿地废水处理机理人工湿地是一种利用湿地生态系统对废水进行处理的技术,其原理是利用湿地植物与微生物共同作用,通过物理、化学和生物过程去除废水中的有机物、氮、磷和重金属等污染物质。

它不仅可以有效净化废水,还能增加湿地生态景观,提供野生动植物的栖息地。

人工湿地废水处理主要包括水文滞留时间、氧化还原条件、植物营养吸纳、微生物降解等过程。

起首,水文滞留时间是指废水在人工湿地中停留的时间,通过延长水流路径和减缓水流速度,使废水中的污染物有充分的时间与湿地植物和微生物进行接触和降解。

较长的滞留时间可以提高废水的净化效果。

其次,氧化还原条件在人工湿地废水处理中起到重要作用。

湿地植物的生长需要丰富的氧气供应,而微生物的生活活动则需要适当的氧气和还原剂。

通过湿地植物的通气和氧气释放、底床通气以及湿地系统设计上的合理排水、通气等措施,可以维持湿地内氧气和还原剂的平衡,增进湿地生态系统的正常运行,从而加速废水中污染物的降解。

第三,植物营养吸纳是人工湿地废水处理中的重要机理之一。

湿地植物能够吸纳废水中的氮、磷等营养元素作为自身生长的养分,通过这种方式来改善废水的水质。

植物吸纳污染物的过程主要包括吸附、内渗、晶体沉淀和离子交换等机制。

不同类型的湿地植物对不同废水负荷的适应能力也不同,因此在人工湿地设计中要思量植物的选择和配置。

最后,微生物降解是人工湿地废水处理的重要环节。

湿地土壤中存在大量的细菌、真菌、藻类等微生物,它们通过分解废水中的有机物质、降解氨氮、硝态氮和硝酸盐等方式,将污染物转化为无害物质或气体释放。

微生物降解是一个复杂的生化过程,其效果受微生物种类、环境因素(如温度、pH值等)和废水负荷的影响。

综上所述,包括水文滞留时间、氧化还原条件、植物营养吸纳和微生物降解等过程。

通过以上机理的综合作用,人工湿地能够有效净化废水,达到环境保卫与资源循环利用的目标。

然而,在将来的探究中,还需要深度探究不同类型的人工湿地系统对不同废水负荷的适应性、优化工艺条件以及提高废水净化效果的方法,以进一步推感人工湿地废水处理技术的进步和应用人工湿地是一种仿生的废水处理技术,其原理和机理复杂而多样。

人工湿地在污水处理中的应用案例及常见问题探讨

人工湿地在污水处理中的应用案例及常见问题探讨

人工湿地在污水处理中的应用案例及常见问题探讨人工湿地在污水处理中的应用案例及常见问题探讨引言:随着城市化进程的加快,水资源治理和环境保护问题日益凸显。

污水处理是保护水资源、维护生态平衡的重要环节之一。

近年来,人工湿地作为一种生态友好型的污水处理技术备受关注。

本文将介绍人工湿地在污水处理中的应用案例,并对其常见问题进行深入探讨。

一、人工湿地在污水处理中的应用案例1. 景观湿地在乡村污水处理中的应用案例乡村地区通常存在着分散、小规模的污水排放问题。

景观湿地作为最常见的人工湿地类型,可以有效地处理小规模污水。

例如,在某农村地区,通过建设景观湿地系统,将农村居民污水进行分流收集,经过事前处理后进入湿地系统。

经过数年运行,景观湿地成功地解决了农村区域污水处理问题,并在周边村庄起到了景观增效和生态修复的作用。

2. 人工湿地在城市污水处理中的应用案例城市地区的污水处理压力较大,传统的处理工艺无法满足要求。

在某城市,通过建设人工湿地系统,成功地对城市污水进行处理。

人工湿地由多个单元组成,每个单元包括人工湿地底床、湿地植物和微生物。

城市污水先经过生物处理,然后流入人工湿地,通过湿地植物的吸收和微生物的降解作用,将有机物、氮、磷等污染物去除,出流水质量得到有效提升。

二、人工湿地在污水处理中的常见问题1. 植物选择与养护人工湿地的植物种类选择对处理效果起到至关重要的作用。

不同植物对污水中的有机物、氮、磷等污染物的吸收能力有所差异。

因此,在选择湿地植物时,需要根据具体情况合理挑选。

同时,对植物的定期养护也是保证人工湿地正常运行的关键。

2. 土壤与湿地结构人工湿地的底床材料和植物配置对处理效果也具有重要影响。

底床材料应选用粗砂或砾石,以保证良好的通气和渗透性能。

湿地的结构设计应充分考虑流动路径和空间分配,以确保污水可以充分接触到植物和微生物。

3. 水流调控水流量的调控在人工湿地运行中非常重要。

水流过大或过小都会影响湿地内的氧气供应和污水的接触时间,从而降低处理效果。

《2024年人工湿地去污机理及其国内外应用现状》范文

《2024年人工湿地去污机理及其国内外应用现状》范文

《人工湿地去污机理及其国内外应用现状》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,水体污染问题日益严重,对生态环境和人类健康造成了严重威胁。

人工湿地作为一种新型的生态水处理技术,因其独特的去污机理和良好的环境效益,受到了广泛关注。

本文将详细介绍人工湿地的去污机理,并探讨其在国内外的应用现状。

二、人工湿地的去污机理人工湿地是一种模拟自然湿地的生态系统,通过植物、微生物、基质等元素的相互作用,实现对污水的净化。

其去污机理主要包括物理吸附、生物膜法和植物吸收三个方面。

1. 物理吸附人工湿地中的基质(如砂、石、土壤等)具有较大的表面积和孔隙度,能够吸附污水中的悬浮物、有机物等污染物。

这些污染物被吸附在基质表面,通过沉淀、过滤等作用,实现初步的净化。

2. 生物膜法生物膜法是人工湿地去污的主要机制之一。

在湿地中,微生物在基质表面形成生物膜,通过氧化、还原、分解等生物化学反应,将有机物、氮、磷等污染物转化为无害或低害的物质。

此外,微生物还能通过与植物根系的协同作用,提高湿地的净化效果。

3. 植物吸收人工湿地中的植物通过根系吸收污水中的营养物质(如氮、磷等),并将其转运到地上部分,通过光合作用等生理过程,将污染物转化为无害物质。

此外,植物还能为微生物提供生存环境,促进生物膜的形成和生长,进一步提高湿地的净化效果。

三、国内外应用现状1. 国内应用现状近年来,我国在人工湿地领域取得了显著成果。

在污水处理方面,人工湿地已广泛应用于生活污水、工业废水、农业污水等领域。

例如,在城市污水处理方面,人工湿地与城市管网相结合,有效降低了污水处理成本;在农业领域,人工湿地用于处理农田径流和畜禽养殖废水,减少了农业面源污染。

此外,人工湿地还在生态修复、景观建设等方面发挥了重要作用。

2. 国外应用现状国外在人工湿地领域的研究和应用起步较早,目前已形成了较为成熟的技术体系。

在污水处理方面,人工湿地被广泛应用于生活污水、工业废水、雨水收集等领域。

人工湿地废水处理机理

人工湿地废水处理机理

人工湿地废水处理机理湿地是一种自然的生态系统,其独特的环境条件使其成为废水处理的理想选择。

人工湿地废水处理利用湿地系统的物理、化学和生物过程,去除废水中的污染物,实现废水的净化。

的详细讨论如下。

一、物理处理过程:人工湿地废水处理系统中的物理处理过程主要包括沉淀、筛除和过滤等。

废水在进入人工湿地之前,经过沉淀池沉淀,使得部分悬浮物沉降至底部。

同时,通过湿地中的湖泊、水道等构造物,实现粗筛、细筛的功能,将较大和较小的杂质筛除。

最后,废水通过湿地中的过滤层,利用土壤、植物根系和微生物的作用,进行进一步的过滤和吸附作用,以去除细小颗粒和有机物。

二、化学处理过程:人工湿地废水处理系统中的化学处理过程主要包括化学沉淀、物化吸附和氧化等。

湿地中的土壤和植物根系能够吸附废水中的重金属离子和有机物,从而减少其浓度。

同时,湿地中的微生物通过生物化学反应,将废水中的硝酸盐和氨氮等进行还原、氧化、吸附和转化,使其转化为无害物质。

三、生物处理过程:人工湿地废水处理系统中的生物处理过程主要包括生物降解、生物吸附和生物膜过滤等。

湿地中的植物根系和微生物能够吸附和降解废水中的有机物,包括有毒有机物。

通过湿地中的湖泊和水道等构造物,可以提供更多的生物质量和生物活性,加强废水的降解和净化作用。

湿地中的植物还能够通过蒸腾作用将部分水分排出,并调节湿地的水位和氧气供应。

四、生态系统协同作用:人工湿地废水处理系统是一个复杂的生态系统,其物理、化学和生物过程之间相互协同作用,共同完成废水的处理和净化。

物理处理过程为化学和生物处理过程提供了良好的反应条件,如有效的吸附和过滤。

化学处理过程为生物处理过程提供了适宜的废水条件,如合适的氧化还原电位和有机物浓度。

生物处理过程则进一步加强了废水的净化作用,通过微生物的降解和吸附作用,有效去除废水中的有机质和有害物质。

的研究不仅为废水处理技术的发展提供了理论基础,还为湿地生态系统的保护和恢复提供了重要参考。

人工湿地对污水处理厂尾水深度净化的研究——以河南省禹州市颍河人工湿地项目为例

人工湿地对污水处理厂尾水深度净化的研究——以河南省禹州市颍河人工湿地项目为例

人工湿地对污水处理厂尾水深度净化的研究——以河南省禹州市颍河人工湿地项目为例人工湿地对污水处理厂尾水深度净化的研究——以河南省禹州市颍河人工湿地项目为例引言:随着人口数量的增加和工业发展的进步,污水排放问题逐渐加剧。

污水处理厂在净化污水方面发挥着重要作用,但其尾水的颗粒物、营养物和微生物等水质指标仍然不能满足生态环境保护的需要。

因此,人工湿地作为一种生态治理技术,被广泛应用于污水处理厂的尾水净化。

本文以河南省禹州市颍河人工湿地项目为例,对人工湿地在污水处理厂尾水深度净化方面的应用和效果进行研究。

一、人工湿地的原理及构造人工湿地是模拟自然湿地的构造,由水分区域、湿地植物和介质三部分组成。

水分区域是人工湿地的污水处理主体,包括侧流湿地和横流湿地两种形式。

湿地植物通过根系吸收和反硝化作用将污水中的氮、磷等营养物吸收,并经过代谢作用将其中的有机物转化为生物质。

介质则起到过滤和吸附的作用,去除颗粒物和重金属等废物。

人工湿地依靠湿地植物与微生物的共生作用,将污水中的有害物质进行降解和转化,最终实现尾水的深度净化。

二、河南省禹州市颍河人工湿地项目的建设与运行颍河人工湿地项目位于禹州市境内,占地面积约为500亩。

项目设有侧流湿地和横流湿地两个处理区,其中侧流湿地面积约为300亩,横流湿地面积约为200亩。

湿地植物主要包括芦苇、菖蒲和香蒲等,介质则选用砂石和树枝等材料。

项目每天能处理约10万吨的污水,相当于禹州市80%的污水处理量。

人工湿地项目的运行过程中,首先,将进入湿地的废水进行网格分布,通过不同的分水口进入到侧流湿地和横流湿地的处理区。

废水在湿地植物的根系和介质的过滤和吸附作用下,逐步去除其中的颗粒物、有机物、氮、磷等污染物。

经过处理区的净化作用,尾水达到国家排放标准后,最终流入颍河。

三、河南省禹州市颍河人工湿地项目的效果与意义河南省禹州市颍河人工湿地项目自建设启动以来,经过连续几年的运行和监测,取得了显著的效果。

人工湿地对农村生活污水的处理效果研究

人工湿地对农村生活污水的处理效果研究

人工湿地对农村生活污水的处理效果研究近年来,随着农村生活水平的提高,农村地区的生活污水治理问题愈发凸显。

传统的生活废水处理方式往往存在设备投资大、运行费用高、管理维护难等问题。

而人工湿地作为一种生态环境修复与废水处理的新兴技术,被广泛应用于农村地区的生活污水处理中。

本文旨在探讨人工湿地对农村生活污水处理的效果。

一、人工湿地概述人工湿地是一种以湿地生态系统为基础,利用湿地植物的生理、生态学特性和微生物、土壤等综合作用,将废水中的污染物通过降解、吸附、转化等方式去除的一种生态工程。

人工湿地在结构上可分为自然湿地模拟系统和构建式湿地模块两种形式,根据排水方式可分为自流部分厌氧区和强制通气氧化区。

人工湿地以其成本低、技术简单、运维管理方便等优势,在农村地区广泛应用于生活污水处理。

二、人工湿地对农村生活污水处理效果1. 去除悬浮颗粒物人工湿地中的植物和土壤具有较强的吸附能力,能有效地去除水中的悬浮颗粒物。

通过悬浮颗粒物的吸附、截留和沉淀作用,可以使水质明显改善。

研究表明,人工湿地对悬浮颗粒物的去除率可达80%以上。

2. 去除有机物人工湿地中的湿地植物和微生物在有氧和缺氧的环境中异味以及去除水中的有机物。

湿地植物通过根系的吸收和气态物质的挥发作用,以及微生物的降解作用,可以有效地去除水中的有机物。

研究表明,人工湿地对有机物的去除率可达70%以上。

3. 去除氮磷营养物人工湿地中的湿地植物和微生物能够吸收水中的氮磷营养物,通过降解、吸附等方式使其去除。

湿地植物通过根系的吸收作用,吸附和固定水中的氮磷营养物,进而将其转化为植物自身的营养源,从而达到去除的效果。

研究表明,人工湿地对氮磷营养物的去除率可达60%以上。

4. 去除微生物和重金属人工湿地中的微生物和土壤对细菌和病毒有很强的吸附和降解能力,能有效地去除水中的微生物。

此外,人工湿地还可以通过土壤和湿地植物对重金属的吸附和转化作用,实现对重金属的去除。

研究表明,人工湿地对微生物和重金属的去除效果较好。

污水处理中的人工湿地技术与应用

污水处理中的人工湿地技术与应用

污水处理中的人工湿地技术与应用随着城市化进程的加速以及人口的快速增长,污水处理成为一个日益重要的环境问题。

人工湿地技术作为一种有效的低成本、环保的处理方式,正在被广泛应用于污水处理领域。

本文将介绍人工湿地技术的原理、分类以及其在污水处理中的应用。

一、人工湿地技术的原理人工湿地,顾名思义,是人为建设的具备湿地特征的区域。

它通过模拟自然湿地的生态系统功能,将废水经过植物、土壤和微生物的共同作用进行处理,达到净化水质的目的。

人工湿地技术的原理主要包括以下几个方面:1. 吸附作用:湿地中的植物和土壤具有良好的吸附能力,可以吸附并去除废水中的悬浮物、重金属离子和有机物等污染物。

2. 植物修复作用:湿地中的植物可以通过吸收废水中的营养物质,抑制藻类的生长,减少水体富营养化的问题。

3. 微生物降解作用:湿地中的土壤和根系为微生物提供了生长和繁殖的环境,微生物能够降解有机物、氨氮等污染物,进一步净化水质。

二、人工湿地的分类根据不同的处理方式和设计要求,人工湿地可以分为以下几类:1. 表层流人工湿地:主要通过湿地植物的吸附和修复作用,去除污水中的悬浮物和有机物。

2. 人工湿地-人工渗滤系统:将废水经过表层流人工湿地的预处理后,通过渗滤装置进一步过滤和去除污染物。

3. 人工湿地-人工循环系统:在人工湿地中设置循环水泵,不断循环废水,增强湿地的净化效果。

4. 人工湿地-水体循环系统:通过水体循环,将湿地处理后的水再次引入湖泊、河流等水体,实现水资源的循环再利用。

三、人工湿地在污水处理中的应用人工湿地技术在污水处理中被广泛应用,并取得了显著的效果。

以下是一些常见的应用场景:1. 城市生活污水处理:人工湿地可以用于处理城市生活污水,去除其中的有机物、氨氮等污染物,提高水质。

2. 农村污水处理:人工湿地可以作为农村污水处理的有效方式,将农业废水经过湿地处理,减少对农田和水源的污染。

3. 工业废水处理:人工湿地技术对于处理一些工业废水也有良好的效果,特别是对于含有重金属等有害物质的废水。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

关于人工湿地污水处理的机制探讨杨亚男(20093292)环科09-1摘要:随着社会的发展,人们越来越认识到,想要单纯的利用化学工程或者其他传统方法来解决污水处理问题是很棘手的一个问题。

因此人工湿地污水处理的出现很是时候。

它不仅具有很好的污水处理能力,而且还具有很好的生态功能,一方面它具有很好的美化环境的功能,另一方面它在一定程度上也弥补了生态系统中湿地的损失,因此在未来的发展中,其前景是非常可观的。

关键词:人工湿地污水处理机制一、人工湿地污水处理产生的背景及其发展人工湿地污水处理技术的发展最早可追溯到1903您,英国约克郡Earby州建立了世界上第一个用于污水处理的人工湿地(王世和.人工湿地污水处理技术.科学出版社.2007年5月.P1)。

人工湿地污水处理技术作为一种生态型的处理技术,在近一个度世纪以来,在美国,欧洲,压住等国家,从开始的开发式示范工程,到现在,已经发展了很多的示范基地,产生了很多的成功工程实例。

特别是20世纪60年代初德国Kathe Seidel博士具有开创意义的一系列发现及其与Kichuth博士合作并由Kichuth于1972年开发的“根区法”(the root zone-method),有力的推动了人工湿地污水处理技术的试验研究,也为其在全球的深入发展和广泛应用播下了富有生命里的种子(王世和.人工湿地污水处理技术.科学出版社.2007年5月.P1)。

在中国,人工湿地处理技术起步晚,但是发展却很快。

这与中国的需要是密切相关的,随着污染的加剧,水资源的匮乏,我们需要寻找更为有效,快捷,方便的技术方法来处理随水污染问题,因此其发展的快速也不足为奇。

20世纪80年代初开始从国外引进这种先进的污水处理技术,“七五”期间湿地处理技术被列为科技攻关课题开始了较大规模的研究。

1987年天津市环科所在实验室规模的人工湿地系统研究的基础上,建成了我国第一座占地6hm2、处理规模为1400m3/d的芦苇湿地处理系统,标志着我国人工湿地污水处理系统的开始(蒋克彬.彭松.张小海.李久义.农村生活污水分散式处理技术及应用.中国建筑工业出版社.2009年10月.P191)。

人工湿地作为一种生态型的污水处理系统,对污染物的净化主要是通过植物根的吸收,同时还有微生物的同化和异化作用,再加上基质的辅助而实现其净化功能的。

由于其具有经济投入少,运行成本低,工艺简洁,运行稳定,处理效果好等诸多的优点,日益受到了国内外学者及工程技术界的广泛关注。

特别是在脱磷,脱氮方面的效果显著,更使其成为当今最具开发性的工艺技术之一。

目前除在城市生活污水处理中得到广泛应用外,在来及渗滤液,奶酪加工及畜牧养殖产排水,多种工业废水的处理及污染为谁的深度净化,湖泊周边的面源防护与生态修复等方面,均显示出良好的应用前景。

二、人工湿地污水处理的分析与探讨(一)人工湿地的分类国内外学者对人工湿地的系统分类多种多样。

不同类型的人工湿地对不同污染物的去除效果不同,具有各自的优缺点。

从工程实例角度出发,按照系统方式的不同或水流方式差异,一般分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地。

潜流型人工湿地又包括水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地、潮汐潜流人工湿地等。

下面介绍另一种更为详细的分类。

1.表面流人工湿地表面流人工湿地又称地表流人工湿地,和自然湿地相类似,睡眠位于湿地基质层以上,其水深一般为0.3~0.5米,采用最多的水流形式为地表径流,这种类型的人工湿地中,污水从进口以一定深度缓慢流过湿地表面,部分污水蒸发或渗入湿地,出水经溢流堰流出。

这种类型的人工湿地具有投资少,操作简单,运行费用低等优点。

表面流人工湿地在欧洲发展缓慢。

瑞典1994年在Wittgren建一座处理6500PE,占地22公顷的表面流人工湿地。

在北美约200座湿地处理系统有2/3是表面流人工湿地,其中一半又是自然湿地。

自然湿地的大小从1~1000hm2,其中一半在10~100hm2。

1.潜流人工湿地系统污水在湿地床的表面向下流动,利用填料表面生长的生物膜、植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水,其主要形式为采用各种填料的湿地植物床系统。

湿地植物床由上下两层组成,上层为土壤,下层是由易使水流通过的介质组成的根系层,如粒径较大的砾石、炉渣或砂层等,在上层土壤层中种植耐水植物(如芦苇等)。

潜流式湿地能充分利用湿地湿地的空间,发挥植物、微生物和机制之间的协同作用,因此在相同面积情况下处理效果好,卫生条件也较好。

根据污水在湿地湿地中流动的方向不同可将潜流人工湿地系统分为水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地和复合流人工湿地3种类型,不同类型的湿地对污染物的去除效果不尽相同,各有优势。

(1)水平潜流人工湿地:其水流从进口起在根系层中沿水平方向缓慢流动,出口处设水位调节装置,以使污水尽量和根系接触。

(2)垂直潜流人工湿地:其水流方向和根系层呈垂直状态,其出水装置一般设在湿地底部。

与水平潜流湿地相比,这种床体形式的主要作用在于提高氧向污水及基质中的转移效率,以此来提高BOD去除和氨氮消化效果。

(3)复合流潜流式湿地:其中水流既有水平流也有垂直流。

在芦苇床基质层中污水同时以水平流和垂直流的流态流出底部渗水管中。

也可以用两级复合流潜流湿地系统,第一级湿地中污水以水平流和下向垂直流的组合流态进入第二级湿地,第二级湿地中,污水以水平流和上向垂直流的组合流态流出湿地(蒋克彬.彭松.张小海.李久义.农村生活污水分散式处理技术及应用.中国建筑工业出版社.2009年10月.P191)。

(二)人工湿地污水处理机制湿地是维持五种多样性、净化水质、调节洪水及缓冲弥补人类破坏的重要生态系统,因此湿地可被视为某地区环境改变的关键因素之一。

然而造成水污染的各种污染物质的中,最令人关心的是悬浮固体、有机物、氮与磷等营养物质。

人工湿地去除污染物质的机制与原理如下。

1.悬浮固体的去除:由于湿地内的流速缓慢,因此容易形成一个良好的沉淀池,对于可沉降的悬浮固体有很好的去除效果。

当湿地土壤介质或湿地植物根部长满生物而形成大量的生物膜时,会产生良好的过滤性机制而将悬浮固体去除;换而言之,悬浮固体是以沉降和过滤方式去除的。

2.有机物的去除:进入湿地的有机物包括可悬浮固体沉降在湿地底层。

而溶解性胶体要靠湿地中的微生物进行新陈代谢作用去除,如在好氧环境下,有机物可被氧化成二氧化碳而释放出系统外。

因此,有机物是以沉降、过滤及微生物等机制去除(李志源1999)。

3.氮的去除:废水中氮的去除有复杂的反应和过程,去除的过程视氮的形态而定,但大部分均属于植物和细菌的作用。

氮基本上以有机态和无机态出现,有机氮一般被微生物分解为无机氮,部分当做植物所需的营养物质而被植物摄取吸收。

有机氮也可能会附着于悬浮固体上经由沉淀和过滤作用去除。

此外,有机氮也有可能被分解成氨基酸,此氨基酸可进一步分解成氨。

可溶性氨可以在较长的停留时间和较高的PH值下经由挥发至大气中而去除。

此外,有机氮亦可以经由离子交换方式而附着于悬浮固体或者土壤上,被吸附的铵离子可以被植物及微生物吸收,或是被好氧型微生物转化成氧化态氨。

因氧化态氨带负电荷,于土壤中要以吸附或离子交换方式移除较困难,加入没有被植物或细菌去除,则肯能会深入地下水。

氧化态氮可以经由植物吸收而去除,但需要定期收割湿地中的植物,以免因植物死亡而再以有机氮形式流入水中而污染水质。

因此,定期收割湿地中的植物是去除氮的重要步骤之一(李志源1999)。

因此,以改善水质为目的的人工湿地,其植物宜有定期的收割维护。

如有生态的考虑者,应该视季节和生物活动概况及实际需要决定其作业方式。

4.磷的去除:湿地系统中对磷的去除是以植物、微生物及物理化学作用来完成。

如同无机氮一样,无机磷也是植物生长必须得养分,无机磷被植物吸收后可变成植物体内ATP、DNA、及RNA等有机成分,经由收割植物而去除,但是植物提取磷的量有限。

磷在湿地处理系统大多以化学和吸附方式去除,当废水中的磷以正磷酸盐形式存在时,可靠粘土矿物和在土壤介质中的有机物碎渣来吸附磷,然而吸附程度取决于废水与土壤介质接触的情形及剩余吸附位置,废水流速太快或是突然介质吸附已饱和时则效果不佳。

美国加利福利亚州行丁盾海滩曾因所设计的人工湿地吸引无数水鸟,但却设计流速太快,难以消化大量鸟粪而污染附近海水浴场,引起重大关注。

此外,化学性的沉淀,是指废水中的钙离子、铁离子、铝离子与磷结合而产生沉淀,此种作用会因湿地土壤介质所含成分的差别而不同,虽然化学沉淀去除磷是缓慢的,但这也正式去除磷的重要作用之一。

微生物去除磷需要靠吸收同化作用,超量吸收磷并将之存于细胞中。

如欲有效利用微生物去除磷,湿地操作需让微生物连续处于厌氧或好氧状态。

5.PH值的变化:PH值在水生植物人工系统中变化的情形,Xu(1992)研究发现当废水进入一个长有水生植物的人工湿地时,进流水的PH值改变并不多,他也发现水生植物具有缓冲能力;而在此湿地人工系统中,主要是以植物摄取氮及附着于根区的生物膜进行硝化和脱氮反应为主要去除氮的方法。

因此,在湿地内PH值的变化也将受此两种程序所影响:①N、P营养盐被植物和细菌吸收,因为会产生酸只是PH值降低;②脱硝反应会产生碱,因而导致PH升高。

因此由上述得知,由于同时在湿地系统中产生酸与碱,因此湿地水体的PH值改变并不大。

(三)人工湿地污水处理实际案例分析美国加利福尼亚州炼油产湿地Chevron Richmond炼油厂湿地建于1988年,最先是作为加利福尼亚州Chevron Richmond炼油厂的两个氧化塘出水试验性湿地。

在1963~1985年间,此氧化塘用作炼油厂废水的净化塘,然而在这期间,流入氧化塘的水逐渐减少,到1985年,此塘已经不能处理污水了,其中的水被排干,被改作一个雨水储存塘。

塘底的淤泥变干并出现裂纹,很不雅观,Chevron的管理人员要求改变这种情况。

在1986年,对塘底污泥进行了耕种,并抽样检测,发现这种污泥非常适合于不同作物生长。

在获得加利福尼亚州地区水质控制委员会同意后,对此塘进行了两个阶段的植被再造。

到1989年,建成了第一阶段湿地工程,占地12.14hm2, Chevron Richmond炼油厂湿地开始运行,到第二阶段种植了另外12.14 hm2的湿地植物,将此2.14 hm2的湿地植被建成滩涂,作为岸禽类的栖息地。

表一 Chevron Richmond炼油厂湿地处理化工废水的效果污染物进水平均负荷/kg平均去除率/%酚35 95COD624 80甲醇118 >99乙醇270 85 单甲基苯胺13 97二甲基苯胺17 >96三甲基苯胺27 95Chevron Richmond炼油厂湿地与1989年开始运行,已经很好的发挥了多种功能作用,包括污水的净化、雨水储存、给各种水禽和岸禽类提供栖息地和提供此栖息地的设计运行数据。

相关文档
最新文档