生物技術(shù)人工濕地

1、人工濕地的定義 人工濕地是通過模擬自然濕地而人為設(shè)計(jì)和建造的具有可控性和工程化特點(diǎn)，以基質(zhì)、植物及微生物協(xié)同通過物理、化學(xué)和生物作用進(jìn)行污水處理的自然生態(tài)系統(tǒng)。人工濕地的機(jī)理 一般認(rèn)為人工濕地對(duì)污水的處理綜合了物理、化學(xué)和生物的三種作用。 濕地系統(tǒng)成熟以后，基質(zhì)表面和植物根系吸附了大量微生物形成生物膜。污水流經(jīng)生物膜時(shí)，大量的懸浮物被基質(zhì)和植物根系截留，有機(jī)污染物則通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被去除，濕地床系統(tǒng)中因植物根系對(duì)氧的傳遞釋放，使其周圍的環(huán)境依次呈現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)。保證了污水中的氮磷不僅能被植物和微生物作為營(yíng)養(yǎng)成分而直接吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對(duì)磷的過

2、量積累作用使其從污水中去除，最后通過濕地床基質(zhì)的定期更換和栽培植物的收割而使污染物最終從系統(tǒng)中去除。分類人工濕地根據(jù)濕地中主要植物類型可分為:o浮生植物系統(tǒng)；o挺水植物系統(tǒng)；o沉水植物系統(tǒng)， 目前一般所指的人工濕地都是挺水植物系統(tǒng)。挺水植物系統(tǒng)可根據(jù)污水在濕地中流動(dòng)的方式不同而分為三種類型:o地表流濕地(SFW，Surface Flow Wetland)o潛流濕地(SSFW，Subsurface Wetland)o垂直流濕地(VFw。Vertical Flow Wetland)地表流濕地 也稱水面濕地系統(tǒng)。在地表流濕地系統(tǒng)中，污水在濕地的表面流動(dòng)，水位較淺，多在01-09 m之間。 這種系統(tǒng)與

3、自然濕地最為接近。污水中的大部分有機(jī)污染物的去除是依靠生長(zhǎng)在植物水下部分的莖、竿上的生物膜來完成的。 這種濕地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是投資低，缺點(diǎn)是處理能力低，衛(wèi)生條件差。在我國(guó)北方一些地區(qū)由于冬季氣候寒冷而不能正常運(yùn)行。潛流濕地 也稱滲濾濕地系統(tǒng)。在潛流濕地系統(tǒng)中，污水在濕地床的內(nèi)部流動(dòng)。因而一方面可以充分利用基質(zhì)表面生長(zhǎng)的生物膜、豐富的根系及表層土和基質(zhì)的截留等的作用，以提高其處理效果和處理能力；另一方面則由于水流在地表下流動(dòng)。故具有保溫性能好、處理效果受氣候影響小、衛(wèi)生條件較好等優(yōu)點(diǎn)。是目前研究和應(yīng)用較多的一種濕地處理系統(tǒng)。但這種處理系統(tǒng)的投資要比表面流系統(tǒng)高些，對(duì)氮、磷的去除效果不如地表流濕地系統(tǒng)

4、好。垂直流濕地 垂直流濕地系統(tǒng)中的水流綜合了地表流濕地系統(tǒng)和潛流濕地系統(tǒng)的特性，水流在基質(zhì)床中基本呈由上向下的垂直流，水流流經(jīng)床體后被鋪設(shè)在出水端底部的集水管收集而排出處理系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的基建要求較高，較易滋生蚊蠅。目前研究的不多。實(shí)例介紹：上海洋山深水港區(qū)同盛物流園區(qū) 這是上海首個(gè)以“人工濕地”技術(shù)處理生活污水的項(xiàng)目，占地面積僅150m2，不僅美化了環(huán)境，還擔(dān)負(fù)起了樓內(nèi) 500余人、日均30噸的生活污水處理和回用工作。 據(jù)測(cè)算，應(yīng)用此項(xiàng)目一年可節(jié)水 12000噸。 技術(shù)原理 大樓里的生活污水每天通過收集管道流入潛水泵井，四道濾網(wǎng)將固體廢棄物“攔截”后，只需一臺(tái) 1.1千瓦的潛水泵每天運(yùn)轉(zhuǎn) 4

5、2分鐘，將污水送進(jìn)這片生長(zhǎng)著水生植物的“人工濕地”，經(jīng)過砂石等五六層介質(zhì)層流到底層。 在此過程中，植物根部吸附過濾含氨磷化合物，污染物被逐步分解，最后由底層集水管導(dǎo)出的水就能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，用來澆灌綠地以及洗車、沖廁所。技術(shù)特點(diǎn) 據(jù)悉，這項(xiàng)從德國(guó)引進(jìn)的人工濕地PKA水處理技術(shù)經(jīng)過科研人員二次研發(fā)，已完成本土化過程，不僅植物品種增至七八種，而且工藝流程簡(jiǎn)單、投資運(yùn)作費(fèi)用低、操作管理簡(jiǎn)便。它綜合運(yùn)用物理、化學(xué)、生物三種方式，去除污水中的有機(jī)物、懸浮物、氮?dú)?、磷、重金屬、油脂和病原體等。整個(gè)“消化”污水過程全自動(dòng)運(yùn)行，無需專人看管，也不用添加生物和化學(xué)制品。其建設(shè)成本是常規(guī)技術(shù)的一半，運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本也只

6、有常規(guī)技術(shù)的十分之一，每噸污水處理僅需 7分錢，使用期限在 20年以上。投資逾680萬 南沙普建人工濕地化污水為清流 污水生態(tài)處理廠廠區(qū)內(nèi)的人工濕地景觀 龍崗人工濕地系統(tǒng) 洪湖人工濕地系統(tǒng) 深圳甘坑人工濕地系統(tǒng) 前景 總得來說, 人工濕地污水處理系統(tǒng)充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境的再污染,獲得污水處理與資源化的最佳效益，因此具有較高的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益,較適合于處理水量不大、水質(zhì)變化不很大、管理水平不很高的城鎮(zhèn)污水,如我國(guó)農(nóng)村中、小城鎮(zhèn)的污水處理。同時(shí)中小城鎮(zhèn)的水體環(huán)境污染嚴(yán)重，亟須治理且污水處理率提升空間較大；基建投資和運(yùn)行費(fèi)用比較缺乏、專業(yè)技術(shù)人員不夠，污水處理收費(fèi)提高幅度有限；土地比較好解決。因此，人工濕地工藝是中小城鎮(zhèn)污水處理的適用技術(shù)，其發(fā)展前景十分廣闊。 Thanks潛流濕地 也稱滲濾濕地系統(tǒng)。在潛流濕地系統(tǒng)中，污水在濕地床的內(nèi)部流動(dòng)。因而一方面可以充分利用基質(zhì)表面生長(zhǎng)的生物膜、豐富的根系及表層土和基質(zhì)的截留等的作用，以提高其處理效果和處理能力；另一方面則由于水流在地表下流動(dòng)。故具有保溫性