人工濕地污水處理技術(shù)

1、人工濕地污水處理技術(shù)人工濕地是人們模擬天然濕地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能而建造的、可控制運行的濕地系統(tǒng)，用以對受污染水進行處理的一種工藝，由圍護結(jié)構(gòu)、人工介質(zhì)、水生植物等部分構(gòu)成。當水進入人工濕地時，其污染物被床體吸附、過濾、分解而達到水質(zhì)凈化作用。人工濕地污水處理系統(tǒng)所針對的污染物（環(huán)境影響主力因子）主要為氮、磷、懸浮物（SS）、有機物（BOD、COD）、重金屬等。懸浮物的去除：懸浮物（SS）的去除主要通過基質(zhì)的過濾、污泥沉淀及根系附著來完成。為防止在進水口附近發(fā)生堵塞，進水前應(yīng)設(shè)置預(yù)處理以降低總固體濃度，一般設(shè)置沉淀池即可。有機物的去除：微生物在具有巨大比表面積的土壤顆粒表面形成一層生物膜，當污水流經(jīng)

2、土壤顆粒表面時，不溶性的有機物通過基質(zhì)的沉淀、過濾和吸附作用被截留，然后被微小生物利用；可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的代謝過程而被分解去除。氮、磷的去除：污水中的氮包括無機氮和有機氮。無機氮包括氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽；有機氮包括尿素、氨基酸、喋吟和嚅嚏。其去除途徑包括基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀、揮發(fā)、植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。污水中的磷包括有機磷和無機磷。其去除途徑主要包括微生物同化、基質(zhì)吸附、植物吸收及污泥沉淀。工程實際及理論研究均表明，污水中磷的去除是以基質(zhì)吸附及污泥沉淀為主。重金屬的去除：金屬離子去除機理主要有：植物的吸收和富集作用、土壤膠體顆粒的吸附、懸浮

3、顆粒的過濾和沉淀，人工濕地對污水中重金屬去除是通過植物、微生物、土壤基質(zhì)等組成成分共同起作用的。流程：1、當工程接納城鎮(zhèn)生活污水及與生活污水性質(zhì)相近的其它污水時，基本工藝流程為砌理2、當工程接納城鎮(zhèn)污水處理廠出水時，基本工藝流程為：融人德地一m一_眥茹用污水中的大部分有機物最終被異養(yǎng)微生物轉(zhuǎn)化為微生物體、CO2、甲烷和水、無機氮、無機磷。負荷計算：人工濕地的表面積設(shè)計應(yīng)考慮最大污染負荷和水力負荷，可按CODcr表面負荷、水力負荷、TN表面負荷、NH4+-N表面負荷、TP表面負荷進行計算，應(yīng)取設(shè)計計算結(jié)果中的最大值，并校核水力停留時間是否滿足設(shè)計要求。進水水質(zhì)：宜控制COD200mg/L,SS8

4、0mg/L。工藝形式：自由表面流、水平潛流、垂直潛流。其中自由表面流人工濕地由于占地面積較大及存在一定的環(huán)境衛(wèi)生問題，在實際污水處理工程中應(yīng)用較少。1、水平潛流人工濕地：目前國際上采用較多的是水平潛流人工濕地。水面在人工濕地填料表面以下，水流從池體進水端沿填料孔隙水平流向出水端的人工濕地。為地下水流濕地。廢水通過布水管道以水平滲透或垂直滲透形式通過填料，在水床最低位運行，床體表面種植處理性能好、成活率高的水生植物（蘆葦），凈化后的水體經(jīng)集水管道收集排放。床底鋪防滲膜，可防止污染地下水。BOD、COD等有機物和重金屬的去除率高，受氣候影響小，夏季無臭味、無蚊蟲滋生,在寒冷地區(qū)也可以正常運行。圖1

5、、水平潛流人工濕地結(jié)構(gòu)簡圖（a）平面圖（b）剖面圖2、垂直流人工濕地污水從人工濕地表面垂直流過填料層的人工濕地,分單向垂直流型人工濕地和復(fù)合垂直流型人工濕地兩種。單向垂直流型人工濕地一般采用間歇進水運行方式，復(fù)合垂直流型人工濕地一般采用連續(xù)進水運行方式。污水從濕地表面縱向流向填料床底部，床體處于不飽和狀態(tài)。O2可通過大氣擴散和植物傳輸進入濕地系統(tǒng)。該系統(tǒng)硝化能力較高，可用于處理氨氮含量較高的污水，但其處理有機物能力欠佳，控制復(fù)雜，夏季易滋生蚊蠅，建造要求高，故使用較少。圖2、垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)簡圖（a）平面圖（b）剖面圖垂流人造濕地眇或砂礫是質(zhì)輸入廢水處理過的出水3、表面流人工濕地為自由水面濕

6、地。廢水在濕地中形成一層地表流，以較慢的流速水平流動，與自然濕地極為相似。污水直接暴露在大氣中，易導(dǎo)致污水中的細菌等污染物散播到大氣中而造成二次污染，同時負荷小，處理效果差，運行受氣候影響較大，在寒冷地區(qū)污水易結(jié)冰而影響處理效果，故一般不采用。君面流人造淳地表33種人工濕地系統(tǒng)比較（于少聊等,2004）Tahk1ComparisonofthreeHttiliciaLwihndsyslcms特征Chamctcr表面流濕地Surfeccflowwetland水平潛流濕地Subsurtccflowwetland垂直流濕地XerticalHowwetland永體而切Waterflowing表面漫流基岐

7、下水平流動表面向基質(zhì)底部縱向流動水力負荷Hydraulicloading較低較高校高去污致果對BOD、COD等有凱對MP去除Ltecontaminationeflfecl一般物相重金屬去除成果好敕果好系統(tǒng)控制Systemcontnit筒華.受季節(jié)影響大相對復(fù)雜相肘復(fù)雜環(huán)境狀況Environmentalcondition夏季有惡臭、點捽孽生蚊蝶現(xiàn)象夏季有惡臭，強生蛟蠅現(xiàn)象用于污水二級處理和深度處理時主要設(shè)計參數(shù)如下表：人工濕地二級處理主要設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)單位垂直流水平潛流COD表向負荷Ncodg/m2d2016水力負荷NqL/m2d司040TN表面負荷Ntng/m2d2.5-72.5-8NH4+

8、-N表面負荷Nnhg/m2d2.5-82-5TP表面負荷Ntpg/m2d0.3-0.50.3-0.5停留時間Td洛池底坡度i%耳.5耳.5填料深度hmm8001400700-1000人工濕地深度處理主要設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)單位垂直流水平潛流COD表面負荷Ncodg/m2d016水力負荷NqL/m2d100-300200-500TN表面負荷Ntng/m2d3-102.5-8NH4+-N表向負荷Nnhg/m2d2.5-82-5TP表面負荷Ntpg/m2d0.3-0.50.3-0.5停留時間Td洵.5池底坡度i%可.5洵.5填料深度hmm8001400700-1000防滲：人工濕地建設(shè)時，應(yīng)在底部和側(cè)面

9、進行防滲處理。當原有土層滲透系數(shù)大于10-8m/s時，應(yīng)構(gòu)建防滲層，一般采取下列措施：1、水泥砂漿或混凝土防滲：磚砌或毛石砌后底面和側(cè)壁用防水水泥砂漿防滲處理，或采用混凝土底面和側(cè)壁，按相應(yīng)的建筑工程施工要求進行建造。2、塑料薄膜防滲：薄膜厚度宜大于1.0mm,兩邊襯墊土工布，以降低植物根系和紫外線對薄膜的影響。宜優(yōu)選PE膜，敷設(shè)要求應(yīng)滿足聚乙烯（PE）土工膜防滲工程技術(shù)規(guī)范等專業(yè)規(guī)范要求。3、黏土防滲：采用黏土防滲時，黏土厚度應(yīng)不小于60cm,并進行分層壓實。亦可采取將黏土與膨潤土相混合制成混合材料，敷設(shè)不小于60cm的防滲層，以改善原有土層的防滲能力。對于滲透系數(shù)小于10-8m/s，且有厚度大于60cm的土壤或致密巖層時，可不需采取其他防滲措施。工程建設(shè)中，應(yīng)對濕地底部和側(cè)壁60cm厚度范圍進行滲透性測定。人工濕地填料：應(yīng)能為植物和微生物提供良好的生長環(huán)境，并具有良好的透水性。填料安裝后濕地孔隙率不宜低于0.3。常用填料有石灰石、礦渣、蛭石、沸石、砂石、高爐渣、頁巖等。人工濕地植物選配：常用的植物有蘆葦、香蒲、菖蒲、旱傘草、美人蕉、水蔥、燈心草、水芹、菱白、黑麥草等。人工濕地植物的選擇宜符合下列要求：1根系發(fā)達，輸氧能力強；2適合當?shù)貧夂颦h(huán)境，優(yōu)先選擇本土植物；3耐污能力強、去污效果好；4具有抗凍、抗病害能力；5具有一定經(jīng)濟價值；6容易管理；7有一定的景觀效應(yīng)。應(yīng)用場