第一篇:人工濕地處理污水在我國西部地區的適用性分析
人工濕地處理污水在我國西部地區的適用性分析
李雙志
(1.遂寧市環境監測中心站,遂寧 629000)
1摘 要:人工濕地處理污水是我國近年來才興起的一種新型生態處理法,人工濕地在污水處理過程中具有工藝簡單、投資省、運行費用低等特點,非常適合我國西部地區城鎮的污水處理。
關鍵詞:人工濕地 污水處理 分析
Applicability Analysis about Wastewater Treatment Technology of constructed wetland in Western China
LI shuang-zhi1
(1.Suining Envirinmental Monitoring Center Station, Suining 629000)
Abstract:Constructed wetlands for wastewater treatment is a new type of ecological approach of China in recent years, constructed wetlands in wastewater treatment process has many features: a simple process,investment, and low running costs and so on, is very suited to wastewater treatment in western cities of China.Key word:constructed wetland;wastewater treatment;analysis
隨著國家實施西部大開發戰略,西部經濟持續增長,城鄉一體化建設逐步加快,城鎮規模比以前擴大了許多。但城鎮在無限擴張的同時卻沒有建設相應的污水處理設施,生活污水急劇增多,從而導致水體富營養化,影響了城鎮居民的正常生活。
健康受到了威脅。據調查,我國人群患病的88%、死亡的33%都與生活用水不潔直接相關。城鎮、農村水環境惡化,不但直接影響到工農業生產的經濟效益,同時也不利于社會的經濟發展和穩定[1]。1.2 污染的主要原因
1.2.1 城鎮居民生活污水及廢棄物的污染
西部城鎮建設迅猛發展,農村旅游資源過度開發,由此而產生的大量生活污水直接排入水體,不少地方的飲用水受到了不同程度的污染,對水環境產生了十分嚴重的污染。1.2.2 城鎮畜禽養殖場的污染
西部許多城鎮都加快了集約化、規模化的畜禽養殖場建設,畜禽糞未得及時處理而隨雨水或人為因素混入河流,這是導致水體受污染的另一重要因素。
1.2.3 城鎮企業生產排污的污染 1 西部地區城鎮污水現狀
1.1 污染現狀
隨著西部城鄉一體化建設步伐的加快,西部城鎮水資源污染越來越嚴重,水環境狀況越來越惡化,大部分的水源中重金屬、氨氮、總磷、化學耗氧量、大腸桿菌、陽離子表面活性劑等指標均存在不同程度的超標。
西部很多城鎮隨處可見到河流被污染的現象,這不僅加劇了水資源短缺,制約社會經濟發展,也使得城鎮飲水安全風險增大,制水成本提高,人民西部許多城鎮企業具有布局分散、規模小和經營粗放等特征,城鎮企業每年有大量污染物未經處理直接排放。
1.3 污水處理解決辦法
傳統的污水處理方法主要是生化二級處理法,此工藝技術成熟,處理效果理想,但建造、運行以及管理費用過高;第二種是化學法(如加入硫酸銅等)和換水法處理污水,雖然均有一定效果,但化學法易產生二次污染,換水法不夠方便、經濟,且僅適宜于小型水體[2];第三種是利用水生植物建造人工濕地來凈化水體,這種處理方法適用范圍廣、成本低廉、處理效果良好、建造和運行簡單,非常適合在我國西部地區的中、小城鎮推廣。人工濕地污水處理技術 2.1 人工濕地的定義
人工濕地是根據土地處理系統及水生植物處理污水的原理,由人工建立的具有濕地性質的污水處理生態系統,其可分為自由水面濕地、地下水流濕地和滲濾濕地。人工濕地污水處理技術是以人工濕地(床和塘系統)處理為主的包括前處理和后處理的污水處理工藝。人工濕地污水處理技術應用范圍很廣,出水一般都優于常規二級處理效果[3]。
2.2 人工濕地生態系統的組成部分
依據濕地各部分的功能特點,可將人工濕地劃分為五個部分[4]: 2.2.1 具有透水性的基質
透水性基質包括沙粒、沙土、碎石、土壤、卵石等,它們為微生物的生長提供穩定依附表面,為化學反應提供介面,為水生植物提供載體和營養物質。
2.2.2 好氧和厭氧微生物
好氧和厭氧微生物可以轉化水中污染物,甚至對有機物可完全礦化。2.2.3 水生生物
水生生物需要經常處于水飽和狀態,如蘆葦、香蒲、菖蒲、燈心草、綠竹、水蔥等,一方面增加濕地透水性;另一方面形成了治污的根系小環境。2.2.4 各種水生動物
包括無脊椎或脊椎動物、原生動物及魚類等。2.2.5 其他
形成人工濕地污水處理系統還需要水體、植被以及可用作治理的廢水。
2.3 人工濕地污水處理的主要原理
人工濕地實質上是潛流型濕地和滲濾型土地處理系統的結合。該濕地地池(床~溝)在土壤沙礫、水生植物根系及根莖間形成空隙,廢水流經介質表面時與植物根系表面形成的生物質接觸,而生物植物通過其內腔可將葉莖從空氣中吸收來的氧轉輸入根區。
根據輸氧量與耗氧量的消化狀況,使該區有時好氧占優,有時以缺氧或厭氧占優。經好氧、缺氧、厭氧的交替運行,不僅有利于有機物的降解,也有利于氧化物的消化與脫氧反應,這種根區對生活廢水有機負荷可達160~200gBOD5/m3[5]。人工濕地處理污水的主要優勢
3.1 傳統優勢
人工濕地作為一個完整的生態系統,是正在得到研究應用和發展的污水處理實用新技術。人工濕地處理污水是充分利用了“土壤~植物~微生物”系統的凈化能力,既可去除有機污染物,又可去除造成水體富營養化的氮、磷等污染物;其二是適用范圍廣,依據其特性,非常適用于沒有完善污水管網系統的地區和鄉鎮。3.2 在西部地區建設優勢 3.2.1 建設周期
以日處理600噸污水量系統做比較[6],常規污水處理設施建設周期需要一年左右,而同樣處理量的人工濕地污水處理系統僅需半年左右[7],具體見表1。
表1 建設周期對比 單位:月
常規污水處理系統 人工濕地系統 類別 周期 總計 類別 周期 總計
管網 3 管網 3 沉淀池 3 10 沉淀池 3 7 設施 4 設施 3.2.2 運行費用
常規污水處理系統為保證污水處理效果良好,運行過程中還需加入藥劑使污水達標排放;而人工濕地系統中,生活污水從沉淀池進入處理系統(水生植物園)開始,只需1~2名人員做好日常維護即可,與同等規模污水處理站相比,其運行費只需后者四分之一左右,具體見表2。
表2 運行費用對比 單位:元/m3
常規污水處理系統 人工濕地系統 類別 費用 總計 類別 費用 總計
電費 0.54 電費 0.08 藥劑 0.02 藥劑
0.01 0.68
0.16 人工 0.11 人工 0.06 維護 0.01 維護
0.01 3.3 環境效益分析
西部12省區市地域遼闊,土地面積達695萬平方公里,占全國國土總面積的72.39%,2002年末人口3.67億人,占全國的28.8%。在這樣的背景下采用人工濕地來處理城鎮污水,能夠充分地利用西部的生態、地理等環境優勢,達到最大的環境效益。
其一能保持全年較高水力負荷,根據西部地區氣候條件,冬天亦能運行;其二不僅適用大中型城鎮的污水處理,也適合一村一戶排放的污水治理,可用于數家集中治理;其三對各種污染物去除能力強,可幫助削減CODcr、BOD5、NH3-N等量;其四可在西部地區旅游景區、農家樂等場所作以推廣,建成后的人工濕地可作觀賞。結語
實踐表明,人工濕地污水處理是—項不斷被深化、應用的污水處理技術,有著傳統技術所不可比擬的巨大的綜合效益,適合西部地區持續、快速和健康增長的目標。
目前,全國范圍內在建或建成的“人工濕地”型污水處理系統多達幾十家,隨著西部地區城鄉一體化建設的日漸深入,隨著經濟的持續增長以及各風景區旅游客源的增多,許多城鎮產生的生活污水量將越來越多,在這樣的背景下,推廣和建設人工
濕地污水處理系統是當務之急。
參考文獻:
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第二篇:蘆葦人工濕地處理污水
蘆葦人工濕地處理污水
摘要: 本文敘述了蘆葦人工濕地污水處理技術的分類、特點及其在國內外的研究與應用進展。介紹了復合式蘆葦濕地、新型蘆葦床填料等相關的新技術,具體講述了利用蘆葦人工濕地處理城鎮和農村生活污水。
關 鍵 詞:
蘆葦;人工濕地;城鎮污水處理;農村污水處理
一、蘆葦人工濕地的起源與發展
1953 年,德國的Dr.Kathe Seidel 在其研究工作中發現蘆葦能去除大量有機和無機物。Dr.Seidel 通過進一步實驗發現一些污水中的細菌在通過種植的蘆葦時消失(大腸菌、腸球菌、沙門氏菌),實驗還表明蘆葦能從水中去除重金屬和碳水化合物。1974 年德國建成了第一個蘆葦人工濕地。上個世紀八、九十年代蘆葦人工濕地在世界上許多國家得到快速發展,已有數百座蘆葦人工濕地系統投入使用。蘆葦已是國際上公認的人工濕地處理污水的首選植物。目前世界各國正投入大量人力和物力研究、應用蘆葦濕地,并不斷改進蘆葦人工濕地技術。
二、蘆葦人工濕地組成
(一)、主要成分
1、具有各種透水性的基質(如土壤、砂、礫石),基質為植物提供物理支持,為各種復雜離子、化合物提供反應界面,為微生物提供附著。
2、適于在飽和水和厭氧基質中生長的植物蘆葦,對污水中污染物質的吸收利用、吸附和富集作用。
3、生物種群,對污水中污染物質的吸收利用、吸附和富集作用。
(二)主要植物形式
人工濕地根據濕地中主要植物形式可分為:浮生植物系統;挺水植物系統;沉水植物系統。浮水植物主要用于N、P 去除和提高傳統穩定塘效率。沉水植物系統還處于實驗室階段,其主要應用領域為初級處理和二級處理后的精處理。目前一般所指的人工濕地系統都是指挺水植物系統,挺水植物中蘆葦應用最為廣泛。
(三)主要工藝流程形式
蘆葦人工濕地系統一般作為二級生物處理工藝應用,工藝流程有多種形式,其中常用的有4種(見圖1):推流式、階梯進水式、回流式和綜合式。
可向地下部分輸氧,根和根狀莖向基質中輸氧,因此可向根際中好氧和兼氧微生物提供良好環境。蘆葦的根可松動土壤,死后可留下相互連通的孔道和有機物。無論土壤最初的孔隙率如何,蘆葦可穩定根際的導水性相當于粗砂2~5 年。
四、人工蘆葦濕地處理城市生活污水
(一)蘆葦生長未受不良的影響
由于城市污水含有蘆葦生長的氮磷等營養物質,為蘆葦的生長提供了良好的肥源,使蘆葦增產10.4 %,同時第2 年的后效觀察蘆葦仍然生長良好,比對照增產14.3 %。
(二)蘆葦具有較強的凈化作用
由于蘆葦濕地系統對污水中的有害物質有較強的去除作用,處理后的水質分別達到GB8978 —1996 第二類污染物最高允許排放濃度的Ⅰ、Ⅱ、Ⅰ級標準。并且各物質的去除效果隨蘆葦生育期、負荷量和溫度的變化而變化,但BOD5 未受影響。這主要是由于污水在蘆葦濕地系統中通過物理沉淀、過濾、吸附、蘆葦根系的吸收和土壤微生物的綜合作用而去除。
(三)灌溉城市污水對土壤未造成不良的影響
污水處理后,土壤營養成分的增加起到了培肥土壤和促進蘆葦生長的作用,說明城市污水是一種良好的富營養的淡水資源,同時通過蘆葦的吸收作用,使土壤中鹽離子減少,降低了土壤的堿化度。
(四)栽培蘆葦凈化污水具有廣泛的應用前景 城市污水是一種肥水,可為蘆葦的生長提供水肥資源,促進蘆葦的生長發育,提高蘆葦產量,為造紙工業提供原材料產生經濟效益。同時又使污水得以最佳的綜合利用,緩解因淡水不足對蘆葦生長的影響,徹底消除了水污染,達到環境效益和社會效益的統一,為經濟的發展創造了新的增長點。因此,推廣蘆葦濕地生態系統處理城市污水,開發水資源,是實現污水處理無害化、資源化的重要途徑,是解決水資源短缺的重要技術措施。
五、人工蘆葦濕地處理農村生活污水
(一)農村生活污水來源
農村生活污水是廣大村鎮地區面源污染的重要來源。農村地區的生活污水量少、分散、遠離排污管網,污水一般不經任何處理直接排入河流湖泊。由于農村地區水環境容量小,長期使用化肥使生活污水中氮磷含量高,加劇了水環境的污染,引起了嚴重的水體富營養化現象。農村生活污水的處理已經成為控制面源污染急待解決的問題。目前,對化肥廢水的處理是控制水體富營養化的重要手段,蘆葦人工濕地對化肥廢水的處理效果較好,而且投資小,并具有顯著的生態環境效益,尤其適合于農村面源污染控制的特點,適合我國國情和廣大農村地區水環境污染狀況。
由于大量農藥化肥的使用和農村生活污水的無序排放,目前農村很多河流和湖泊都出現了不同程度的水質惡化,有些水體已出現明顯的富營養化。解決好面源污染為主的農村污水處理問題是當前建設新農村的一項重要任務,尋找一種經濟可行的農村污水處理工藝是急待解決的問題。0
八、蘆葦人工濕地應用前景
(一)國外現狀
在歐洲等發達國家,每個國家都有幾百個人工濕地系統在運行,美國在1988 年至1993 年間就建起了幾百個人工濕地系統,絕大多數系統種植有蘆葦,發展速度比較快。
(二)我國現狀
從1987 年天津環保所建成我國第一個占地6hm2,處理規模為1 400 m3/ d 蘆葦人工濕地起,迄今在我國北京、南京、深圳、成都、沈陽、杭州等地從南到北,已有不少城市建立了蘆葦人工濕地污水處理系統。這些系統運行以來,產生了良好的經濟和社會效益,為我國環境保護做出了貢獻。相比國外而言,蘆葦人工濕地在我國的發展速度比較慢。
蘆葦人工濕地投資少,出水水質好,操作簡單,維護和運行費用低廉、有很好的經濟價值,蘆葦在我國又普遍適應生長。在我們這樣地域遼闊、經濟、技術發展水平不高、能源短缺的國家,研究并大力推廣蘆葦人工濕地污水處理技術具有非常重要的意義。蘆葦人工濕地污水處理技術使人們向污水處理的終極追求目標逼近,蘆葦人工濕地污水處理技術在我國必然有極其廣闊的應用前景。
1042.[6 ]池金坪,安麗.農村生活污水處理實用技術新進展[J ].云南環境科學,2004 ,23(4):833.-
第三篇:人工濕地法處理農村生活污水淺析
人工濕地法處理農村生活污水淺析
[摘要]我國是農業大國,有八億農業人口,很多農村面臨生活污水失控的問題,由此帶來地表水質量嚴重下降,農村生活用水困難,人們的健康受到影響,生態平衡遭到破壞,這是目前農村改善生活環境遇到的難題。文章從介紹人工濕地的概念,人工濕地的分類,人工濕地的構造,結合人工濕地處理生活污水的技術,淺析了人工濕地處理農村生活污水系統。
[關鍵詞]農村生活污水;人工濕地
[中圖分類號]X [文獻標識碼]A [文章編號]1007-1865(2012)08-0178-02
Constructed Wetland for Treatment of Rural Domestic Sewage Analysis Method
Zheng Junqi
Abstract: China is a large agricultural country, eight hundred million agricultural population, with the development of the rural living standards, rural domestic sewage is increasing, many rural faces life sewage control problem, the resulting a serious decline in the quality of surface water, rural living water problems, the health of the people affected, The ecological balance is destroyed, this is at present rural living environment problems.The paper introduced the concept of artificial wetland, the classification of Constructed Wetland, construction of artificial wetland, combination of artificial wetland wastewater treatment technology, analysis of the constructed wetland for treatment of rural domestic sewage system.Keywords: rural domestic sewage;constructed wetland
我國是農業大國,有八億農業人口,很多農村面臨生活污水失控的問題,由此帶來地表水質量嚴重下降,農村生活用水困難,人們的健康受到影響,生態平衡遭到破壞,這是目前農村改善生活環境遇到的難題。農村生活污水處理問題是當前農村環境綜合整治的重要內容。目前生活污水的生化處理技術已是十分成熟,可供選擇的工藝有普通活性污泥法、氧化溝法和人工濕地等,以及一些演變工藝。這些工藝花樣繁多,人們在不斷探索和改進,力圖使工藝更加高效和節能。
人工濕地系統是一個完整的生態系統,它形成了內部的良好循環并具有較好的經濟效益和生態效益,具有投資低、出水水質好、抗沖擊力強、增加綠地面積、改善和美化生態環境、維護和運行費用低廉等優點。這項技術適合我國國情,尤其適合南方廣大中小城市、農村的污水處理,具有廣闊的應用前景。人工濕地概念
濕地系主要自然或人工、長久或暫時之沼澤地,濕原,泥地或水域地帶。濕地是陸地與水體之間的過渡地帶,是一種高功能的生態系統,具有獨特的生態結構和功能,對于保護生物多樣性,改善自然環境具有重要作用。由于人類的不合理開發,濕地資源在我國受到很大破壞,在特殊時期和環境條件下,研究和建立人工濕地生態系統是對自然濕地生態系統的適度補充,也是對其功能退化的恢復性建設。
人工濕地是以人工建造和監督控制的、與沼澤地相類似的地面,通過自然生態系統中的物理、化學和生物三者協同作用以達到對污水的凈化。濕地能凈化污水,是自然環境中自凈能力很強的區域之一,它利用自然生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用,通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化。人工濕地的分類
人工濕地根據濕地中主要植物形式可分為:(1)浮生植物系統;(2)挺水植物系統;(3)沉水植物系統。沉水植物系統還處于實驗室階段,其主要應用領域在于初級處理和二級處理后的精處理。浮水植物主要用于碳(N)、磷(P)去除和提高傳統穩定塘效率。目前一般所指人工濕地系統都是指挺水植物系統。挺水植物系統根據水流形式可分為:自由表面流、潛流和豎流系統。自由表面流系統中,廢水在濕地的土壤表層流動,水深較淺。與潛流和豎流系統相比,其優點是投資省,缺點是負荷低,夏季會滋生蚊蠅、散發臭味,目前已較少采用。潛流系統污水在濕地床的表面下流動,一方面可以充分利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留等作用,提高處理效果和處理能力;另一方面由于水流在地表下流動,保溫性好,處理效果受氣候影響較小,且衛生條件較好,是目前國際上較多研究和應用的一種濕地處理系統,但此系統的投資比自由表面流系統略高。人工濕地的構造
絕大多數自然和人工濕地由五部分組成:(1)具有各種透水性的基質,如土壤、砂、礫石;(2)適于在飽和水和厭氧基質中生長的植物,如蘆葦;(3)水體(在基質表面下或上流動的水);(4)無脊椎或脊椎動物;(5)好氧或厭氧微生物種群。
人工濕地系統正是在這種有一定長寬比和底面坡度的洼地中由土壤和填料(如礫石等)混合組成填料床,廢水在床體的填料縫隙中流動或在床體表面流動,并在床體表面種植具有性能好、成活率高、抗水性強、生長周期長、美觀及具有經濟價值的水生植物(如蘆葦、蒲草等)形成一個獨特的動植物生態系統,對廢水進行處理。
濕地植物具有三個間接的重要的作用:(1)顯著增加微生物的附著;(2)濕地中植物可將大氣氧傳輸至根部,使根在厭氧環境中生長;(3)增加或穩定土壤的透水性。植物通氣系統可向地下部分輸氧,根和根狀莖向基質中輸氧,因此可向根際中好氧和兼氧微生物提供良好環境。植物的數量對土壤導水性有很大影響,蘆葦的根可松動土壤,死后可留下相互連通的孔道和有機物。不管土壤最初的孔隙率如何,大型植物可穩定根系的導水性相當于粗砂2~5倍。而土壤,砂,礫石基質具有:為植物提供物理支持;為各種復雜離子、化合物提供反應界面,為微生物提供附著。流動水體為動植物、微生物提供營養物質。人工濕地污水處理系統
人工濕地污水處理系統由預處理單元和人工濕地單元組成。通過合理設計可將生化需氧量(BOD5)、懸浮物(SS)、營養鹽、原生動物、金屬離子和其它物質處理達到二級和高級處理水平。預處理主要去除粗顆粒和降低有機負荷。構筑物包括酸化池(雙層沉淀池)、化糞池、組合塘、初沉池。人工濕地單元中的流態采用推流式、階梯進水式、回流式或綜合式。按進水方式可分為水平流(HF Horizontal-flow)和垂直流(VF Vertical-Flow)。
人工濕地的基本流程:階梯進水可避免處理床前部堵塞,使植物長勢均勻,有利于后部的硝化脫氮作用;回流式可對進水進行一定的稀釋,增加水中的溶解氧并減少出水中可能出現的臭味。出水回流還可促進填料床中的硝化和反硝化作用,采用低揚程水泵,通過水力噴射或跌水等方式進行充氧。綜合式則一方面設置出水回流,另一方面還將進水分布至填料床的中部,以減輕填料床前端的負荷。人工濕地的運行可根據處理規模的大小進行多種方式的組合,一般有單一式、并聯式、串聯式和綜合式等。在日常使用中,人工濕地還經常與氧化塘等進行串聯組合。人工濕地污水處理系統的特點
人工濕地系統具有如下優點:(1)建造和運行費用便宜;(2)易于維護,技術含量低;(3)可進行有效可靠的廢水處理;(4)可緩沖對水力和污染負荷的沖擊;(5)可提供和間接提供效益,如水產、畜產、造紙原料、建材、綠化、野生動物棲息、娛樂和教育。
人工濕地不足之處:(1)占地面積大;(2)對生物學和水力學復雜性及重要工藝動力學參數研究不徹底;(3)易受病蟲害影響。人工濕地系統在達到其最優效率時,需2~3個生長周期。人工濕地污染物的去除機理
人工濕地對廢水的處理綜合了物理、化學和生物三種作用。人工濕地運行穩定后,填料表面和植物根系中生長了大量的微生物形成生物膜,廢水流過時,懸浮物被填料及根系阻檔截留,有機質通過生物膜的吸附及同化、異化作用而得以去除。濕地床層中因植物根系對氧的傳遞釋放,使其周圍的微環境中依次呈現出好氧、缺氧和厭氧狀態,保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作用營養成分直接吸收,還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用從廢水中去除,最后通過濕地基質的定期更換或植物收割使污染物最終從系統中去除。人工濕地去除污染物的范圍廣泛,包括N、P、SS、有機物、微量元素、病原體等。
6.1 有機物的去除
人工濕地顯著特點之一是對有機物有較強的處理能力。不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾可以很快從廢水中截留下來,被微小生物加以利用;可溶性有機物則可通過生物膜的吸附及微生物的代謝過程被去除。研究表明:在進水濃度較低情況下,人工濕地對BOD5的去除率可達85%~95%。COD去除率可大于80%,城市污水通過濕地處理后,出水BOD5 在10 mg/L 左右。試驗還表明:不溶性BOD5(約占總BOD5 的50%左右)和COD 在進水5 m的距離內可迅速地被去除;約90%的SS 在進水10 m以內得以去除。廢水中大部分有機物最終被厭養微生物轉化為CO2、H2O和少量的剩余微生物殘體。
6.2 氮的去除
人工濕地處理系統對氮的去除作用包括基質的吸附、過濾、沉淀以及氨的揮發、植物的吸收和微生物硝化和反硝化作用。氮是植物生長的必需元素,廢水中的無機氮包括NH3-N 和NO3-N,均可以被人工濕地中的植物吸收,合成植物蛋白質,最后通過植物的收割形式從人工濕地的廢水中去除。一部分NH3-N 可轉化成NH3 后,以氣態的形式揮發到大氣中。微生物的硝化、反硝化作用對氮的去除起重要作用。根據根區法理論,人工濕地植物中根毛的輸氧,根區附近濕地土壤中連續出現好氧、缺氧、厭氧狀態,為自養型好氧微生物(亞硝酸菌、硝酸菌)和厭養型微生物反硝化細菌大量的存在提供了條件,使要求好氧條件的硝化反應和要求厭氧的反硝化反應可以同時完成。另外,對硝化反應有抑制作用的是NH3-N、重金屬、氰化物及有機物,人工濕地對這些物質也有一定的去除作用。因此人工濕地比一般污水處理系統具有較強的氮處理效率。根據試驗實測結果,人工濕地中氨化細菌、亞硝化菌、硝化菌、反硝化菌數量都處于較高水平,因此人工濕地具硝化、反硝化、脫氮的良好基礎和潛力。所以,人工濕地比傳統活性污泥處理系統(一般無法完成反硝作用)具有更強的氮的處理能力。
6.3 磷的去除
磷和氮一樣是生物的必需元素,但水體中磷又是富營養化的限制性元素,含量過高時又可造成藻類過度繁殖而成富營養化狀態。廢水中磷的存在形態取決于廢水中磷的類型,最常見的是磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷酸鹽。人工濕地對磷的去除作用包括基質的吸收和過濾、植物吸收、微生物去除及物理化學作用。基質中的吸收和過濾對無機磷的去除作用,因填料不同而存在差異,若土壤中含有較多的鐵、鋁氧化物,有利于生成溶解度很低的磷酸鐵或磷酸鋁,使土壤固磷能力大大增加;若以礫石為填料的濕地,礫石中的鈣可以生成不溶性磷酸鈣而從廢水中沉淀。
植物吸收無機磷和吸收無機氮一樣,都是在吸收同化作用下,將無機磷變成植物體的組成部分,最后通過植物收割去除。微生物對磷去除包括對磷的正常吸收和對磷的過量積累,由于人工濕地根區附近土壤中不同的含氧狀態而相當于許多A-A-O處理單元,使某些細菌種類在厭氧條件下吸收低分子的有機物(如脂肪酸),同時將細胞原生質中聚合磷酸鹽異染粒的磷釋放出來,提供必需的能量;又在好氧條件下,氧化所吸收的有機物,并提供能量,同時從廢水中吸收超過其生長所需的磷,并以聚磷酸鹽的形式成為微生物細胞的內含物而被貯存起來,因此人工濕地有較高的除磷效果。
由于濕地中植物光合作用光反應、暗反應交替進行,根系輸氧的交替出現,以及系統內部不同區域對氧消耗量的差異,導致了系統中厭氧、好氧的交替出現,使磷的過量釋放和過量積累得以完成。這是常規二級處理方式所難以滿足的。人工濕地處理工藝流程
根據社會主義新農村建設的發展思路,并結合農村的排水系統現狀、污水處理規模小等情況,為在降低工程投資和運行成本的同時,達到提高村中綠地建設面積,確保污水的處理達標排放,尤其是對污水中氮、磷的去除,并實現處理污水可作為農業灌溉用水,在前處理增加水解酸化池,形成“水解酸化+人工濕地”組合處理工藝。人工濕地處理污水主要工藝流程:污水→粗格柵→細格柵→沉砂池→綜合調節池→水解酸化池→第一級人工濕地→第二級人工濕地→第三級人工濕地→達標排放。人工濕地技術在我國的應用研究及實例
我國在“七五”期間開始人工濕地的研究。1989年,國家環保局華南環境科研所與深圳東深供水局在深圳白泥坑建立人工濕地實驗基地,占地18.9畝,處理3100 t/d的城鎮綜合污水,效果十分好。
1990年在北京昌平進行的自由水面流人工濕地。處理量為500t/d的生活污水和工業廢水。
1990年,天津環保科研所建立11個實驗單元研究蘆葦濕地對城市污水的處理能力,并對水力負荷,有機負荷,停留時間及季節等與污水中主要污染物間規律進行探索。
華中農業大學李科德等采用人工模擬蘆葦床處理生活污水,對其凈化機理進行了研究。結果表明,蘆葦根際具有較高的氧化還原電勢,為好氧微生物的活動創造了有利條件。蘆葦床內根際微生物數量與污染物去除率之間有明顯相關性。污水中有機污染物是通過蘆葦床內各種微生物協同作用去除;NH3-N主要是通過硝化反硝化連續反應去除;SS和P的去除主要通過沉淀、過濾、吸附、固結等理化作用而實現。蘆葦床的優勢菌屬:假單胞菌屬、產堿桿菌屬、黃桿菌屬,原生動物以腎形蟲居多。
中國環境科研院劉文祥在1994~1995 年,采用由漂浮植物、沉水植物、挺水植物及草濾帶組成的人工濕地對控制農田徑流污染進行了研究。占地1257 m2,利用低洼棄耕地改造而成。
中科院南京植物所采用人工濕地系統處理酸性鐵礦廢水,面積130 m2,流量0.5 m3/h,運行兩個月表明:pH 由2.6 升到6.1,銅離子去除99.7%,鐵離子去除99.8%,錳離子去除70.9%,運行費5~10 萬元/年。
山東膠南市建設一座日處理6 萬t 污水的人工濕地系統,占地1000 畝,工藝為:格柵-沉砂池-調節池-人工濕地-排海。此系統利用海邊鹽堿地,投資三千萬元。
2005 年,浙江省長興縣在建設生態縣過程中,開展農村生活污水處理示范工程項目,利用地下厭氧池及人工濕地法相結合的新型污水生態處理技術。經過處理就可以降低水中的化學需氧量,而這上面種植的美人蕉、黑麥草,根系發達、喜濕、吸收能力強,其扎根在人工沙層中,污水滲入沙層后,含氨氮的水體腐殖質、泥漿等物種被美人蕉發達的根系吸收并消耗掉。長興縣對14 個村和5 個集鎮投入資金千萬余元,實施了“人工濕地”處理。預計到2013 年,該縣農村生活污水處理率將達到60%。
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(本文文獻格式:鄭君其.人工濕地法處理農村生活污水淺析
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[作者簡介] 鄭君其(1979-),男,廣東人,大專,主要研究方向是環境監測技術及環境保護工程。
第四篇:人工濕地處理生活污水推廣手冊
人工濕地處理生活污水推廣手冊
人工濕地效果圖
一、公司簡介
湖南清之源環保科技有限公司成立于2001年,是一家科技創新型環保企業。經營范圍為:環保設備專業研發、設計、制造與銷售;環保工程專項設計、專業承包與運營;生態建設和環境工程技術項目的可行性論證、技術預測、專題技術調查、工藝技術設計等技術咨詢服務;水處理劑的研發與銷售。公司擁有環境工程專項設計乙級資質、環保工程專業承包叁級資質、危險化學品經營許可證、環境污染治理設施運營證、安全生產許可證,為湖南省環境保護產業協會常務理事單位。公司與湖南大學、中南林業科技大學、長沙環境保護職業技術學院等高等院校建立長期的產學研合作關系。
我們將本著“用戶至上”的宗旨及“重質量、講信譽、高效率”的原則,以先進設備和雄厚的技術力量為依托,根據用戶要求,量身定制,完善設計,為客戶提供最優的方案和最好的服務。真誠期待社會各界的關心與指導,共創美好明天。
二、人工濕地簡介
人工濕地系統水質凈化技術作為一種新型生態污水凈化處理方法,其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物,從而建立起一個人工濕地生態系統。當污水通過濕地系統時,其中的污染物質和營養物質被系統吸收或分解,而使水質得到凈化。
人工濕地處理系統具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運行費用低等特點,非常適合中、小城鎮的污水處理。
三、人工濕地原理
人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面,將污水、污泥有控制的投配到經人工建造的濕地上,污水與污泥在沿一定方向流動的過程中,主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用,對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類植物的作用。
四、人工濕地分類
人工濕地的核心技術是潛流式濕地。一般由兩級濕地串聯,處理單元并聯組成。濕地中根據處理污染物的不同而填有不同介質,種植不同種類的凈化植物。
水通過基質、植物和微生物的物理、化學和生物的途徑共同完成系統的凈化,對BOD、COD、TSS、TP、TN、藻類、石油類等有顯著的去除效率;此外該工藝獨有的流態和結構形成的良好的硝化與反硝化功能區對TN、TP、石油類的去除明顯優于其他處理方式。主要包括內部構造系統、活性酶體介質系統、植物的培植與搭配系統、布水與集水系統、防堵塞技術、冬季運行技術。
潛流式人工合成濕地的形式分為垂直流潛流式人工濕地和水平流潛流式人工濕地。利用濕地中不同流態特點凈化進水。經過潛流式濕地凈化后的河水可達到地表水Ⅲ類標準,再通過排水系統排放。
快滲人工濕地填料系統圖
垂直流潛流式人工濕地: 在垂直潛流系統中,污水由表面縱向流至床底,在縱向流的過程中污水依次經過不同的專利介質層,達到凈化的目的。垂直流潛流式濕地具有完整的布水系統和集水系統,其優點是占地面積較其它形式濕地小,處理效率高,整個系統可以完全建在地下,地上可以建成綠地和配合景觀規劃使用。
垂直流剖面圖
水平流潛流式人工濕地:是潛流式濕地的另一種形式,污水由進水口一端沿水平方向流動的過程中依次通過砂石、介質、植物根系,流向出水口一端,以達到凈化目的。
水平流剖面圖
溝渠型人工濕地:溝渠型濕地床包括植物系統、介質系統、收集系統。主要對雨水等面源污染進行收集處理,通過過濾、吸附、生化達到凈化雨水及污水的目的。是小流域水質治理、保護的有效手段。
五、人工濕地植物種類:
1、漂浮植物:水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。
2、根莖、球莖及種子植物:睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角、薏米、芡實等。
3、挺水草本植物:蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、藨草、水蔥、水莎草、紙莎草等
4、沉水植物類型以及其它類型的植物
六、人工濕地維護與管理
1、人工濕地污水處理系統已經完工投入使用,且污水處理系統暫無生活污水接入,因此,建議后續維護期分兩個階段維護:
2、第一階段,無生活污水接入運行管理。
(1)氣溫炎熱,需要定期對已經完成栽種的人工濕地水生植物進行補水和澆水作業;
(2)定期檢查水生植物生長狀況,及時補種和修枝剪葉;
(3)水生植物初現成活,需要及時補充營養,病蟲害防治,確保水生植物
能夠正常新陳代謝以及水聲植物根系繁衍。
3、第二階段,有生活污水接入的運行管理:
污水濕地處理的運行管理主要包括設施管理、田間管理和水質監控3個方面。其中設施管理主要預防人為損毀,以及生活雜物傾入到人工濕地的管理。濕地管理主要是對人工濕地植物的維護。
(1)設施管理:人工濕地投入使用時,需要預防人為損毀,以及生活垃圾雜物傾倒,影響人工濕地植物生長且有礙感觀;
(2)植物管理:種植和生長管理。種植后澆水保持濕度,待發芽長高后不斷提高水深,以不淹沒芽頂為限。為促使根系發育和主根扎深,應周期性作業。在污水濕地中,污水中含有豐富的營養素。水生植物要經歷出芽、生長、孕穗、開花和莖的成熟等階段。
(3)修枝剪葉:修剪換季節植物莖葉,修剪掉的莖葉連同吸收的營養物和其它成分從濕地中移出,促使水生植物生根和維持下生長和吸收、凈化污水中污染物的作用。還要及時清理落下的殘枝敗葉,并平整土地,鏟除凸起部分,填平溝道。
(4)病蟲害防治:人工濕地是近年來全球生態環境保護的熱點,它們對于生活污水凈化、調節人居環境、降解多種污染物具有重要作用。但人工濕地規模小,生態平衡能力弱,易發生植物病蟲害問題,特別是在濕地運行初期應注意采取相應的防治措施。
(5)水質管理:人工濕地可以對生活污水中的多種污染物具有降解作用,對人工濕地系統的進水和出水水質需要做到有序有效的管理。進水確保水量適宜,水質穩定。出水確定達到污水處理排放國家標準。
六、小結
濕地生態系統服務不僅包括為人類所提供的食物、醫藥及其他工農業生產的原料,更重要的是支撐與維持了地球的生命支持系統,維持生命物質的生物地球化學循環與水文循環,維持生物物種與遺傳多樣性,凈化環境,維持大氣化學的平衡與穩定。濕地具有調節區域氣候的功能。濕地水分蒸發和濕地植被葉面的蒸騰作用,可使附近區域的溫度降低、濕度增大、降雨量增加,對周邊區域的氣候具有明顯的調節作用,對當地農業生產和人民生活具有良好的作用。
第五篇:水解酸化-人工濕地處理農村污水
水解酸化-人工濕地處理農村污水
摘要:福建某飲用水源地采用水解酸化-人工濕地工藝處理農村污水,實際運行結果表明:該工藝切實可行、運行成本低,取得了較好的處理效果。當進水CODCr,BOD5,SS,NH3-N,TP 質量濃度分別低于200,300,200,25,5mg/L 時,出水CODCr,BOD5,SS,NH3-N,TP 質量濃度分別低于60,60,80,15,0.5mg/L。該系統出水水質穩定可達《農田灌溉水質標準》,出水直接回灌農田或山林,不設排放口,可以很好地保護水源。
關鍵詞:水解酸化;人工濕地;農村污水
中圖分類號: X7 文獻標識碼: B 文章編號: 1674-4829(2012)04-0026-03
Rural Sewage Treatment Using Hydrolysis and Acidification22.
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