人工湿地处理生活污水的研究进展

http://www.water.hc360.com2017年12月22日09:01 来源:水工业市场杂志作者:张朝明T|T

    慧聪水工业网 目前,生活污水大量排放、不合理排放现象明显,这不仅会浪费水资源,而且还会不同程度的污染生态环境,应用人工湿地这一新型工艺进行污水处理,不仅符合现阶段生态发展需要,而且工艺具有低成本、易于维护等优点,因此具有良好的推广价值,能够在生态环境保护方面发挥重要作用。

    一、人工湿地的基本分类

    1.水平潜流

    这类人工湿地的应用作用具体表现:生活污水进入湿地后,由于湿地分为上下两层,上层即基质表面,污水流经下层,流动方向主要为水平向,这不仅能够为上层提供充足水分,而且还能大大降低化学需氧量、生化需氧量和重金属含量。

    2.表面流

    这种类型的人工湿地类似天然湿地,生活污水主要以地表径流的方式途经湿地,由于湿地表面植物会不同程度阻挡污水中的颗粒物和其他杂质,进而能够起到过滤作用。但由于这种净化方式具备较低的氧传输能力,并且化学需氧量、生化需氧量的去除率相对较低,再加上表面流极易滋生细菌,保湿效果不是十分良好,周围的生态环境得不到保证。

    3.垂直潜流

    垂直潜流人工湿地对比上述两种污水处理工艺,具有良好的去污效果,它主要引导基质下层保持垂直流向,所携带氧气量能够充分满足填料床需要,使其达到饱和状态,同时,具有较强的复氧能力和杂质去除能力,但这种工艺的应用成本相对较大,处理系统相对复杂。

    二、净化机理分析

    人工湿地处理工艺设计的过程中需要考虑的因素较多,设计人员既要优化湿地系统,又要保持严谨认真的工作状态,避免出现失误设计、片面设计等现象,确保设计完成的人工湿地工艺充分发挥应用作用和协同作用,其中,作用机理具体表现在三方面,第一方面即基质作用,该工艺常用基质主要有两种,分别为土壤和烁石,这两类基质能够将生活污水中含有的悬浮物和化学需氧量,个别学者认为基质在磷的去除方面仍具有重要作用;第二方面即植物作用,主要是因为植物的正常生长主要得益于污水提供的氮元素、铅金属、铬金属、磷元素、砷元素等,并且植物能够起到氧气输送载体作用;第三方面即微生物作用,无机物获取的主要途径即基质微生物发生的代谢作用,以此促进有机物分解,并且微生物还能将生活污水中一多半的氮有效去除。

    三、生活污水处理中人工湿地应用现状及问题

    1.应用现状

    分析人工湿地应用现状的前提下,应首先掌握人工湿地类型,总结人工湿地应用类型,主要有单一型、复合型、组合型三种,其中,单一型人工湿地实际应用期间受温度、存水量影响较大,并且极易影响运行效果;复合型人工湿地类型主要有水平潜流配合上行垂直流、垂直流配合水平潜流两种,这两种方式在杂质去除方面具有良好效果,应用优点明显高于单一型人工湿地。组合型人工湿地的组合对象主要为生物处理和人工湿地,即有机物去除的基础上进行氮元素脱离,相关研究学者支持生活污水处理的过程中应用中厌氧悬浮填料床(对象一)和人工湿地(对象二)这种组合方式,即引导污水进入组合对象一,以此截留污水中的杂质和颗粒物,并将其转化成有机物,接下来对其进行对象二处理,完成氮元素去除工作,这种组合方式不仅能够提高杂质去除率,而且还能提升污染物降解能力。

    2.应用问题

    温度温度:人工湿地表面的植物生长的过程中应合理控制生长温度,如果温度过高或者过低,那么植物极易死亡,同时,微生物也会而临生存威肋、,据相关资料显示可知,一旦温度低于9摄氏度,则植物会缓慢生长。

    管理问题:从上述介绍可知,人工湿地系统相对复杂,并且该系统由多学科组成,但实际设训一的过程中并未参照经验公式,已有管理体系不是十分完善。再加上,人工湿地投入使用后,相关工作人员并未做好维护管理工作,进而植物枯叶下落后会间接影响人工湿地在污水处理中的工作性能,湿地系统的应用价值也会大大降低。

    基质堵塞问题:一旦植物下落堆积未及时处理,那么极易导致基质堵塞,这在一定程度上会降低基质的应用作用,如果堵塞时间过长,还会发生氧化反应,不利于延长人工湿地系统的使用时间。

    占地面积问题:要想优化生活污水的处理效果,这时人工湿地面积应适当扩大,以此满足平行湿地的运作需要,然而这会加剧土地紧张程度,极易激发土地应用矛盾。

    四、人工湿地处理生活污水的有效措施

    从上述介绍可知,人工湿地现如今的应用率相对较高,但其实际使用的过程中存在一定问题,问题大体表现为:温度影响较大、管理无序、管理体系不健全、基质堵塞严重、占地面积相对较大。如果上述问题未能合理解决,那么污水处理效率会大大降低,并且水资源还会大量浪费,人工湿地应用效果也得不到优化,与此同时,生态环境恶化态势也会渐渐加大。因此,务必采取有效措施提高人工湿地的应用率,这对环境保护型战略具体落实、我国社会有序发展具有重要意义,具体措施介绍如下。

    1.优选湿地类型

    从上述三种类型湿地的应用流程可知,第三种类型—垂直潜流人工湿地的应用效果良好,并且这种类型的湿地系统适用于温度较低的北方地区。除了优选湿地类型之外,还应做好类型组合工作,以此提高杂质去除效率,缩短杂质去除时间,同时,合理组合的湿地类型还能节省土地资源,充分发挥已占土地资源的使用效率,在这一过程中,应根据生活污水处理的实际现状优选适合的组合方式,以此优化污水净化效果。

    2.合理控制温度

    相关学者在温度控制方面进行了具体探究,探究结果表明,人工湿地表面的植物要想合理控制生长温度,可以通过PVC薄全而覆盖的方式达到要求的保温效果,但薄膜覆盖法需要花费一定费用,进而会降低整体经济效益。

    3.预防基质堵塞

    为了避免出现基质堵塞现象,可以在湿地周围设置屏障,虽然这种方法能够降低基质堵塞几率,但这种方法治标不治本;合理选中植物,能够起到杂质有效吸附的作用,以此缓解基质堵塞现状;优选适合的基质,即所选基质既能起到杂质清除的作用,又能避免堵塞现象发生。

    4.强化湿地管理

    针对湿地植物的落叶及时清扫,同时,组建专业的管理人员,成立健全的管理系统,应用先进技术成立数据库,通过设备监控、数据分析的方式加强湿地管理,这不仅能够提高管理效率,而且还能促进发挥人工湿地系统的应用性能。

    针对性的解决人工湿地应用问题,这对人工湿地系统应用范围扩大具有重要作用,同时,生活污水对生态环境的消极影响也会大大降低。人工湿地应用的过程中应重点向设计规范化、管理标准化等方向发展。

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责任编辑:殷莹莹

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