人工湿地技术在污水处理中的应用论文_钟晓文

人工湿地技术在污水处理中的应用论文_钟晓文

惠州市同方水务有限公司 广东惠州 516000

摘要:人工湿地是近年来污水处理中应用较多的技术之一。与传统的活性污泥法进行比较表明,人工湿地在污水处理方面具有优势。人工湿地具有去污效果好、运行费用低及维护简单等特点,现已被广泛运用于污水理中。本文主要简介了人工湿地技术,分析了人工湿地的种类及选择,最后就它的运用进行了分析。

关键词:人工湿地技术;污水;处理;去除

前言

随着工农业和城市化的发展,我国污水排放量也急剧增加,据统计,全国每年污水排放量有数百亿吨,但只有24%的工业废水和4%的生活污水经处理排放,有80%的饮用水源遭到了污染。而人工湿地技术的出现,很好的处理了污水问题。而且具有净化效果好、工艺设备简单、运行费用低、和具有美学价值等优点,从而越来越多地受到人们的关注。

1人工湿地技术简介

人工湿地处理污水技术的基本原理就是利用自然生态系统中所发生的物理、化学、生物作用的综合效应来实现对废水的净化。目前该技术多用于对污水的营养物质、重金属离子的去除。

1.1人工湿地概念

人工湿地是为处理污水而人为设计建造的工程化湿地系统,在一定长、宽比及地面坡度的洼地中,由土壤和基质填料(如砾石等)混合组成填料床,污水在填料的缝隙或床体的表面流动,在床的表面种植具有处理性能好,成长周期长、美观等特点的水生植物(如芦苇、香蒲等),形成一个具有污水处理能力的独特的生态系统。故人工湿地也称为构筑湿地。实际应用中往往是将湿地进行组合或附加必要的预处理、后处理设施。人工湿地是一种由人工建造和监督控制的,与沼泽地类似的地面。

湿地能净化污水,是自然环境中自净能力很强的区域之一。它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。

1.2人工湿地污水处理系统的特点

人工湿地系统具有如下优点:建造和运行费用便宜;易于维护,技术含量低;可进行有效可靠的废水处理;可缓冲对水力和污染负荷的冲击;5.可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。

但也有不足:占地面积大;不精确的设计运行参数;生物和水力复杂性及对重要工艺动力学理解的缺乏;易受病虫害影响。

人工湿地系统在达到其最优效率时,需2~3个生长周期。因为据已有数据,当上下表面植物密度增大时,处理效率提高,所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。目前人工湿地技术最大问韪在于缺乏长期运行系统的详细资料。

2人工湿地的种类及选择

人工湿地系统中的植物能够吸收污水中的有机物、氮磷以及重金属等污染物质,同时将产生的氧气输送到根系,为微生物提供适宜的生存环境。人工湿地的植物种类很多,常用的植物有芦苇、香蒲、水葫芦、风眼莲等。下面主要介绍三种类型的人工湿地植物及其优缺点。

2.1漂浮植物

漂浮植物以水葫芦、浮萍、水芹菜等为主,这些植物生命力强,有很好的环境适应性,而且其根系发达,生长迅速,具有很强的繁殖能力在人工湿地系统中,水体中养分的去除主要依靠植物的吸收利用,因此,根系发达繁殖能力强的植物是人工湿地的首选目标。

2.2浮水植物

浮水植物以凤眼莲、菱角、荷花为主以及少量的细绿萍。此类型的植物耐淤能力极强,可以生长在土层深厚肥沃的地方。而且,这些植物具有发达的地下块根或块茎,其根茎的形成对磷元素的需求较多,因此选择这些植物可以提高湿地系统对磷元素的去除效果。

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2.3沉水植物

常见的沉水植物有芦苇、皇竹草、水莎草等,这类型植物适应能力较好,能够在无土的环境中生长,而且其根系发达,营养生长与生殖生长并存,对氮、磷、钾的需求量较大。而且,这类型植物的根系植入土中的深度较大,根系接触面广。如果将其栽在潜流人工湿地中,能够很好地发挥净化污水作用。

3人工湿地技术在污水处理中的应用

近年来随着人工湿地处理污水技术在世界各地受到普遍重视,再加上它的诸多优点和显著的生态环境效益,所以其应用也越来越广泛。

3.1点源污染

(1)对工业废水的处理

首先经过一个收集系统并做预处理,将废水中部分污染物质分解、沉淀,然后进入人工湿地,在经过一系列物理、化学、生物作用后,通过吸附、微生物作用、植物吸收去除悬浮物、有机物和重金属离子。由于工业废水污染严重,人工湿地对污水的处理效果目前还很难达到要求,所以对于人工湿地处理工业废水的应用还不广泛。

(2)对生活污水及人畜粪便的处理

这一类污染物主要含有的是氮磷营养物,所以一般是让污水流人多级人工湿地,利用漂浮植物大量吸收水体中的有机物和营养物,通过收割植物来达到去除的目的。另外可以结合沼气池发酵,沼气供生活所用,沼液沼渣可以加工成有机肥还田。

3.2非点源污染

与点源污染相比,非点源污染的时空范围更广,不确定性更大,处理过程更复杂。它具有发生随机性、形成广泛性、污染程度大等特点,所以治理起来难度更大。非点源污染主要有4种成分:泥沙、营养物质、有毒物质、病菌。

在我国非点源污染主要发生在经济相对落后的农村地区,农灌排水污染则是主要的面源污染问题。原因在于:农药化肥的大量且不科学的使用,土地耕作强度又大,引起土壤流失和氮磷营养物质的流失。这些污染物以面源形式进入河流、湖泊,使得湖泊富营养化和泥沙淤积,导致污染。农灌排水的特点是水量波动大、水质变化大,污水排出的同时也将氮磷污染物以及一些泥沙带入河日。考虑到经济条件所限,这些地区污水处理的指导思想就应该是使用廉价的工艺方法。如果在河滨带附近建造人工湿地将有效控制沟渠和水土流失引起的污染物输入量,将很好地解决面源污染。一些地区运用人工湿地来解决污染问题也收到了较好的效果。

3.3对中小城镇污水的处理

对于大城市的污水处理,一般情况下是通过排水管道先将污水集中起来再进行分类处理,而对于中小城镇,它们的市政建设不够健全,排水管网也不完善,所以污水的集中处理就显得不太现实,导致城镇污水很少处理而直接排放,这也是造成我国水环境污染的主要原因之一。根据中小城镇污水特点及经济等条件所限,选用人工湿地进行污水处理具有较大优势。这是因为:第一,人工湿地可以进行污水的单独处理、分散处理,这正适合中小城镇人口少、居住分散、污水多为生活污水的特点;第二,人工湿地建造成本低、运行费用少、处理效果好,使经济力量薄弱的中小城镇具备经济承受能力,避免了因为经济问题而使污水处理受限的情况;第三,人工湿地污水处理工艺简单易懂、便于操作、维护方便,正适合缺乏污水处理专业技术力量的中小城镇。

3.4人工湿地在工业废水处理中的应用

工业废水治理系统可以采用人工湿地技术,湿地植物种植的是香蒲,结果表明,利用香蒲植物人工湿地系统净化含铅、锌工业废水的效果非常好,其去除率分别为:Pb为90%,zn和Cd各为84%、对Cu、Fe、AI等重金属也有不同程度的去除效果,并且随着香蒲植物群落的发展,净化效果也在不断提高。

另外,在用香蒲、芦苇、灯心草等组成的人工湿地系统,对马鞍山铁矿的含酸性废水进行处理的初步实验中,发现该湿地系统对u、Fe、Mn、zn、Mg的去除能力均在56%~97%,且废水酸度明显降低。

4结语

总之,利用人工湿地技术进行污水处理,符合人类与水生生物谐调发展的客观要求,有利于促进良性生态环境的建设,有显著的社会、环境和经济效益。这种方式尤其适合在中小城市和乡村缺少具有一定操作管理和技术水平的人员的条件下使用,具有极其广阔的应用前景。

参考文献:

[1]文乐元,谢可军.人工湿地——新型污水处理技术[J].西南林学院学报.2002,22(2):76—79.

[2]肖锦城市污水处理及回用技术[M].北京:化学工业出版社.2002:257-260.

论文作者:钟晓文

论文发表刊物:《基层建设》2016年16期

论文发表时间:2016/11/2

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