人工湿地污水处理技术

人工湿地人工湿地污水处理技术污水处理技术人工湿地人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。人工湿地污水处理系统所针对的污染物（环境影响主力因子）主要为氮、磷、悬浮物（SS）、有机物（BOD、COD）、重金属等。悬浮物的去除：悬浮物（SS）的去除主要通过基质的过滤、污泥沉淀及根系附着来完成。为防止在进水口附近发生堵塞，进水前应设置预处理以降低总固体浓度，一般设置沉淀池即可。有机物的去除：微生物在具有巨大比表面积的土壤颗粒表面形成一层生物膜，当污水流经土壤颗粒表面时，不溶性的有机物通过基质的沉淀、过滤和吸附作用被截留，然后被微小生物利用；可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的代谢过程而被分解去除。氮、磷的去除：污水中的氮包括无机氮和有机氮。无机氮包括氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐；有机氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。其去除途径包括基质的吸附、过滤、沉淀、挥发、植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。污水中的磷包括有机磷和无机磷。其去除途径主要包括微生物同化、基质吸附、植物吸收及污泥沉淀。工程实际及理论研究均表明，污水中磷的去除是以基质吸附及污泥沉淀为主。重金属的去除：金属离子去除机理主要有：植物的吸收和富集作用、土壤胶体颗粒的吸附、悬浮颗粒的过滤和沉淀，人工湿地对污水中重金属去除是通过植物、微生物、土壤基质等组成成分共同起作用的。流程：流程：1、当工程接纳城镇生活污水及与生活污水性质相近的其它污水时，基本工艺流程为当工程接纳城镇生活污水及与生活污水性质相近的其它污水时，基本工艺流程为:2、当工程接纳城镇污水处理厂出水时，基本工艺流程为当工程接纳城镇污水处理厂出水时，基本工艺流程为:污水中的大部分有机物最终被异养微生物转化为微生物体、污水中的大部分有机物最终被异养微生物转化为微生物体、CO2、甲烷和水、无机氮、无、甲烷和水、无机氮、无机磷机磷。负荷计算：负荷计算：人工湿地的表面积设计应考虑最大污染负荷和水力负荷，可按CODcr表面负荷、水力负荷、TN表面负荷、NH4+-N表面负荷、TP表面负荷进行计算，应取设计计算结果中的最大值，并校核水力停留时间是否满足设计要求。进水进水水质水质：宜控制COD≤200mg/L，SS≤80mg/L。工艺形式：工艺形式：自由表面流、水平潜流、垂直潜流。其中自由表面流人工湿地由于占地面积较大及存在一定的环境卫生问题，在实际污水处理工程中应用较少。1、水平潜流人工湿地：目前国际上采用较多的是水平潜流人工湿地。目前国际上采用较多的是水平潜流人工湿地。水面在人工湿地填料表面以下，水流从池体进水端沿填料孔隙水平流向出水端的人工湿地。为地下水流湿地。废水通过布水管道以水平渗透或垂直渗透形式通过填料，在水床最低位运行，床体表面种植处理性能好、成活率高的水生植物(芦苇)，净化后的水体经集水管道收集排放。床底铺防渗膜，可防止污染地下水。BOD、COD等有机物和重金属的去除率高，受气候影响小，夏季无臭味、无蚊虫滋生，在寒冷地区也可以正常运行。图1、水平潜流人工湿地结构简图（a）平面图（b）剖面图2、垂直流人工湿地污水从人工湿地表面垂直流过填料层的人工湿地，分单向垂直流型人工湿地和复合垂直流型人工湿地两种。单向垂直流型人工湿地一般采用间歇进水运行方式，复合垂直流型人工湿地一般采用连续进水运行方式。污水从湿地表面纵向流向填料床底部，床体处于不饱和状态。O2可通过大气扩散和植物传输进入湿地系统。该系统硝化能力较高，可用于处理氨氮含量较高的污水，但其处理有机物能力欠佳，控制复杂，夏季易滋生蚊蝇，建造要求高，故使用较少。图2、垂直流人工湿地结构简图（a）平面图（b）剖面图3、表面流人工湿地为自由水面湿地。废水在湿地中形成一层地表流，以较慢的流速水平流动，与自然湿地极为相似。污水直接暴露在大气中，易导致污水中的细菌等污染物散播到大气中而造成二次污染，同时负荷小，处理效果差，运行受气候影响较大，在寒冷地区污水易结冰而影响处理效果，故一般不采用。用于污水二级处理和深度处理时主要设计参数如下表：人工湿地二级处理主要设计参数设计参数单位垂直流水平潜流COD表面负荷NCODg/m2·d≤20≤16水力负荷NqL/m2·d≤80≤40TN表面负荷NTNg/m2·d2.5-72.5-8NH4+-N表面负荷NNHg/m2·d2.5-82-5TP表面负荷NTPg/m2·d0.3-0.50.3-0.5停留时间Td≥2≥3池底坡度i%≥0.5≥0.5填料深度hmm800~1400700-1000人工湿地深度处理主要设计参数设计参数单位垂直流水平潜流COD表面负荷NCODg/m2