人工湿地处理小城镇污水在海南的发展前景_周祖光

中国环境科学学会学术年会论文集(2011)人工湿地处理小城镇污水在海南的发展前景周祖光(海南省环境科学研究院海南海口570206摘要人工湿地污水处理系统由预处理单元和湿地单元组成,对废水的处理是综合了物理、化学和生物的三种作用。通过合理设计人工湿地,可将有机污染物、营养盐、悬浮物、原生动物、金属离子和其他物质处理达到二级甚至更高级水平。海南省文昌市文教镇采用复合垂直流人工湿地污水处理中,费用不到0.1刃t,主要污染物去除率分别为:COD去除率81.6%、BOD去除率85.5%、NH3一N去除率65.8%、sS去除率98.8%、PT去除率90.1%,出水水质达一级污水排放标准。人工湿地处理小城镇污水在海南省具有很高的实用价值和广阔的发展前景。关键词人工湿地小城镇污水处理前景一、前.曰人工湿地是在自然条件下不存在湿地的地方,通过人为手段建立起来的具有湿地性质和特殊用途的场所。人工湿地污水处理是充分利用湿地系统净化污水能力的特点,利用生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附、沉淀、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。人工湿地污水处理技术的研究始于20世纪60年代初的德国,70年代末期逐渐发展成为一种独特污水处理技术,并于80一90年代在欧洲、美国、加拿大、日本等发达国家得到广泛应用2[]。我国进行湿地污水处理系统研究较晚,首例研究工作在1987年;90年代在深圳建了白泥坑人工湿地示范工程,是处理中、小城镇污水的切实可行途径;20世纪末建成的成都活水公园,实现了污水资源化利用、整治堤岸、净化水体及恢复水域良性生态环境的多重目的l3],现在利用人工湿地进行污水处理的事例正不断普及。海南省小城镇污水主要有生活污水、畜禽养殖污水(二级)、加工业污水(二级)、农田径流污水。目前,海南省正不断推行人工湿地处理小城镇污水技术,以确保海南国际旅游岛的健康发展。二、研究区域概况(一)自然简况海南岛是中国唯一的热带海岛,地处东经108037,一211“03’,北纬18010`~20010`,总面积约.3l4xlo4枷2,多年平均降雨量为1758~,年降雨量时空差异大,东部迎风区的琼海、万宁、琼中、屯昌等地年降雨量在2(X刃一24O0mm;西部背风面的东方市、莺歌海等地年降雨量仅1〕服)一1200Illrn;多雨季为5一10月,降雨量占全年的75%~86%。日照时数年平均为1750一275h0,西部东方市年平均日照时数最高,达275h0,中部山区琼中最少,为175h0。年平均气温中部低周围高,除中部山区为22一23℃外,其余地区均高于23℃,西南部高于24℃,南部略高于25℃。(二)行政区简况209年海南省总人口879.56万人,其中城镇人口34.001万人,农业人口539.31万人;海南岛有18个市县204个乡镇。目前,海南省小城镇污水除一些加工企业进行有机废水好氧、厌氧处理外,生活污水等多数都未经过处理直接排放。第二章环境科技研究进展及应用(三)人工湿地的类型按照工程设计和水体流态的差异,人工湿地污水处理系统可以分为表面流湿地(SurfaeFlowW七tlands)、水平潜流湿地(HoirzontalSubsurfaceRowW七tlands)和垂直流湿地(Vertieal1F0wW七tlands)3种主要类型。3种类型在运行、控制等方面的诸多特征存在着一定的差异(见表l)吵5]。表面流人工湿地不需要沙砾等物质作填料,造价较低,但水力负荷较低;水平潜流湿地的保湿性较好,对BOD、COD有机物和重金属等去除效果好,受季节影响;垂直流湿地综合了前两者的特点,但其建造要求较高,至今尚未广泛使用。表,3种人工湿地处理污水系统类型比较特征表面流湿地(SFW)水平潜流湿地(HSSFW)垂直流湿地(VP胃)水体流动表面漫流基质下水平流动表面向基质底部纵向流动水力负荷较低较高较高系统控制简单、受季节影响大相对复杂相对复杂环境状况夏季有恶臭、滋生蚊蝇现象良好夏季有恶臭、滋生蚊蝇现象去污效果一般对BOD、COD等有机物和重金属对N、P去除效果好去除效果好三、人工湿地去污机理人工湿地对污水中的营养物质氮、磷和有机物有较强的植物吸收、微生物消解等净化能力。一般人工湿地包括5个要素:具备一定过水能力的基质层、有可在处于水饱和及厌氧状态的基质层中生长的植物、有无脊椎动物和脊椎动物、有好氧和厌氧微生物(包括细菌、真菌、藻类和原生动物等)、有可在基质层中或基质表面流动的水流。其中基质层(又称填料、滤料)由土壤、砂、石等组成,主要为植物和微生物提供良好的生长介质,同时也可沉淀、过滤、吸附部分污染物;植于填料层里的植物是湿地中重要的去污成分,不仅可通过自身消耗大量有机和无机污染物,还可以通过光合作用为附着生长于湿地填料中的微生物提供氧气等;微生物主