人工湿地在新西兰的应用

第13卷第3期江苏环境科技2000年9月人工湿地在新西兰的应用吴亚英Ξ(无锡市环境科学研究所无锡214023)TheApplicationofArtificialWet-landinNewZealandWuYaying人工湿地作为二级或三级废水处理技术在新西兰已被广泛采用。有些小规模的人工湿地已使用了近30年。在新西兰的镇或小城市产生的污水用人工湿地系统进行深度处理已成为一种时尚。为了更好地发挥人工湿地在污水处理方面的作用,新西兰皇家科学院水和大气研究所对新西兰人工湿地进行了广泛的调查研究。结果表明,自20世纪90年代以来,人工湿地的使用趋于增长,目前新西兰大约有80个人工湿地系统在使用。1人工湿地仅作为生活污水和工业废水处理之用人工湿地主要可分为二大类:一种是地面流动,废水流过一个种植挺水植物如灯心草、芦苇、蓑衣草的浅水池塘;另一种设计成地下流动或“砂床”,在湿地上铺上砂砾或其它类似的物质,然后再种上植物。在调查的80个人工湿地中,65个作为生活污水处理系统,5个为生活污水与其它污水的处理系统,4个为肉类加工废水处理系统,6个为其它各类废水的处理系统。调查中不包括洪水泛滥和奶牛场废水处理的人工湿地。2设计人工湿地技术在新西兰已具有很多的实际经验,因此在设计方面得到了很大的发展。设计时应考虑到不同地区的特点、处理要求以及野生生物的习性等因素。地面流动人工湿地较便宜,因为不需要用砂砾做介质。地下流动人工湿地处理效率较高,占地面积较小,由于废水在地下流动,因此人或野生生物接触废水以及寄生虫传染的可能性较小,事实上,地下人工湿地产生恶臭的可能性也较小。目前,较多采用的是地面或地下流动人工湿地的混合使用。地面流动人工湿地可能由于造价便宜的原因占的比例比较大(见图1)。湿地面积平均为2.2hm2,流量为3384t/d。地下流动湿地占33%,占地面积较小,平均为0.4hm2,流量为856t/d,但其负荷率比地面流动湿地高(分别为0.21t/m3、0.15t/m3)。图1新西兰湿地类型统计大约有14%的人工湿地为地面和地下流动混合型湿地。这类湿地平均面积仅为0.1hm2,流量为134t/d(负荷率为0.13t/m3)。调查中还发现第四种类型,称为“加强型”天然湿地,占8%,这种类型占地较大(平均为3.5hm2),流量相对来说也较小(242t/d,负荷率为0.007t/m3)。这类天然湿地经过修饰在某种程度上加强了废水处理的能力。这种修饰包括改变流向,使得废水在湿地中停留的时间增加。在有些情况下,这种加强还包括种植植物,增加生物多样性,以及恢复被破坏的湿地。由于废水经常流过,天然湿地中的营养物质(特别是在营养物质含量较低的情况下)经常会引起植物和动物种群的变化,因此降低了生物习性和原有的价值。在新西兰,由于灌溉已破坏了许多的湿地,保护现有湿地显得尤—23—Ξ吴亚英,女,1966年6月出生,高级工程师,已发表论文数篇。第13卷第3期吴亚英/人工湿地在新西兰的应用2000年9月为重要。同时,还应该避免使用处理能力较弱的湿地来进行废水的深度处理。在湿地处理之前最常见的预处理系统是化粪池和氧化塘,有些湿地是在活性污泥、过滤及紫外消毒之后作为一种废水的深度处理方法。小的地下流动湿地占地仅为60m2,处理20人的污水,最大的湿地占地20hm2,每天处理44000人产生的17000m3污水。人们对人工湿地的处理效率和期望存在着很大的差异。地方管理局制订了满足人工湿地的排放水的指标要求,见表1。表1满足人工湿地的排放标准mg/L参数平均值范围湿地数(个)BOD2410～5024总悬浮物2810～5023总氮1810～2510氨氮101～208硝氮3.52～52总无机氮1510～202总磷9.58～104溶解性磷5.55～62溶解氧4.21～610大肠菌群(个/L)680014～8000024pH6.5～93大部分人工湿地只需要满足表1中的2～3个指标。对某些特定区域还需增加以下几个指标:水温、剀氏氮、溶解性氮、透明度、色度、重金属、矿物油、动植物油等。若把人工湿地的功能特性划分为1～5级(1级为未达标,3级为达标,5级为远低于标准值),地方管理局公布的平均级别为3级。这就是说,人工湿地通常能满足要求(见图2)。有些情况下,由于人们对人工湿地处理的期望值提高了,相应地人工湿地处理能力就不达标准了。图2人工湿地达标率3存在问题由于湿地管理不善,植物种植稀少,杂草丛生,影响了湿地功能的发挥。由于湿地分布系统设计不善,维护不够,导致水流阻塞。比如,上段废水处理系统处理后的污泥流进湿地,给湿地增加了BOD和其它营养物质的负荷,从长远来说,削弱了湿地处理的能力。污泥的去除对砂床型湿地尤其重要。对小区域来说,废水经过化粪池、氧化塘处理后,湿地处理作为一种深度处理方法非常有