浅谈人工湿地组成及处理污水机理_孙健

工程科学ICONLEY黝薰浅谈人工湿地组成及处理污水机理孙(江西理工大学健吴彦军江西赣州342000)〔摘要]人工湿地系统处理污水有显著的优点:用有效,适合在我国推广应用。〔关键词〕人工湿地潜流型人工湿地反硝化中图分类号:X7文献标识码:A文章编号:氮磷去除能力强,投资低,处理效果好,操作简单,维护和运行费用低。以其为基础的生态技术费用低廉,实去除机理1671一7597(2008)1010110一01一、蔺,污水处理技术主要有普通活性污泥法、BA活性污泥法、氧化沟污泥法、间歇式活性污泥法(SBR工艺)、缺氧一好氧生物脱氮工艺(Al0/工艺)、厌氧一好氧生物除磷工艺(AZ0/工艺)、厌氧一缺氧一好氧生物脱氮除磷工艺(A20/工艺)等,这些处理方法和新技术对污水虽有一定的处理效果,但是存在着许多缺点和不足,因此,积极创造新技术、寻求防治水污染的新模式就显得日益紧迫,人工湿地正是顺应这一要求而发展起来的一种简便有效的生态工程污水处理技术。二、人工沮地的构成人工湿地一般都由以下的结构单元构成:底部的防渗层;由填料、土壤和植物根系组成的基质层;湿地植物的落叶及微生物尸体等组成的腐质层;水体层和湿地植物(主要是根生挺水植物)。三、人工沮地的类重根据污水在湿地中水面位置的不同,可以分为两类:自由水面人工湿地和潜流型人工湿地。(一)自由水面人工湿地自由水面人工湿地的水面位于湿地基质层以上,其水深一般为。.3~0.nSI,这种人工湿地处理技术起源于天然湿地对废水的处理,其水文体系、构造与天然湿地最为相似,是早期的人工湿地形式。采用最多的水流形式为地表径流(surfaeeflo,,SF)。(二)潜流型人工湿地潜流型人工湿地的水面位于基质层以下。这种湿地系统是目前广泛研究及应用的湿地处理系统,主要形式为采用各种填料的芦苇床系统。芦苇床处理技术是1973年首先由德国Kesse大学的Kickuth教授研究开发的,目前己成功地应用于处理城市污水(一级、二级和三级处理)、食品加工废水、制浆造纸废水、化工废水和垃圾渗滤液。根据湿地中水流动的状态可将其分为水平流潜流式湿地、竖向流潜流式湿地和复合流潜流式湿地。四、人工沮地去除污染物的机理(一)悬浮物s的去除在SSF型湿地中,平整的基质层底面及其适宜的水力坡度,使进入湿地的污水不发生地表漫流,而使污水全部流经基质层,这对提高悬浮物的去除效率至关重要。在FwS型湿地中,水流沿地表面均匀和缓慢的流动使悬浮物沉降,也是其去除机理之一;湿地中的物理、化学和生物吸附作用都能够去除细小的悬浮物。(二)有机物的去除人工湿地对有机物的去除效果是显著的。不溶性有机物可通过沉降、植物拦截、土壤过滤很快被去除,截留下来的不溶性有机物被微生物加以利用;可溶性有机物则可通过介质和植物的吸收以及微生物的代谢过程被去除。研究表明:在进水浓度较低情况下,人工湿地对BODS的去除率可达85%一95%,对COD去除率可大于80%,城市污水通过湿地处理后,出水BoDS在lomg/L左右。(三)氮的去除污水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝态氮和硝态氮四种形态存在,在生活污水中主要含有机氮和氨氮。湿地系统中氮的去除包含了挥发、氨化、硝化、反硝化、植物吸收、湿地基质吸附等作用。污水中的氮的去除主要机理还是湿地系统的硝化、反硝化作用。在有氧条件下,肠+经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为亚硝酸盐和硝酸盐,称为硝化作用。在无氧的条件下,硝酸盐被兼性厌氧的硝酸盐还原菌还原为氮气,成为反硝化作用。(四)磷的去除湿地中磷的存在形式有三种:有机磷化合物、不溶性磷酸盐和可溶性磷酸盐。有机磷化合物主要存在于微生物和植物体内,不溶性磷酸盐是磷的主要存在形式,可溶性磷酸盐是唯一能够被微生物和植物利用的形式。人工湿地对磷的去除是比竺物吸收、微生物去除及物理化学作用而完成的。(五)难降解有机化合物的去除土壤是一个巨大的微生物资源库,它所能分解的有机化合物的数量远远大于单一的污水处理构筑物;湿地中也存在种类繁多、数量巨大的微生物群落和多种沼生植物群落,通过它们的共同作用,能够降解复杂有机化合物。(六)金属离子的去除金属离子的去除机理主要有:植物的吸收和生物富集作用,土壤胶体颗粒的吸附(离子交换),52一形成硫化物沉淀。湿地土壤的化学特性使它有很强吸附和鳌合金属离子的能力。52一是来自蛋白质厌氧分解和硫酸盐还原的产物,前者是由含硫有机物的矿化作用,后者可分为同化硫酸盐还原反应和异化硫酸盐还原反应。同化硫酸盐还原反应是微生物吸收同化硫酸盐为琉基(一S)H,然后将其分解成H25的过程,这一作用对任何微生物都适用。异化硫酸盐还原反应的专一性很强,只有硫酸盐还原菌才能进行,它是在厌氧条件下,有机物作为供氢体,5042一作为电子受体,5042一被还原成HZS的过程。上述所形成的52一和金属离子形成硫化