人工湿地在污水处理中的应用初探_王建军

综述与专论人工湿地在污水处理中的应用初探王建军(抚顺市环保研究所抚顺113006)摘要介绍了人工湿地的概念及其对废水中污染物的去除机理,阐述了湿地植物的作用及如何对人工湿地进行维护与管理,举例说明了人工湿地在国内的应用及其发展前景。关键词:人工湿地污水处理生态系统AbstractTheconceptofartificialwetlandandmechanismofremovingpollutantinwastewaterwerediscussed,throughgivingexamplethefunctionofwetlandplantsandmaintenanceandmanagementofwerewetlandexpounded,andit'sapplicationanddevelopmentprospectwerealsoil-lustrated.Keyword:artificialwetlandwastewatertreatmentwetlandplants1前言人工湿地就是利用自然湿地生态系统中物理、化学、生物的协同作用,通过人工设计建造的一种新型污水处理工艺。人工湿地系统于20世纪70年代提出,在20世纪80年代得到迅速发展。80年代末和90年代初,在美国和英国相继召开了人工湿地研讨会,提出了人工湿地的有关机理和一些可供参考的设计规范和数据,这标志着人工湿地系统作为一种独具特色的污水处理技术方式进入了环境科学技术领域。我国在湿地处理废水方面起步较晚,由于气候条件的差异,南方要好于北方。2003年沈阳市环科院成功的在沈阳满堂河上营建了6.3hm2的地下潜流式人工湿地;抚顺市环保局也将于2004年10月底前在抚顺浑河支流海新河上建成7hm2的人工湿地污水处理系统。2人工湿地概述2.1人工湿地的概念人工湿地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。2.2人工湿地的构造绝大多数自然和人工湿地由五部分组成:(1)多种透水性的基质,如土壤、砂、砾石;(2)适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物,如芦苇等;(3)水体(在基质表面上或下流动的水);(4)无脊椎或脊椎动物;(5)好氧或厌氧微生物种群。2.3人工湿地的特点①造价和运行费用便宜;②易于维护,技术含量低;③可进行有效可靠的废水处理;④可缓冲对水力和污染负荷的冲击;⑤可产生效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动植物栖息、娱乐和教育等方面。不足之处:①占地面积大;②不精确的设计运行参数;③生物和水力复杂性及对重要工艺动力学理论的缺乏;④易受病虫害影响等。2.4人工湿地的基本形式垂直流人工湿地。在湿地底部作防渗处理,以最大限度减小对地下水的污染,然后铺放填料,在填料上种植湿地植物,污水经过湿地时以垂直流通过整个系统得到处理。潜流式人工湿地。由水生植物、微生物、各种栖息动物以及处于饱和状态的填料层与床底防渗层组成。污水在湿地床的表面下流动。自由水面人工湿地。近似于天然湿地,作简单防渗处理,通过培植湿地植物来构造湿地生态系统,污水自然通过湿地,出水进入水体。3人工湿地处理污水的机理人工基质、水生植物和微生物是人工湿地的主—1—人工湿地在污水处理中的应用初探王建军要组成部分。人工基质为微生物的生长提供稳定的依附表面,为水生植物提供滋生载体和营养物质,并通过一些物理和化学途径净化污水;水生植物除直接吸收利用污水中的营养物质,吸附、富集一些有毒有害物质外,还输送氧气到根区,起维持水力传输的作用;微生物的代谢作用是污水中有机污染物降解的主要机理。因湿地植物根系对氧传递释放,湿地床层及其周围的微环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态,这有利于硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用,达到除氮、磷的效果,最后通过湿地基质的定期更换或植物收割使污染物质最终从系统中去除。4人工湿地植物的作用4.1湿地植物的分类人工湿地根据湿地中的主要植物形式可分为:①浮水植物系统,②挺水植物系统,③沉水植物系统。4.2湿地植物的作用在人工湿地净化污水过程中,植物作用可以归纳为三个方面。①直接吸收利用污水中可利用态的营养物质,吸附和富集重金属和一些有毒有害物质;②为根区好氧微生物输送氧气;③增强和维持介质的水力传输。5人工湿地的维护与管理人工湿地的维护包括三个主要方面:湿地植物的重新种植、去除杂草和挖掘沉积物。当水生植物不适应生活环境时,需调整植物的种类,并重新种植。植物的调整需要变换水位。如果水位低于理想高度,可调整出水装置。杂草的过度生长带来了许多问题。在春天,杂草比湿地植物生长得早,遮住了阳光,阻碍了植株幼苗的生长。杂草的去除将会增强湿地的净化功能。实践证明,当植物经过三个生长季节,就