潜流型人工湿地污水处理系统及其应用_宋志文

收稿日期!!#$#$%修回日期!!#$%$!#基金项目!山东省教育厅资助项目#&!’($山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目!!潜流型人工湿地污水处理系统及其应用宋志文#%郭本华#%韩潇源#%曹军&#$青岛建筑工程学院%山东青岛%%&’’$中国科学院沈阳应用生态研究所%辽宁沈阳##&&#%$摘要!潜流型人工湿地污水处理系统具有水力负荷和污染负荷大%对(!)%*!)%++%重金属等污染指标去除效果好等优点%是目前国际上较多研究和应用的一种人工湿地处理系统’介绍了潜流型人工湿地污水处理系统的特点(构成(运行效果和应用%指出了潜流型人工湿地系统的应用前景和研究方向’关键词!潜流型人工湿地污水处理人工湿地中图分类号!)%#$#文献标识码!(文章编号!#&&,-.//#!#)*-&&&/-&.采用人工湿地#+,-./012/3453/67-4.%+5.)系统处理污水是!世纪%年代发展起来的一种污水处理技术’由于具有净化效果好(工艺设备简单(运转维护管理方便(能耗低(对负荷变化适应性强(工程基建和运行费用低(可实现废水的资源化等特点%正越来越多地得到人们的关注*8-!+’我国在,七五-期间开展人工湿地的研究%分别在北京昌平(深圳白泥坑(天津等地建成不同处理规模的人工湿地处理工程%这些处理系统大多为自由表面流人工湿地%对于潜流型人工湿地的研究相对较少%并且大多为理论探讨或实验研究*#-*+’本文在论述潜流型人工湿地的类型(特点(构成及应用的基础上%指出潜流型人工湿地系统的应用前景和研究方向’!潜流型人工湿地处理系统类型及其特点根据污水在人工湿地中的流动方式可以把人工湿地划分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地’自由表面流人工湿地和自然湿地相类似%废水从湿地表面流过’这种类型的人工湿地具有投资少(操作简单(运行费用低等优点’缺点是占地面积大%水力负荷低%去污能力有限%受气候影响较大%夏季会孳生蚊蝇(散发臭味’潜流型湿地系统中%污水在湿地床的表面下流动%利用填料表面生长的生物膜(植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水’国外所建成的人工湿地中%潜流型人工湿地占相当大的比例’如在新西兰使用的大约9个人工湿地系统中%表面流湿地占:(;%潜流型人工湿地占##;%混合型人工湿地占8:;*%+’在美国(欧洲(澳大利亚和南非等地已建成的和正在建设的人工湿地处理系统中%大部分是潜流型湿地*9-<+’根据污水在湿地中流动的方向不同可将潜流型湿地系统分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地!种类型’不同类型的湿地对污染物的去除效果不同%具有各自的优缺点*8+’!水平潜流湿地系统’水平潜流人工湿地因污水从一端水平流过填料床而得名’它由一个或几个填料床组成%床体充填基质’与自由表面流人工湿地相比%水平潜流人工湿地的水力负荷和污染负荷大%对=>?%+>?%@@%重金属等污染指标的去除效果好%且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象%是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统’它的缺点是控制相对复杂%脱氮(除磷的效果不如垂直流人工湿地’垂直潜流湿地系统’在垂直潜流人工湿地中污水从湿地表面纵向流向填料床的底部%床体处于不饱和状态%氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统%该系统的硝化能力高于水平潜流湿地%可用于处理氨氮含量较高的污水’其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系统%落干A淹水时间较长%控制相对复杂’潜流型人工湿地的构成潜流型人工湿地主要由#部分组成!基质(植物和布水系统’目前人工湿地系统可用的基质!#$%&$BC?D@EFBG’5GEHFI5G@EH5GEHFJ,6K#:C,K%!#$#./.!#$%&$!#$%&’!()*(&+’,*(%&+*(&+’-./012.3!45516#’#(%&(!#$%&’!()*(&+’7*(%&+*(&+’-./312.3!45516$主要有土壤!碎石!砾石!煤块!细沙!粗砂!煤渣!多孔介质)+8(#!硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物$基质一方面为植物和微生物生长提供介质%另一方面通过沉积&过滤和吸附等作用直接去除污染物$潜流型人工湿地中使用的植物主要有香蒲&芦苇&灯心草等%这些植物可增加湿地基质的透水性%此外还能与周围环境的原生动物&微生物等形成各种小环境%将氧气传输至根区%形成特殊的根际微生态环境%这一微生态环境具有很强的净化废水的能力$在美国%大约259的潜流型湿地只种植香蒲一种植物%欧洲国家则多数种植芦苇%也有一些系统种植了多种组合植物$布水系统主要是将进水按一定方式均匀地分布在处理系统中%并且保证不发生短流和堵塞%在潜流型人工湿地处理系统中多采用穿孔管布水系统$!潜流型人工湿地的净化效果!#对有机物的去除潜流型人工湿地的显著特点之一就是其对有机污染物有较强的降解能力$污水中的不溶有机物通过湿地的沉积