人工湿地系统处理污水新模式的探讨_郑雅杰

第3卷第6期1995年12月环境科学进展ADVANCESINENVIRONMENTALSCIENCE洲·」少七C。3.No.6,1995人工湿地系统处理污水新模式的探讨郑雅杰(电力工业部中南勘测设计研究院水保处,长沙410014)摘要本文简述了污水处理方法的概况,全面论述了人工湿地系统这一处理污水新模式的发展、工艺、基本原理。提出了设计的一般过程,结合实例说明了该系统投资省、运行费用低以及良好效果。通过总结该系统的一般特征,展示了该系统在处理污水方面具有广泛的应用前景。关镇词:人工湿地污水处理设计过程效益分析前言随着我国国民经济的高速发展和我国人中的不断增长,工业污水和生活污水的排放量逐年增加。我国大部分污水未经处理直接排入水体,其污水中污染物超过水体环境自净容量引起水环境状况日益恶化,甚至产生水体严重污染。在我国监测的78条河中.有70%受到废水的严重污染仁`、’刁。若不尽快控制与治理,将危及人们身体健康,势必阻滞国民经济的发展,甚至威胁人类生存。但是我国现在经济实力并不雄厚,国家难以大量投资治理水污染。在考虑引进外资和联合投资的同时,我们应积极创新技术、寻求防治水污染的新模式。一、人工湿地系统处理污水新模式根据污水的性质和处理目的可将污水处理分为特种处理和一般处理。污水的一般处理根据其处理工艺又分为二级机械处理(活污泥法)和土地处理(稳定塘,地表漫流和湿地处理)。二级机械处理是处理污水成熟的方法。它于1914年在英国曼彻斯特市建厂运行以来,已有80多年的历史。但是,其投资大、运行费高而制约了在我国的发展。稳定塘处理污水起源于本世纪初。目前世界上有40多个国家在污水处理中使用了稳定塘〔“二。50年代末,我国开始氧化塘实验研究,80年代列为“七五”科技重点攻关课题。稳定塘投资省、运行费低,但出水水质不稳定,不过仍是处理污水的较好“代用”技术。刘建军、雏文生进行了人工生态系统工程及磁化技术处理和利用污水的研究’`。利用稳定塘进行污水磁化强化措施,在池中放养鱼类和水生植物形成污水处理的水环境生态系统模式。该模式即能有效地处理污染水,又能获得一定的经济效益,但其处理规模受到了一定的限制。“人工湿地”是人为创造的一个适宜于水生植物或湿生植物生长的.用于处理污水的郑雅杰:人工湿地系统处理污水新模式的探讨3卷一种工艺〔`〕。人工湿地的基质通常是碎石,植物生长于人工碎石床介质中。第一个完整的人工湿地的试验始于1974年,是在西德的Othfrensen进行的{`、5二。运行结果相当理想,当时用于27Q0人的生活污水的处理,现已用于10000人。我国对人工湿地研究起步很晚,于1990年7月才在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程一白泥坑人工湿地污水处理系统L`』。人工湿地系统实际上是将沉砂池和沉淀池、稳定塘、人工湿地有机结合处理污水的新模式。二、人工湿地系统处理污水的基本原理人工湿地处理污水系统包括前处理和人工湿地两个部分。前处理部分一般包括化粪池、格棚、沉砂池、沉淀池、厌养塘、兼性塘等。人工湿地则由许多长满植物的碎石床并联和串联组成,根据水流形态人工湿地又分表面流式和潜流式。根据特定的污染物去除要求,上述前处理和人工湿地单元有许多不同的组合形式,以达到最佳效果。人工湿地系统一般工艺流程如下:亘弓一区可一匣亘回一—}天工湿地{沉淀池兼性塘厌氧塘根据以上工艺简述人工湿地系统处理污水的一般原理。1.沉淀原理通过格栅截阻块浮渣以及沉砂池除去砂粒后,污水进入初沉池,固体物质发生自由沉淀和絮凝沉淀作用。这种简单工艺可有效地去除55和BODS。这非常有利于后续处理单元的负荷、稳定水质、去除寄生虫卵和减少人工湿地淤塞。在不设置厌氧塘的人工湿地系统中沉淀池几乎是不可缺少的工艺。.2穆定塘净化污水原理人工湿地系统所使用的稳定塘主要是厌氧塘和兼性塘。污水进入稳定塘后被稀释,使有毒、有害物质的浓度降低,这有利于生物净化作用的正常进行。稳定塘中将进一步发生自由沉淀和絮凝沉淀作用使其污水净化。稳定塘净化污水的关键性作用是好氧微生物和厌氧微生物的代谢作用。在厌氧塘中和兼性塘底部,由于厌氧微生物的作用,发生厌氧发酵使有机污染物得以分解,从而净化污水。厌氧发酵阶段将产生CO:、CH;、HZS等气体和污泥。在厌氧塘生成的污泥量一般为40一50升/人·年`’、’、旧习,因此厌氧塘起到了很好的处理作用,而且厌氧塘中污染物BOD。去除率可达40%一60%口」。在兼性塘上层和好氧塘中,好氧的或兼性的异养型微生物在好氧条件下进行分解代谢和合成代谢。分解代谢是细菌将有机物分解成无机物HZO、COZ、N比等;合成代谢是细菌将有机物利用合成其新的有机体,表现为细菌的繁殖增长;细菌细胞体也不断地进行内源呼吸即自身氧化过程最终产生CO:、HZO、等无机物和其残渣。污水中绝大部分有机物都可以由于好