潜流人工湿地除氮机理的研究进展_王霞

潜流人工湿地除氮机理的研究进展Progressonthenitrogenremovalmechanisminsurfaceflowconstructedwetland王霞(扬州大学水利科学与工程学院,江苏扬州225009)摘要:介绍了湿地的概念及人工湿地的发展现状,阐述了人工湿地除氮的机理,提出了国内外提高污水中氮去除率的研究方法。提高人工湿地硝化能力,就可以提高湿地中氮去除率。调整湿地内部的结构,改善湿地内部的微环境,是提高人工湿地硝化能力的主要途径。关键词:潜流人工湿地;机理;脱氮Abstract:Theconceptandthepresentdevelopmentoftheconstructedwetlandwereintrodured.Themechanismofnitrogenremovalintheconstructedwetlandwasexplainedandtheresearchmethodsofincreasingnitrogenremovalrateinourcountryandabroadwerediscussed.Thenitrogenremovalratewouldbeincreasedthroughenhancingthenitrificationabilityinconstructedwetland.Themainwaystoenhancenitrificationabilityincon-structedwetlandweretheadjustmentofinternalstructureandmiprovementofinnermicroenvironment.Keywords:subsurfaceflowconstructedwetland;mechanism;denitrification中图分类号:X703.1文献标识码:B文章编号:1009-4032(2007)02-046-030引言目前,我国绝大部分的城市污水厂均采用传统的二级活性污泥法处理工艺,这种工艺不能从根本上解决水污染问题,只能延缓水污染的发展趋势,水体污染日益严重[1]。根据我国国情,实施污水处理无害化、资源化,处理和利用相结合,在各个建筑小区采用人工湿地的生态处理方法对污水进行分散处理,这样既处理了污水又美化了环境,增加了城市绿化覆盖面积,非常适合于管理水平不高、规模较小的城镇及小区的污水处理。表1为城市生活污水中的主要污染物。表1城市生活污水的典型成分mg/L项目高浓度中等浓度低浓度总固体BOD5CODCr总有机碳TOC总氮(以N计)总磷(以P计)氯化物碱度(以CaCO3计)油脂1200400100029085151002001507202205001604085010010035011025080204305050基金项目:江苏省教育厅高校科研基金资助项目(2KJB610004)由表1可知,城市生活污水中的BOD5/COD>0.5,TOC/BOD5<0.8,基本满足人工湿地技术的水质要求。1人工湿地及现状人工湿地是20世纪70年代蓬勃兴起的一种污水处理方式,其原理主要是利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的相互作用,通过一系列物理、化学以及生物的途径净化污水。自西德1974年首先建造人工湿地以来,该工艺已在欧洲得到推广应用,在美国和加拿大等国也得以迅速发展。目前欧洲已有数以百计的人工湿地投入废水处理运行。人工湿地具有十分强大的生态功能,包括生物多样性保护、水源净化及保护与供给、气候调节、野生资源开发以及生态环境科学研究等诸多方面[2]。人工湿地最大的优点是建设、运营费用低,一般湿地系统的投资和运行费用仅为传统二级水厂的1/10～1/2。目前,人工湿地废水处理工艺主要有两种形式,即表面流型和地下潜流型。在表面流型工艺中,废水在湿地的土壤表层流动,水位较浅,一般为0.1～0.6m。与地下潜流型工艺相比,其优点是投资少,缺点是负荷小,冬季北方地区表面会结冰,夏季会繁462007年4月电力环境保护第23卷第2期殖蚊虫、有臭味。潜流型人工湿地(SFCW)的水体在湿地床的表面下流动,这样就可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用,延长停留时间,提高处理效果和处理能力。又由于水流在地表下流动,保温性好,处理效果受气候影响小,且不易滋生蚊虫,因而被欧洲、澳大利亚和南非等国所广泛接受[3-5]。2潜流型人工湿地除氮机理2.1湿地内部氧的变化及传输特性潜流型人工湿地中的物质传递和转化因含氧差异而有所不同(氧来源于植物根毛的释放、来水及水面更新溶解氧)。湿地植物经光合作用产生的氧气,一部分通过组织和根毛输送并释放,在根毛周围形成一个好氧区域,而离根毛较远的区域呈缺氧状态,更远的区域则完全处于厌氧状态[6]