人工湿地污水处理技术

人工湿地污水处理技术李强|詹鵬2胡卓1(1.湖南省长沙梅溪湖实业有限公司湖南长沙410205;2.湖南省中南林业科技大学湖南长沙 410004)摘要结合笔者的工程研究经验,叙述了人工湿地污水处理技术的定义、形式、组成、原理。人工湿地作为一个特殊的湿地系统,是正在不断得到研究应用和发展的污水处理实用新技术,具有投资低,出水水质好，抗冲击力强,增加绿地面积，改善和美化生态环境,操作简单,维护和运行费用低廉等优点。这项技术适合我国国情,尤其适合广大农村、中小城市的污水处理,具有极广阔的应用前景。关键词人工湿地;污水处理;湿地组合;去 除机理中图分类号:X703文献标识码:B1人工湿地定义微生物指植物根系周围的区系微生物、基会 被填料及其表层所形成的生物膜吸附并质表面生物膜及周边的微生物，同时还有附着,截留于人工湿地的填料中。人工湿地与天然湿地是两个不同的概原生动物、次生动物及浮游动物等。基质系污水中的磷主要是以有机磷和无机磷念，实际工作中,常有混淆。根据《人工湿地指人工湿地池床中填充的沙砾、碎石或土两种形式存在，其去除途径主要为微生物污水处理工程技术规范》(HJ 2005-2010)壤,主要起支撑高等植物生长,基质表面附同化填料吸附植物吸收及污泥沉淀几种文件的定义,人工湿地系指“人工筑成水池着微生物形成生物膜的作用。形式。理论研究及工程实践均表明,磷的去或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，充填- -实际运行中，人工湿地系统的污水净除是以填料吸附及污泥沉淀为主D定深度的基质层,种植水生植物,利用基化功能并不仅仅是基质植物、微生物各自3.2悬浮物的去除质、植物、微生物的物理.化学、生物三重净化功能简单加合的结果。作为一个人工悬浮物的去除主要通过填料的过滤、协同作用使污水得到净化”的一种工程生态系统,人工湿地发挥出“1+1+1>3"的系污泥沉淀及根系附着来完成。高水力负荷构造体"。天然湿地系指有高等植物的水环统效应,达到高效持续的污水净化效果。人工湿地污水处理系统中的藻类物质及ss境,包括沼泽、浅水湖泊、自然河道、水域湖的去除率可以达到99%以上四。滨带、农田滨水公园等。3人工湿地污染物去除机理3.3有机污染的去除人工湿地系统中，不溶性有机物主要2人工湿地的形式和组成人工湿地污水处理是物理、化学和生通过沉淀过滤作用而被截留;可溶性有机物处理相结合的过程。其物理处理过程主物则通过系统填料及植物根系表层所衍生2.1人工湿地形式要是过滤和吸附，化学处理过程主要是氧的生物膜吸收、吸附及降解过程而去除。其按照污水流动方式，将人工湿地分为化分解，生物处理过程主要是吸收利用和降解的过程由 多种微生物通过好氧和厌氧表面流人工湿地和潜流人工湿地。潜流型分解。人工湿地污水处理系统所针对的污代谢来完成叫。人工湿地有水平流(Horizonal flow )和垂直染物主要为氮、磷、悬浮物(SS).有机物.3.4重金属的去除流( Vertical flow )两种形式”。按照人工湿地(BOD. .COD)、重金属及病原体。人工湿地对重金属的去除主要集中在工程工艺组合方式，可分为表面流人工湿3.1氮磷的去除植物对重金属的去除作用上，包括植物的地、水平潜流人工湿地.垂直潜流人工湿地人工湿地内氮的去除主要依靠氨化、稳定、生物富集和摄取吸附。另外还可以通以及复合型人工湿地明。不同工艺类型都硝化1反硝化、植物吸收和填料吸附几种过植物挥发、甲基化等作用达到目的。湿地有其所针对处理的特定污染物，单一工艺方式问。填料对重金属的固着和吸附也是去除重金形态的人工湿地往往不能完全满足污水处在氨化菌的作用下，有机氮化合物分属的一个重要途径啊。理的要求，因此复合型人工湿地是人工湿解转化为氨态氮,此过程为氨化作用。好氧地建设的常态化工艺组合。条件下，硝化细菌将铵离子(NH;)转化为4人工湿地系统的组合与运行2.2人工湿地组成硝酸盐氮(NO:)和亚硝酸盐氮(NO;),此过人工湿地污水处理系统是- - 套复杂程为硝化作用。厌氧的条件下,反硝化菌将中国煤化工处理系统一般的、完善的生物净化处理系统,其组成要件硝酸盐氮(NO;)和亚硝酸盐氮(NO2)还厉MHCNMHG理工艺和末端分别是植物、微生物及基质以。为氮气，并部分释放到空气中的过程为反处理工艺三个部分组成。不同类型的污水植物系指高等维管柬植物，包括挺水硝化作用。处理工艺组合不尽相同,一些工程的预处植物、浮水植物、浮叶植物和沉水植物等。另外,- -些形态稳定不易分解的氮体,理和前处理工艺合二为-，或没有末端处理「艺。沙滤池过滤、紫外线消毒或配药消毒等。人工湿地工艺设计0U1.环境科学2010,23(3):4.1预前处理系统-4.实际T程中，预处理系统属于污水进入5人工湿地需注意的因素[5]汪俊三.人工湿地污水处理技术[M].广州.人工湿地污水处理系统前的物理工艺，一般华南环境科学研究所,2007:20-25.包括栏污格栅、缓冲池、沉砂池及快速渗滤池5.1防渗[6卢少勇,金相灿,人工湿地氮的去除机理[).等,往往结合相关T艺进行,如缓冲池结合沉对于以水源补给为目的的人工湿地,渗生态学报, 2006, 26(8):2670- 2677.砂池建造。前处理系统是指人工湿地污水处漏会导致补给水源不足.降 低湿地的功能;对17|卢少勇,金相灿人工湿地的磷去除机理[]-理工程的前端处理工艺，其主要作用是通过于以污水处理为目的的人工湿地，渗漏会导生态环境,2006, 15(2):391-396.生物降解，降低污染负荷、分解大颗粒污染致地下水源的污染。人工湿地的建设,必须考8]汪俊三,覃环高水力负荷人工湿地处理富物,将复杂的有机物转化为简单的无机物等。虑防渗、防漏”。人工湿地防渗的方式有素混营养化湖水0].中国给水排水.2005.21(2):1-4常见的前处理I.艺包括生物塘、水解酸化池、池底、钢混池底、素土夯实+土工膜防渗等。[9]汤显强,黄岁櫟.人工湿地去污机理及其国接触氧化池等。5.2维护管理内外应用现状UI. 水处理技术207,33(2):4.2人工湿地主体处理T艺人工湿地水位控制和管理是影响植物成9-13.主体处理1:艺即表面流人工湿地、垂直活的关键间。-般在栽植后的10d~ 1sd,以[10]窦磊,周永章.酸矿水中重金属人工湿地潜流人湿地及水平潜流人T湿地3种工艺3cm - Scm的浅水管护为主。待植物生长恢复处理机理研究0.环境科学与技术,2006,29类型。一般主处理T.艺所占面积约为整个工并开始分生分蘖开始，水位降低平至填料表(11):109- 11.1程面积的60% ~ 70%左右,所以称为主体处理面。后期正常管理阶段.可以将水位降到填料[11]耿琦鹏,洪剑明,人工湿地净化污水机理表层3cm- 5cm以下。正常管理阶段的植物，研究进展[]1.南水北调与水利科技,2006.4(5):4.2.1表面流人工湿地根据植物长势,每年清理1~2次。第一次为.43-45.表面流人1I.湿地指污水在基质层表面生长高峰期的7月~8月,第二次为次年开春[12]芦秀青.垂直流人工湿地水力学规律与数以上，从池体进水端水平流向出水端的人萌发前的1月-2月。只清理- -次的,以初春学模型研究[M].武汉:华中科技大学,2010.1湿地。表面流人工湿地的水力负荷较低,为主。[13]汪俊三.植物碎石床人工湿地污水处理技对水体的净化处理效果有限。其主要通过术和我的工程案例.北京:中国环境科学出版构建好氧环境来降解水体污染，并利用植6结语社,2009:13.物根系、茎表组织等器官的吸收作用来去[14]吴振斌.复合垂直流人工湿地[M].北京:科除部分营养物质.沉淀部分絮状物以达到净(1)人工湿地作为一门新兴的学科和应学出版社,2008:54.化水质的目的叫。用技术，对于我国生态型社区的建设具有非[15]刘红,刘学燕人工湿地植物系统优化管4.2.2垂直潜流人L.湿地理研究UI. 农业环境科学学报,2004.23(5)常重要的意义和作用。垂直潜流人工湿地是指污水垂直通过池(2)人工湿地的建设要注重其环境效应1003- 1008.体中基质层的人工湿地。垂直潜流人工湿地和社会效应。提倡人工湿地建设的最观化和(责任编辑:周蓓)中水体从床体表层纵向流向填料床(填料粒功能化，使人工湿地在具备污水处理功能的径: 1.0cm- 2.0cm )的底层。床体处于相对不饱同时还能改善周边环境.提升社区品质。和状态,氧气通过污水的垂直滴落、大气扩散(3)全国农村环境污染防治规划纲要与植物的传输进入湿地系统，使系统满足好(2007年~2020年)提出.要在我国的广大农氧处理的要求。垂直潜流人T湿地系统硝化村进行污水处理的推广与应用，而人工湿地能力较强.对氨氮的去除效果较好叫。正是其推广的模式之一。切合我国农村环境4.2.3水平潜流人I湿地实际，探讨出一-套切实有行的农村污染人工水平潜流人工湿地为污水在基质层表面湿地综合整治方案将是其推广应用的当务之以下，从池体进水端水平流向出水端。水平急。陕西水利潜流人工湿地的填料系统(填料粒径:2.0cm~ 6.0em),处于底部伏氧、中部兼氧和参考文献上:部好氧的状态，适宜湿地系统内微生物(1] Hy 2005- 2010.人工湿地污水处理工程技的好氧和厌氧代谢，对各种有机污染的处术规范[S].中国环境科学出版社,2011.理效果相对较好1。[2]吴振斌复合垂直流人工湿地[M].北京:科4.3后处理I艺学出版社,2008:3.中国煤化工人王湿地系统的后处理工艺，也叫末端3]刘雯,崔理华、水平流-垂直流复.MHCNM HG处理工艺，通常起到杀菌消毒、强化出水水地.系统对污水的净化效果研究[].农业环境科质、改善最观效果等的作用。常用的I艺主要学学报,2004.23(3):604-606.包括表流湿地和好氧生物塘(水景塘)造景、[4]杨文婷,王德建厌氧池-两级复合型潜流