人工湿地污水处理技术的工艺和设计.pdfVIP

·628· 中国环境科学学会学术年会论文集(2009) 人工湿地污水处理技术的工艺与设计 张迎颖1 周可为2钱玮燕2 1．南京农业大学工学院 南京210031 2．南京市建邺区环境监测站 南京210019 摘要本文结合人工湿地技术的工艺原理与流程，介绍了人工湿地工艺设计的主要内容，展望了人 工湿地研究的一些构想。人工湿地工艺设计研究包括植物的管养、基质的配置和人工湿地的构造及工 程参数三个方面。深入研究植物和基质的筛选与组合、探讨污染物净化机理、优化水力学模型与降解 动力学模型、建立人工湿地数据库，将有利于提高人工湿地技术的设计水平。 关键词人工湿地污水处理工艺设计 一、引 言 人工湿地作为一种新型的生态污水处理技术，具有投资少、运行费用低、处理效果稳定、耐 冲击负荷能力强等优点H-3]。该技术在处理污水的同时，可增加生物多样性，美化生态景观，具 有一定的经济效益和生态环境效益，因而受到了世界各国的普遍关注。20世纪70年代以来，该 技术在我国得到了迅速发展卜引。在构建人工湿地的过程中，最为基础的环节是工艺设计‘6—81， 这也一直是该技术研究的重点。本文主要阐述人工湿地处理技术工艺设计的主要内容及今后的研 究展望。 二、工艺原理 人工湿地是人工建造、管理、控制的类似于沼泽的地面，利用系统中的物理、化学和生物的 协同作用，通过基质沉淀、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现污水的净 化‘9。。该技术是在一定长宽比及底面坡度的洼地中，由土壤和基质混合组成湿地床，污水在床 体表面或床体的基质缝隙间流动，并在床体表面种植处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周 期长、美观及具有经济价值的水生植物m一21，从而形成一个独特的生态系统，对污水实施处理。 三、工艺流程 (一)人工湿地系统的基本类型 按照工程设计和水体流态的差异，人工湿地污水处理系统可以分为表面流湿地、水平潜流湿 地和垂直流湿地3种主要类型，各类型在运行、控制等方面的诸多特征存在一定的差异¨引，如 表1所示。其中，表面流湿地不需要砂砾等作基质，造价较低，但水力负荷较低，该类型在美 国、加拿大、新西兰、瑞典等国有较多分布；水平潜流湿地的保湿性较好，对BOD、COD等有 机物和重金属等去除效果好，受季节影响小，目前在欧洲、日本应用较多；垂直流湿地综合了前 两者的特点，但其建造要求较高，至今尚未被广泛应用。 表1三种人工湿地处理污水系统类型比较 特征 表面流湿地 水平潜流湿地 垂直流湿地 水力流动 表面漫流 基质下水平流动 表面向基质底部纵向流动 水力负荷 较低 较高 较高 去污效果 一般 对BOD、COD、重金属去除效果好对N、P去除效果好 第二章环境污染防治技术研究与开发 ·629· 特征 表面流湿地 水平潜流湿地 垂直流湿地 系统控制 简单，受季节影响大 相对复杂 相对复杂 环境状况 夏季有恶臭，易滋生蚊蝇 良好 夏季有恶臭，易滋生蚊蝇 (二)人工湿地系统的工艺流程 人工湿地的工艺流程有多种，目前常用的有：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式4 种‘14’153，如图1所示。 推流式是最基本的形式。阶梯进水式可避免湿地 床前部堵塞，使植物长势均匀，有利于后部的硝化脱 墅1鍪 氮作用。回流式可对进水进行一定的稀释，增加水中 的溶解氧并减少臭味；出水回流还可促进湿地床中的 硝化和反硝化作用，采用低扬程水泵，通过水力喷射 或跌水等方式进行充氧；综合式则一方面设置出水回 推流式；b．阶梯进水式；C．回流式；d综合式 流，另一