寒冷地区污水处理的人工湿地设计与运行.pdfVIP

维普资讯 国 外 科 技 FoREIGNSCIENECEANDTECHNoLoGY 寒冷地区污水处理的人工湿地设计与运行 S ·华莱士，G ·帕金 ，C ·考思 (美国) 摘 要 ：介绍 了在寒冷地 区(明尼苏达州)应用人工湿地技术进行污水处理 ，必须解决的隔离设计与运行 问题 。 关键词 ：人工湿地 ；寒冷地 区；隔离区；污水处理 中图分类号 ：X703．1 文献标识码 ：B 文章编号 ：1006—5377(2003)06—0040—03 DesignandOperationonMan-madeWetLandforSewageWaterTreatmentinColdRegions S ·Wallace，G ·Parkin，C ‘Cross 人工湿地作为一种污水处理方法具有许多优势，如 失到大气的热量减至最小 ，使进入的热量与损失的热量 对太阳能的利用、随着时间 自动调节或提高的污水处理 相抵 。在设计中，应该考虑 以下几点： 能力、成为野生动植物的栖息地 、生产氧气并消耗二氧 ①将污水用覆盖物隔离，会使因水分蒸发和流动所 化碳及用最小的维护量来达到一个较高的运行效果。 造成的热损失减到最少； 暗流式人工湿地最早是在德 国建造的，其主要优势是 ②如果没有足够的雪覆盖，冰的隔离作用就会大大 污水在处理过程中被覆盖起来，使污水因蒸发和流动造成 降低； 的能量损失最小。这种人工湿地更适宜在冬天运行。 ③暗流式和垂直流式人工湿地系统的污水流人面 在亚寒带使用人工湿地技术，要求对其进行隔离。 积 比较小，单位覆盖区的入水热量损失少，从土壤吸收 树叶常被认为是一次性隔离物 ；然而树叶分布经常是不 的热量多，易做污水覆盖隔离设计 ； 均匀的，同时易使热量散失。即使在隔离层有很小的裂 ④为了减少污水向大气的热量损失，应将热阻力比 口，也会使流动水中的热量损失很大。为了更有效地隔 较大的隔离物铺在人工湿地的顶部。 离，必须在设计的时候就将均衡地布置覆盖物作为人工 2．运行记录 湿地系统的一个主要部分。将覆盖物用作隔离物，在解 自1997年以来，设计了许多隔离层为 15cm、水力负 决系统冰冻 问题方面具有很高的效率。被隔离的人工湿 荷率为 2cm／d的人工湿地 。在明尼苏达州 ，通过每季或 地系统的计算机模型显示：即使在 一20％的低温，适当 每月对采集的水样进行数据分析，这些系统并没有冰冻 的隔离也可有效地解决人工湿地系统 的冰冻问题 。 到影响污水处理性能的程度。但在取样 口附近、滤床的 一 、 隔离设计 角落或在主要通道的外面，有冰冻现象。通过检测 。这些 对人工湿地进行有效隔离的设计，要求设计者掌握 湿地系统因有冰冻现象而不能正常运转。以前，这些湿 热传导的基本原理 、在寒冷地区人工湿地会有什么反 地系统在冬天运行得很好 ，是因为冬天有充足的雪覆 应、覆盖物所用的原材料会对人工湿地的性能指标有什 盖 。用覆盖物对人工湿地进行隔离，主要是考虑在少雪 么影响、哪些植物能与覆盖层和谐一致地成为一体等方 冬天为其提供一定的 “安全系数 ”。 面的知识 。 通过对拉森海洋别墅人工湿地的研究，可以清楚地 1．热损失 说明用覆盖物对人工湿地进行隔离的好处。图1为在 考虑到冬季能源平衡的条件，影响在水生物和植物 1998年 12月和 1999年 1月极度寒冷期间，被覆盖物隔 系统热损失的因素可被简化如下： 离的拉森海洋别墅暗流湿地对温度的反应 。 E10s=G+(Uj—U。) 这个系统用 15