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人工湿地

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人工湿地简介

湿地系统是指为自然或人工、长久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带;带有或静止、或流动、或为淡水、半咸水、或为咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域。湿地是陆地与水体之间的过渡地带,是一种高功能的生态系统,具有独特的生态结构和功能。

对于保护生物多样性,改善自然环境具有重要作用。

在特殊时期和环境条件下,研究和建立人工湿地生态系统是对自然湿地生态系统的适度补充,也是对其功能退化的恢复性建设。人工湿地是一种由人工建造和监督控制的,与沼泽地类似的地面。

湿地能净化污水,是自然环境中自净能力很强的区域之一,它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。

人工湿地的分类

人工湿地根据湿地中主要植物形式可分为:浮生植物系统、挺水植物系统、沉水植物系统。

1、浮生植物系统:以浮水植物为主, 植物繁殖能力强,可通过光合作用由根系向水体放氧,可通过植物吸收有效去除N、P及重金属等污染物;浮水植物目前主要用于N 和P 的去除和提高稳定塘的效率。

2、挺水植物系统:以挺水植物为主,植物根系发达, 可通过根系向基质送氧, 使基质中形成多个好氧、兼性厌氧、厌氧小区, 利于多种微生物繁殖,便于污染物的多途径降解; 目前人工湿地主要指挺水植物系统。

3、沉水植物系统:以沉水植物为主,该系统还处于试验阶段, 主要用于初级处理与二级处理后的精处理。

人工湿地根据湿地中的水流方式可以分为:地表流湿地、潜流湿地、垂直流湿地。

1、地表流湿地:类似于沼泽,污水以较慢速度从湿地表面流过,具备投资少、操作简单、运行费用低等有点,但占地大,水力负荷小,净化能力有限,湿地中的O2来源于水面扩散与植物根系传输,系统运行受气候影响大,夏季易滋生蚊虫。

2、潜流湿地:污水从一端水平流过填料床,其由一个或多个填料床组成, 床体填充基质, 床底设防水层。水力负荷与污染负荷较大,对BOD、COD、SS 及重金属等处理效果好,O2 源于植物根传输, 少有恶臭与蚊蝇现象,但控制相对复杂,脱N和P效果欠佳。

3、垂直流湿地:污水从湿地表面纵向流入填料床底,床体处于不饱和状态,O2 通过大气扩散与植物根传输进入湿地,硝化能力强,适于处理氨氮含量高的污水,但处理有机物能力欠佳, 控制复杂,落干/ 淹水时间长,夏季易滋生蚊蝇。

 

人工湿地构造

绝大多数自然和人工湿地由五部分组成:具有各种透水性的基质,如土壤、砂、砾石;适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物,如芦苇;水体(在基质表面下或上流动的水);无脊椎或脊椎动物;好氧或厌氧微生物种群。

湿地系统正是在这种有一定长宽比和底面坡度的洼地中,由土壤和填料混合组成的填料床,废水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动,并在床体表面种植具有性能好、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(如芦苇、蒲草等)形成一个独特的动植物生态系统,从而对废水进行处理。

其中湿地植物的作用是:显著增加微生物的附着(植物的根茎叶),湿地中植物可将大气中的氧传输至根部,使根不在厌氧环境中生长;增加或稳定土壤的透水性,土壤、砂、砾石基质主要为植物提供物理支持,为各种复杂离子、化合物提供反应界面,为微生物提供附着;水体为动植物、微生物提供营养物质。

 

人工湿地污水处理系统

人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。通过合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动物、金属离子和其它物质处理达到二级和高级处理水平,预处理主要去除粗颗粒和降低有机负荷,构筑物包括双层沉淀池、化粪池、稳定塘或初沉池。人工湿地单元中的流态采用推流式、阶梯进水式、回流式或综合式。

 

人工湿地污水处理系统的特点

优点:建造和运行费用便宜;易于维护,技术含量低;可进行有效可靠的废水处理;可缓冲对水力和污染负荷的冲击;可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。

缺点:占地面积大;不精确的设计运行参数;生物和水力复杂性及对重要工艺动力学理解的缺乏;易受病虫害影响。

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