自然生物處理法的運(yùn)行與管理-污水土地處理系統(tǒng)

強(qiáng)化人工濕地工藝運(yùn)行與管理

主要內(nèi)容人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，濕地系統(tǒng)中的微生物是降解水體中污染物的主力軍。人工濕地與傳統(tǒng)污水處理廠相比具有投資少、運(yùn)行成本低等明顯優(yōu)勢(shì)，因此廣泛用于人口密度較低的農(nóng)村地區(qū)。本知識(shí)點(diǎn)主要掌握人工濕地的分類(lèi)與運(yùn)行管理。一、人工濕地人工濕地是人們模擬天然濕地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能而建造的、可控制運(yùn)行的濕地系統(tǒng)，用以對(duì)受污染水進(jìn)行處理的一種工藝，由圍護(hù)結(jié)構(gòu)、人工介質(zhì)、水生植物等部分構(gòu)成。當(dāng)水進(jìn)入人工濕地時(shí)，其污染物被床體吸附、過(guò)濾、分解而達(dá)到水質(zhì)凈化作用。人工濕地分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地?；|(zhì)：提供植物與微生物生長(zhǎng)，并對(duì)污染物起過(guò)濾、吸收作用的填充材料。植物：高等維管束植物。微生物、微型生物：植物根系周?chē)膮^(qū)系微生物、基質(zhì)表面生物膜及周邊的微生物。人工濕地的構(gòu)成水面在人工濕地填料表面以上，水流從池體進(jìn)水端水平流向出水端的人工濕地。自由表面流人工濕地由于占地面積較大及存在一定的環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題，在實(shí)際污水處理工程中應(yīng)用較少。人工濕地的工藝形式

表面流人工濕地表面流人工濕地的特點(diǎn)為自由水面濕地。廢水在濕地中形成一層地表流，以較慢的流速水平流動(dòng)，與自然濕地極為相似。

污水直接暴露在大氣中，易導(dǎo)致污水中的細(xì)菌等污染物散播到大氣中而造成二次污染，同時(shí)負(fù)荷小，處理效果差，運(yùn)行受氣候影響較大，在寒冷地區(qū)污水易結(jié)冰而影響處理效果，故一般不采用。垂直流人工濕地污水從人工濕地表面垂直流過(guò)填料層的人工濕地，分單向垂直流型人工濕地和復(fù)合垂直流型人工濕地兩種。單向垂直流型人工濕地一般采用間歇進(jìn)水運(yùn)行方式，復(fù)合垂直流型人工濕地一般采用連續(xù)進(jìn)水運(yùn)行方式。

垂直流人工濕地的特點(diǎn)

污水從濕地表面縱向流向填料床底部，床體處于不飽和狀態(tài)。O2可通過(guò)大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入濕地系統(tǒng)。

該系統(tǒng)硝化能力較高，可用于處理氨氮含量較高的污水，但其處理有機(jī)物能力欠佳，控制復(fù)雜，夏季易滋生蚊蠅，建造要求高，故使用較少。

水面在人工濕地填料表面以下，水流從池體進(jìn)水端沿填料孔隙水平流向出水端的人工濕地。水平潛流人工濕地

為地下水流濕地。廢水通過(guò)布水管道以水平滲透或垂直滲透形式通過(guò)填料，在水床最低位運(yùn)行，床體表面種植處理性能好、成活率高的水生植物(蘆葦)，凈化后的水體經(jīng)集水管道收集排放。床底鋪防滲膜，可防止污染地下水。BOD、COD等有機(jī)物和重金屬的去除率高，受氣候影響小，夏季無(wú)臭味、無(wú)蚊蟲(chóng)滋生，在寒冷地區(qū)也可以正常運(yùn)行。水平潛流人工濕地的特點(diǎn)人工濕地污水處理是一個(gè)化學(xué)、物理和生物處理相結(jié)合的過(guò)程。其化學(xué)處理過(guò)程是氧化分解，物理處理過(guò)程是過(guò)濾和吸附，生物處理過(guò)程是吸收利用和分解。人工濕地污水處理系統(tǒng)所針對(duì)的污染物（環(huán)境影響主力因子）主要為氮、磷、懸浮物（SS）、有機(jī)物（BOD、COD）、重金屬等。

二、人工濕地凈化污水的機(jī)理污水中的懸浮物含有大量的污染物質(zhì)，如有機(jī)物、氮磷、重金屬和病原菌等，因此去除懸浮物可以提高污水的去除率。懸浮物（SS）的去除主要通過(guò)基質(zhì)的過(guò)濾、污泥沉淀及根系附著來(lái)完成。為防止在進(jìn)水口附近發(fā)生堵塞，進(jìn)水前應(yīng)設(shè)置預(yù)處理以降低總固體濃度，一般設(shè)置沉淀池即可。懸浮物的去除微生物在具有巨大比表面積的土壤顆粒表面形成一層生物膜，當(dāng)污水流經(jīng)土壤顆粒表面時(shí)，不溶性的有機(jī)物通過(guò)基質(zhì)的沉淀、過(guò)濾和吸附作用被截留，然后被微小生物利用；可溶性有機(jī)物則通過(guò)植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的代謝過(guò)程而被分解去除。污水中的大部分有機(jī)物最終被異養(yǎng)微生物轉(zhuǎn)化為微生物體、CO2、甲烷和水、無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷。

有機(jī)物的去除氮、磷的去除污水中的氮包括無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮。無(wú)機(jī)氮包括氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽；有機(jī)氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。其去除途徑包括基質(zhì)的吸附、過(guò)濾、沉淀、揮發(fā)、植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。污水中的磷包括有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷。其去除途徑主要包括微生物同化、基質(zhì)吸附、植物吸收及污泥沉淀。工程實(shí)際及理論研究均表明，污水中磷的去除是以基質(zhì)吸附及污泥沉淀為主。

重金屬的去除金屬離子去除機(jī)理主要有：植物的吸收和富集作用、土壤膠體顆粒的吸附、懸浮顆粒的過(guò)濾和沉淀，人工濕地對(duì)污水中重金屬去除是通過(guò)植物、微生物、土壤基質(zhì)等組成成分共同起作用的。（1）當(dāng)工程接納城鎮(zhèn)生活污水及與生活污水性質(zhì)相近的其它污水時(shí)，基本工藝流程為:三、人工濕地凈化污水工藝

（2）當(dāng)工程接納城鎮(zhèn)污水處理廠出水時(shí)，基本工藝流程為:

人工濕地污水處理系統(tǒng)的啟動(dòng)一般要經(jīng)歷5個(gè)階段：系統(tǒng)調(diào)試階段植物復(fù)活階段根系發(fā)展不穩(wěn)定階段植物生長(zhǎng)成熟階段處理效果良好的穩(wěn)定成熟階段四、人工濕地凈化污水的運(yùn)行在啟動(dòng)階段，蘆葦?shù)戎参镌苑N后即須充水。初期可將水位控制在地面下25mm左右處。按設(shè)計(jì)流量運(yùn)行3個(gè)月后，將水位降低至距床底O.2m處，以促進(jìn)蘆葦?shù)戎参锔迪蛏畈堪l(fā)展。待根系深入到床底后，再將水位調(diào)節(jié)至地表下0.2m處開(kāi)始正常運(yùn)行。進(jìn)入穩(wěn)定成熟階段后，系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡，植物的生長(zhǎng)僅隨季節(jié)發(fā)生周期性變化，而年際間則處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)的處理效果充分發(fā)揮，運(yùn)行穩(wěn)定。人工濕地系統(tǒng)從啟動(dòng)到成熟一般需2年時(shí)間。對(duì)設(shè)計(jì)合理的人工濕地系統(tǒng)，在進(jìn)水水質(zhì)及水量變化不大時(shí)，一旦進(jìn)入穩(wěn)定成熟期，系統(tǒng)可自流運(yùn)行，無(wú)須任何動(dòng)力設(shè)備，也無(wú)須更多的維護(hù)。濕地中的植物一般可于冬季干枯時(shí)定期收割。1、溫度問(wèn)題低溫時(shí)生物活性下降和植物的死亡。對(duì)于表面流和垂直流濕地，低溫時(shí)表面會(huì)結(jié)冰，冰層覆蓋不僅阻礙了大氣的復(fù)氧過(guò)程，使生化水平降低，而且冰層的存在減少了有效水深，從而縮短了停留時(shí)間，進(jìn)而對(duì)處理效果產(chǎn)生影響。因此，低溫會(huì)導(dǎo)致處理效果的顯著降低。五、人工濕地凈化污水的異常問(wèn)題2、占地面積問(wèn)題

人工濕地凈化的機(jī)理與特點(diǎn)使其與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比較需要較大的占地面積，一般認(rèn)為大約是傳統(tǒng)污水處理工藝的2～3倍左右。而當(dāng)今，土地資源對(duì)于很多城市來(lái)說(shuō)是非常寶貴的，這就為應(yīng)用該技術(shù)帶來(lái)了很大的障礙。3、出水污染物濃度回升問(wèn)題水生植物生長(zhǎng)周期較短和補(bǔ)給水源水質(zhì)等環(huán)境的變化會(huì)引起植株的衰竭和腐爛，腐爛的莖、葉容易消耗水體中的溶解氧使河床上升、底泥增多，其中釋放出的有機(jī)物、氨氮等導(dǎo)致水體污染物回升，容易造成水體的二次污染。解決辦法：及時(shí)收割調(diào)控，并將莖和葉移出水體，以便有效削減氮、磷并培育維護(hù)良好生態(tài)系統(tǒng)和促進(jìn)健康水體的形成。4、堵塞問(wèn)題隨著時(shí)間推移，濕地中的微生物也相應(yīng)繁殖，再加上植物的腐敗，若維護(hù)不當(dāng)，很容易產(chǎn)生淤積、阻塞現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不僅會(huì)影響水的流速，而且會(huì)影響水的復(fù)氧，從而影響到微生物的活性進(jìn)而影響到處理效果。解決辦法為:選擇適當(dāng)?shù)奶盍?，最好是多孔、質(zhì)輕、不易板結(jié)的材質(zhì),采用合適的操作工藝,可以通過(guò)一定的間歇進(jìn)水來(lái)恢復(fù)濕地的滲透速率,選擇適當(dāng)?shù)闹参锩芏炔⒓皶r(shí)維護(hù)。小