《水處理運行與管理》課件 4.6.5強化人工濕地工藝運行與管理

項目四污水處理工藝運行與管理任務六污水處理新工藝運行與管理知識點5強化人工濕地工藝運行與管理主要內容人工濕地是一個綜合的生態(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、運行成本低等明顯優(yōu)勢，因此廣泛用于人口密度較低的農村地區(qū)。本知識點主要掌握人工濕地的分類與運行管理。強化人工濕地工藝運行與管理一、人工濕地強化人工濕地工藝運行與管理人工濕地是人們模擬天然濕地系統(tǒng)結構和功能而建造的、可控制運行的濕地系統(tǒng)，用以對受污染水進行處理的一種工藝，由圍護結構、人工介質、水生植物等部分構成。當水進入人工濕地時，其污染物被床體吸附、過濾、分解而達到水質凈化作用。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。基質：提供植物與微生物生長，并對污染物起過濾、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：植物根系周圍的區(qū)系微生物、基質表面生物膜及周邊的微生物。人工濕地的構成強化人工濕地工藝運行與管理水面在人工濕地填料表面以上，水流從池體進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)生問題，在實際污水處理工程中應用較少。人工濕地的工藝形式

表面流人工濕地強化人工濕地工藝運行與管理表面流人工濕地的特點為自由水面濕地。廢水在濕地中形成一層地表流，以較慢的流速水平流動，與自然濕地極為相似。

污水直接暴露在大氣中，易導致污水中的細菌等污染物散播到大氣中而造成二次污染，同時負荷小，處理效果差，運行受氣候影響較大，在寒冷地區(qū)污水易結冰而影響處理效果，故一般不采用。強化人工濕地工藝運行與管理垂直流人工濕地污水從人工濕地表面垂直流過填料層的人工濕地，分單向垂直流型人工濕地和復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水運行方式，復合垂直流型人工濕地一般采用連續(xù)進水運行方式。

強化人工濕地工藝運行與管理垂直流人工濕地的特點

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可通過大氣擴散和植物傳輸進入濕地系統(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，但其處理有機物能力欠佳，控制復雜，夏季易滋生蚊蠅，建造要求高，故使用較少。強化人工濕地工藝運行與管理

水面在人工濕地填料表面以下，水流從池體進水端沿填料孔隙水平流向出水端的人工濕地。水平潛流人工濕地強化人工濕地工藝運行與管理

為地下水流濕地。廢水通過布水管道以水平滲透或垂直滲透形式通過填料，在水床最低位運行，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等有機物和重金屬的去除率高，受氣候影響小，夏季無臭味、無蚊蟲滋生，在寒冷地區(qū)也可以正常運行。水平潛流人工濕地的特點強化人工濕地工藝運行與管理人工濕地污水處理是一個化學、物理和生物處理相結合的過程。其化學處理過程是氧化分解，物理處理過程是過濾和吸附，生物處理過程是吸收利用和分解。人工濕地污水處理系統(tǒng)所針對的污染物（環(huán)境影響主力因子）主要為氮、磷、懸浮物（SS）、有機物（BOD、COD）、重金屬等。

二、人工濕地凈化污水的機理強化人工濕地工藝運行與管理污水中的懸浮物含有大量的污染物質，如有機物、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）的去除主要通過基質的過濾、污泥沉淀及根系附著來完成。為防止在進水口附近發(fā)生堵塞，進水前應設置預處理以降低總固體濃度，一般設置沉淀池即可。懸浮物的去除強化人工濕地工藝運行與管理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，當污水流經土壤顆粒表面時，不溶性的有機物通過基質的沉淀、過濾和吸附作用被截留，然后被微小生物利用；可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的代謝過程而被分解去除。污水中的大部分有機物最終被異養(yǎng)微生物轉化為微生物體、CO2、甲烷和水、無機氮、無機磷。

有機物的去除強化人工濕地工藝運行與管理氮、磷的去除污水中的氮包括無機氮和有機氮。無機氮包括氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽；有機氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。其去除途徑包括基質的吸附、過濾、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磷和無機磷。其去除途徑主要包括微生物同化、基質吸附、植物吸收及污泥沉淀。工程實際及理論研究均表明，污水中磷的去除是以基質吸附及污泥沉淀為主。

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

（2）當工程接納城鎮(zhèn)污水處理廠出水時，基本工藝流程為:強化人工濕地工藝運行與管理

人工濕地污水處理系統(tǒng)的啟動一般要經歷5個階段：系統(tǒng)調試階段植物復活階段根系發(fā)展不穩(wěn)定階段植物生長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行強化人工濕地工藝運行與管理在啟動階段，蘆葦等植物栽種后即須充水。初期可將水位控制在地面下25mm左右處。按設計流量運行3個月后，將水位降低至距床底O.2m處，以促進蘆葦等植物根系向深部發(fā)展。待根系深入到床底后，再將水位調節(jié)至地表下0.2m處開始正常運行。進入穩(wěn)定成熟階段后，系統(tǒng)處于動態(tài)平衡，植物的生長僅隨季節(jié)發(fā)生周期性變化，而年際間則處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，此時系統(tǒng)的處理效果充分發(fā)揮，運行穩(wěn)定。強化人工濕地工藝運行與管理人工濕地系統(tǒng)從啟動到成熟一般需2年時間。對設計合理的人工濕地系統(tǒng)，在進水水質及水量變化不大時，一旦進入穩(wěn)定成熟期，系統(tǒng)可自流運行，無須任何動力設備，也無須更多的維護。濕地中的植物一般可于冬季干枯時定期收割。強化人工濕地工藝運行與管理1、溫度問題低溫時生物活性下降和植物的死亡。對于表面流和垂直流濕地，低溫時表面會結冰，冰層覆蓋不僅阻礙了大氣的復氧過程，使生化水平降低，而且冰層的存在減少了有效水深，從而縮短了停留時間，進而對處理效果產生影響。因此，低溫會導致處理效果的顯著降低。五、人工濕地凈化污水的異常問題強化人工濕地工藝運行與管理2、占地面積問題

人工濕地凈化的機理與特點使其與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比較需要較大的占地面積，一般認為大約是傳統(tǒng)污水處理工藝的2～3倍左右。而當今，土地資源對于很多城市來說是非常寶貴的，這就為應用該技術帶來了很大的障礙。強化人工濕地工藝運行與管理3、出水污染物濃度回升問題水生植物生長周期較短和補給水源水質等環(huán)境的變化會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，其中釋放出的有機物、氨氮等導致水體污染物回升，容易造成水體的二次污染。解決辦法：及時收割調控，并將莖和葉移出水體，以便有效削減氮、磷并培育維護良好生態(tài)系統(tǒng)和促進健康水體的形成。強化人工濕地工藝運行與管理4、堵塞問題隨著時間推移，濕地中的微生物也相應繁殖，再加上植物的腐敗，若維護不當，很容易產生淤積、阻塞現象。這種現象不僅會影響水的流速，而且會影響水的復氧，從而影響到微生物的活性進而影響到處理效果。解決辦法為:選擇適當的填料，最好是多孔、質輕、不易板結的材質,采用合適的操作工藝,可以通過一定的間歇進水來恢復濕地的滲透速率,選擇適當的植物密度并及時維護。強化人工濕地工藝運行與管理小結

根據《人工