人工湿地系统水质净化技术介绍

ｌ定 义
一Байду номын сангаас
２ ３～
关键词 ： 工湿地 ； 人 污水 处理 ； 市景 观 ； 城 生态 系统
和反硝化作用 、 植物的吸收 、 氨的挥发 以及基质 的不 同有很 大差异 ，但比二级污水处理厂低很 人工湿地 技术净 化污水 起源 于 １５ ９３年德 的吸附和过滤等过程而去除。 废水中的氮以无机 多。人工湿地系统运行费用特别低 ， 如果仅 以电 无机氮可 以被人工湿 费计 ， 通常不会超过 ０ ５元， ． ０ 吨厌 （ 主要用 于提 国的 Ｍａ ｌｎ ｋ ｘＰａ ｅ 研究所用芦苇去除污水 中的污 氮和有机氮两种形式存在 ， 染物 ， ２ 世纪 ７ 年代末期逐渐发展成为一种 地中的植物吸收 ， 到 ０ ０ 合成植物蛋白质 ， 最后通过植 高进水水位 ，如果水位不需提升则没有此项 费 但这一部分氮 用 ） ，另 外需要工人进行简单 的操作和维护管 独具特色的新型污水处理技术 。 是人为地在有一 物的收割形式从湿地系统中去除。 定长宽 比和底面坡度的洼地 Ｅ 用土壤和ｇ ｌ－如 仅 占总氮量的 ８ －６ 微生物的硝化和反硝化 理 。 ｉｌ （ ％＇ ％。 － １ 砾 石等） 混合组成填料 床 ， 使污水在床体 的填 料 作用在氮 的去除中起着重要作用。吴振斌 等叼 ｆ ６处理效果 缝隙 中流动或在床体表面流动 ， 并在床体表面种 究发现 ， 湿地土壤的脲酶活性与 Ｔ Ｎ的去除率有 出水水质可以因进水水质或停留时间的不 植 具有性能好 ， 成活率高 ， 抗水性 强 ， 生长周期 较明显 的正相关性， 所以认为可以把人工湿地根 同达到地面水水质标 准 （ Ｂ ８８ ８ ） Ｇ ３３ ＿ ８ Ⅱ至 ｖ类 系统可 以根据进水水质状况和出水水质要 长， 美观及具有经济价值的水生植物（ 如芦苇 ， 蒲 区土壤中脲酶的活性作为人工湿地去除污水 中 标准。 草等 ） 形成—个独特的动植物生态体 系。Ｂ １ 含氮污染物效果的—个评价指标 。 国内外学者的 求进 行设计。 人 工湿地去除 的污染物 范围非 常广 泛 ， 包 研究表明 ，利用人工湿地治理各种类型的污水 ， 结束语 ： 人工湿地污水处理系统是—个综合 括 Ｎ、 、Ｓ有机物 、 ＰＳ、 微量元素 、 病原体等。 有关研 其 ＂ Ｉ Ｎ的去除率达 ６ 暖 ９ 柏；人工湿地系统 的生态系统 ， ４ ８ 具有如下优点 ：１建造和运行 费用 （） 究结果表 明， 在进水浓度较低 的条 件下 ， 人工湿 中氮去除效率取决 于湿地植物根区附近土壤 的 便宜 ； ） （ 易于维护 ， ２ 技术含量低 ；３可进行有效 （） 地 对 Ｂ Ｄ 的去 除率 可 达 ８％～ ５ ， Ｃ Ｄ 的 氧化还原状况 ， Ｏｓ ５ ９％ 对 Ｏ 因为硝化作用要求在好氧的条 件 可靠 的废水处理 ；４ （ ）可缓 冲对水力和污染负荷 去除率 可 达 ８％ ，处 理 出水 Ｂ ｓ的浓度 在 下进行 ，而反 硝化作用要求在厌氧的条件下进 的冲击 ； ） ０ ＯＤ （ 可提供和间接提供效益 ， ５ 如水产 、 畜 １ｍｇＬ 左右 ，ｓ小于 ２ ｍｇ 口 ， ０ ・４ Ｓ ０ ・ ． 废水 中大部 行。目前人工湿地 系统 Ｔ 翦 Ｎ去除率不高的主要原 产、 造纸原料、 建材、 绿化、 野生动物栖息、 娱乐和 反硝化途径不畅通 ， 由于系统缺氧， 不 教育 。 但也有不足 ：１ 占地面积大 ；２ 易受病虫 （） （） 分有机物作为异样 微生物 的有机养分 ， 最终被转 因是硝化一 化为微生物体及 Ｃ ２ ０ ０， 。 Ｈ２ 能提供 良好的硝化作用环境条件 ， 因而不能产生 害影响 ；３ （ ）生物和水力复杂性加大了对其处理 大量的反硝化作用底物——硝酸盐 ， 为反硝化作 机制、 ２分类 工艺 动力学 和影响因素的认识理解 ， 设计 根据 湿地 中主要植 物 形式人 工湿 地可 分 用打下基础 。要使硝化一反硝化途径畅通 ， 提高 运行参数不精确 ， 因此常由于设计不当使出水达 有 为 ： １ｇ游 植物系统 ；２ 挺水植物系统 ；３ 沉 氮 的去除率最重要的是提高湿地系统 中的硝化 不到设计要求或不能达标排放 ， 的人工湿地反 （ ）ｇ （） （） 水植物系统 。 中Ｃ，￣ 其 ａｈ植物系统还处 于实验室研 作用强度。其措施包括 ： 对进入湿地 的污水进行 而成 了污染源。 另外 ， 据已有数据 ， 当上下表 面植 究阶段 ， 其主要应用领域在于初级处理和二级处 暴 气 ， 以增加水 中的 Ｄ 或使污水 中的氮素物 物密度增大时，人工湿地系统处理效率提高 ， Ｏ； 在 理 后 的 精处 理 。浮 游 植 物 主 要 用 于 Ｎ， 除 和 质 在进人人 工 湿地前 作预 处理 ，使 之转 化成 达到其最优效率时 ， ２ ３个生长周期 ， 以需 Ｐ去 需 － 所 Ｎ； 或采用间 建成几年后才达到完全稳定的运行 。因此， 目前 提高传统稳定塘效率。 前一般所指人工湿地 系 ＮＯ一 也可 以增加湿 地植物 的密 度 ， 目 统都是指挺水植物系统 。 挺水植物系统根据废水 歇进水方法 ， 提高系统 中的氧浓度。还有研究发 人 工 湿 地 技 术 最 大 问 题 在 于缺 乏 长 期 运 行 系 统 流经 的方式 ， 分为表面流湿地 （ｒ 、 可 ｓ ｗ）潜流湿 现 ， 为 提 高 湿 地 中 Ｂ Ｄ：Ｏ 人 Ｏ Ｎ ｒＮ之 比 （ 添 加 的详细资料 。 如 地 （ ｓ ｗ ）立式 流 湿 地 （ ｗ ）表 面 流 湿地 和 立 秸秆或甲醇 ） ｓＦ 、 ＶＦ 。 ，氮的去除率会大幅度提高，能从 总 得 来说 ， 工湿 地 污水 处 理 系统 是一 种 较 人 式流湿地 因环境条件差 （ 易孳生蚊虫 ）处理效果 ３ ％左 右 上 升 至 ８ ％～ ０ ， 因 是 Ｂ ， Ｏ ０ ９％ 原 ＯＤ：Ｏ－ 好的废水处理方式， Ｎ ３Ｎ 特别是它充分发挥资源的生 受气温影响较大以及对基建要求较高 ， 现多不再 比值太低时不利于反硝化作用的进行 ， ｆ ＿ 产潜力 ， 当比ｆ ｋ ｔ 防止环境的再污染 ， 获得污水处理与资 采用。故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。 升到 ２３时 ， ． 反硝化率达到最大值。也有人提出 源化的最佳效益 ，因此具有较高 的环境效益、 经 可直接用 Ｃ： Ｎ比来表示 Ｎ － Ｏ￣Ｎ的去除率 ， ｃ： 济 效 益 及社 会 效 益 ， 比较适 合 于处 理 水量 不 大 、 当 ３方法特点 人 工 湿 地 能 够 利用 基 质— 微 生物 — 植 物 这 Ｎ ５ １时， ＞： 反硝化效率最高 ； 在人工湿地 中磷主 水质变化不很大、管理水平不很高的城镇污水 ， 个复合生态系统的物理 、 ＂ － ￣和生物的三重协调 要 是通 过 基 质 的 吸 附 、络 合 及 与 Ｃ 、 、 ｅ 土 如我国农村 中、 ｆ ｇ ａＡｌＦ 和 小城镇的污水处理。人工湿地作 有 作用 ， 通过过滤、 吸附 、 沉淀、 离子交换 、 植物吸收 壤颗粒 的沉淀反应及泥炭累积 ， 植物的吸收 ， 微 为一种处理污水的新技术有待于进一步改 良， 人工湿地 必要更细致地研究不同地区特征和运行数据 ， 以 和微生物分解来实现对废水的高效净化 ， 具有处 生物去除等作用 而去除。据资料显示 ， 理效果好 、 水水质稳定 、 、 去除能力强 、 出 氮 磷 对 对 各种类 型 污水 中 的 Ｔ Ｐ的去 除率 为 ４ ． 便在将来 的建设中提供更合理的参数。 ７ ％～ Ｏ 负 荷 变化 适 应 能力 强 、 于处 理 间歇 排放 的污 水 ９７． 。 适 ２ 参 考 文献 ｆ１ １白晓 慧 ， 宝 贞等 人 工 湿地 污水 处理 技 术及 其 王 等 主要 特点 。同 时 ， 过 营 养 物 质和 水 分 的生 物 通 ５ 基建 与 运 行 费用 地球 化学 循 环 ，促 进 绿 色 植 物生 长 并 使其 增 产 ， 人 工 湿 地 面 积 可 视 情况 而 言 ，可 在 市 郊 结 应 用 ￣ｇ Ｊ． 尔滨工 业 大 学学报 ，２６ ：９ ９． ｑ］ 哈 ３ （ ）８ － ０ 也 ２崔理华 ， 朱夕珍 ， 骆世明等媒 渣一 草炭基质 实现废水 的资源化与无害化 ， 对保护野生动物和 合 部 ， 可 在 污水 处 理 厂 出水 的 附近 建造 。 一 些 ［】 提高局部地 区景观的美学价值也有益处。 人工湿地属预处理型 ， 在那些 目前还不具备建造 垂直流人工湿地系统对城市污水的净化效果叨． 污水处理厂的城 乡结合部建造人工湿地 ， 将生活 应 用生 态 学报 ，０３ １（ ）５ ７ ６ ０ ２ ０ ，４４ ：９ － ０ ． ４ 适 用范 围 利用所 种植物对其进行处理 ， 再 ｆ 廖新 悌 ， 然后 ３ １ 骆世明． 人工湿地对猪场废水有机物 经过人工湿地 系统 系统处理后的出水水质 污水排人 ， 应用生态学报 ，０ ２ １ （ ） ２ ０ ，３ １ ： 可 以达到地面水水质标准 ， 因此它实际上是一种 排人 自然水系 ， 护水体 ； 保 还有些湿地属于加 强 处理效果的研究阴． 在污水处理厂附近建造人工湿地 ， 将污水处 １ ３ １ ． １ －１ ７ 深度处理的方法。 特别适用于饮用水源和景观用 型 ， 再经 ４吴 植 水保护 ， 处理后的水可 以直接排人饮用水源或景 理 厂处 理 过 的水 引入 ， 过 人工 湿 地 的加 强 处 Ｉｌ 振 斌 ． 物根 区土 壤 酶 活性 与 污 水净 化 效 果 Ｊ ．环 ２ ０ ，１５ ： 观用 水 的湖 泊 、 或 河 流 中 。 因此 特别 适 合 处 理 ， 水库 提高其水质 ， 然后排 入自然水系 ， 为其补充 极 其 相 关分 析 Ｉｆ 境科 学 学报 ，０ １２ （ ） 作 ６ ２ ６２ ． ２ － ４ 理饮 用水源或景观用水 医附近的生滔污水或直 水 源 。 ５夏 人 Ｊ生 ． 接埘受污染水体的水进行处理， 或者为这些水体 基建费用与很 多因素有关 ： 地形特征 、 地层 『１ 汉 平 ． 工 湿地 处理 污 水 的机 理 与 效 率『１ 结 杜 、 用 的前 处 理 方 法 、 水水 质 情况 、 水水 态学 杂 志 ， ０ ２ ２ （ ）５ － ９ Ｊ选 进 出 ２ ０ ，１４ ： １５ ． 提 供 清 洁 的水 源 补充 。 责 任编 辑 ： 丽 荣 杨 在人工湿地中氮主要是通过微生物 的硝化 质要求 、 外观要求等等阂素有关 。因而根据情况
科技论坛 Ｉ ｌ ｌ
陈 月 鑫
科
人工 湿地 系 统 水质 净化 技术介 绍
（ 黑龙 江 大 学水 利 电力 学院 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ８ ） ５００
摘 要： 从定 义、 类、 分 工艺原理、 方法特点、 用范围、 适 基建与运行 费用以及 处理效果对人工湿地 处理污水进行 了阐述。