人工湿地处理技术简介
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人工湿地技术在污水处理中的运用人工湿地技术是指利用植物和微生物等生物体对水体进行净化处理的技术。
人工湿地技术既可以改善水质,也可以提高水体的景观效益,使得水质净化和园林美化两者合二为一,逐渐被应用于城市污水处理系统。
本文将从人工湿地技术的原理、运用以及优缺点等方面展开阐述。
一、人工湿地技术的原理人工湿地技术是模拟自然湿地生态系统,通过植物、微生物和土壤等生物及非生物因素的协同作用,对污水进行净化处理的一种技术。
人工湿地分为水生湿地和陆生湿地两种类型,其中水生湿地指植物生长在稳定的水中,陆生湿地指植物在浸渍状态下生长。
水生湿地和陆生湿地的工作原理可分别概括为水文、植物生理、微生物和土壤等多种过程。
1. 水文过程:水文过程主要包括水体对污染物的吸附、沉淀、稀释和扩散等物理化学过程。
水生湿地通过水体的水动力和地形结构,以及多孔的植物和根系对污水进行过滤和吸附,从而降低水体中的污染物负荷。
陆生湿地则通过土壤的渗透和微生物的降解作用,对污水中的有机物质和微生物进行分解和降解。
2. 植物生理过程:植物在人工湿地中扮演着重要的角色,它们通过吸取和吸附水体中的营养物质和污染物,使水体中的营养盐和有机物质得到降解和稀释。
在水生湿地中,植物的根系和多孔茎叶等结构本身具有过滤和吸附的功能,能够去除水体中的悬浮颗粒和生物膜等污染物。
在陆生湿地中,植物的根系和地下茎等结构则可以促进土壤微生物的生长和代谢,从而实现污水的降解和净化。
3. 微生物和土壤过程:微生物在人工湿地中起着关键的作用,它们通过降解和分解有机物质,使污水中的有机物质得到降解和稀释。
土壤则为微生物提供了生长和代谢的场所,同时也具有吸附和沉淀污染物质的作用,从而净化水体。
人工湿地技术在污水处理中的应用可以分为城市污水处理和工业污水处理两类。
在城市污水处理中,人工湿地技术主要应用于城市污水处理厂的后处理系统或者进行雨水径流的净化处理。
在工业污水处理中,人工湿地技术主要应用于一些小型工业企业的废水处理或者一些特殊行业的废水处理。
人工湿地工艺技术人工湿地工艺技术是一种模拟自然湿地生态过程,利用植物、微生物和水体相互作用的技术,用于水体的净化和治理。
人工湿地工艺技术已经在废水处理、河流修复、湖泊管理等领域得到广泛应用,并取得了良好的效果。
人工湿地工艺技术的原理是利用湿地植物的吸收和吸附能力以及微生物的降解能力,将废水中的污染物转化为无害的物质。
一般而言,人工湿地可分为水平流人工湿地和垂直流人工湿地两种类型,具体选择哪一种取决于废水的性质和处理的要求。
水平流人工湿地工艺技术的主要特点是水体横向流动,常见的有浮床湿地和水生植物滩地。
浮床湿地是利用浮床平台上的湿地植物和微生物对废水进行净化,其优点是水体流速较慢,有利于废水中的悬浮物沉降,并且浮床平台上的植物能够吸附废水中的营养物质和重金属离子,起到净化水质的作用。
水生植物滩地是将湿地植物栽种在河道或湖泊边缘,利用植物的根系亲水性质和吸附能力,将废水中的污染物逐渐降解和转化为植物生长所需的养分。
垂直流人工湿地工艺技术的主要特点是水体垂直流动,常见的有人工湿地过滤池和蓄水生态箱。
人工湿地过滤池是将废水通过人工湿地底部的滤料层,利用滤料层中的微生物和植物根系对废水进行过滤和净化。
蓄水生态箱是将废水储存在箱体中,通过水流与湿地植物和微生物的相互作用,将废水中的有机物和营养物质逐渐净化。
人工湿地工艺技术的优点是技术成熟、成本低、运行维护方便,对废水中的有机物、氮、磷和重金属等有良好的去除效果。
而且,人工湿地还具有较高的景观价值,可以起到提升环境质量的作用。
但是,人工湿地工艺技术也存在一些缺点,如处理效果受气候条件和进水水质的影响较大,处理面积较大时所需土地面积较大等。
总的来说,人工湿地工艺技术是一种有效的水体净化和治理技术,对于废水处理和环境保护具有重要意义。
随着科学技术的进步和人们环保意识的提高,相信人工湿地工艺技术在未来会得到更广泛的应用和发展。
人工湿地处理技术及其环境效益评价一、人工湿地处理技术的概述人工湿地技术是利用湿地生态系统的原理和方法,人工构建的湿地处理系统,将废水引入湿地,依靠湿地系统的生物、物理与化学功能进行废水的净化过程。
目前,人工湿地技术已成为城市污水处理、畜禽养殖及工业废水处理的重要技术之一,具有去除有机物、氨氮、总磷等的高效能力。
相较于传统的化学处理工艺,人工湿地技术具有成本低、运行费用低、除污效果好等优势。
二、人工湿地技术的分类1. 人工湿地分为自由水面湿地和底泥湿地两个类型。
根据底泥层的存在与否分为自由水面湿地和底泥湿地两大类。
自由水面湿地是指没有对湿地底泥进行封闭的湿地系统,在这种湿地中,水体与氧气之间的交换极为便捷,容易促进水体中的氧化作用,并有效地去除废水中的有机物、氮、磷等与污染源固定的重金属等。
底泥湿地是将湿地底部封闭,以降低湿地系统的水固比。
因为湿地系统的水固比越高,水头的下降就越快,那么水体的氧化就不利于后续的水体在运行中,底泥湿地则更加适合于稳定的化学反应。
2. 人工湿地按照水体型式和规模,分为削面水体、渠道式水体和深水水体等。
削面水体是指采用人工策略控制的一定水深的自由水面湿地,通常应用于牧区、林地和草地等区域。
渠道式水体常用于城镇和集镇的污水处理,应用于城市雨水的灌溉。
深水式水体是指通过湿地深水和微正渗流的方式,达到水栽种压力水处理的方法,常用于农业、牧业、城市轮廓和大型工商业区的污水处理中。
三、人工湿地处理技术的环境效益评价1. 需要定期更新人工湿地系统:人工湿地技术需要定期进行保养和更新,以保持较高的净化效率。
设立人工湿地系统的效益的初始投入成本较高,包括设计、建设、操作和调整等方式的成本,但在使用期内,每年的污染物清除量超过了每年的支出量,这相当于能够自行回收,并能够产生清洁自然的效益。
2. 湿地系统对环境的保护作用:此技术不仅具有净化污水的效益,而且迅速恢复浑浊混沌的土地层,拥有工业复合生态功能,提供自然景观,也是城市废弃地的重要资源。
人工湿地法污水处理技术资料2009年1月10日目录一:人工湿地技术简介 (2)1.1人工湿地的概念 (2)1.2 人工湿地的类型 (3)1.3 人工湿地的构造 (5)二人工湿地去除污染物机理 (7)2.1 有机物的去除 (7)2.2 氮的去除 (7)2.3 磷的去除 (8)2.4 悬浮物的去除 (8)三人工湿地处理技术的优缺点 (9)一:人工湿地技术简介1.1人工湿地的概念人工湿地污水处理技术是(CW-Constructed Wetland)一种人工将污水有控制地投配到种有水生植物的土地上,按不同方式控制有效停留时间并使其沿着一定的方向流动,在物理、化学、生物共同作用下,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现水质净化的生物处理技术。
采用人工湿地技术净化污水始于1953年德国的Max Planck研究所,该研究所的Seidel博士在研究中发现芦苇能去除大量有机物和无机物。
到20世纪70年代末期逐渐发展成为一种独具特色的新型污水处理技术。
人工湿地污水处理技术具有处理效果好、出水水质稳定、氮、磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低、对负荷变化适应能力强、适于处理间歇排放的污水等主要特点。
同时,人工湿地对保护野生动物和提高局部地区景观的美学价值也有益处。
因此,大力开发人工湿地污水处理技术,对我国水环境污染的治理具有重大的意义,在我国具有广泛的发展前景。
1.2 人工湿地的类型人工湿地的基本类型自由表面流人工湿地(FWS):和自然湿地相类似,水面位于湿地基质层以上,其水深一般为0.3—0.5m,采用最多的水流形式为地表径流,这种类型的人工湿地中,污水从进口以一定深度缓慢流过湿地表面,部分污水蒸发或渗入湿地,出水经溢流堰流出。
这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点。
潜流型人工湿地系统(SFS):污水在湿地床的表面下流动,利用填料表面生长的生物膜、植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水。
污水处理中的人工湿地技术与应用随着城市化进程的加速以及人口的快速增长,污水处理成为一个日益重要的环境问题。
人工湿地技术作为一种有效的低成本、环保的处理方式,正在被广泛应用于污水处理领域。
本文将介绍人工湿地技术的原理、分类以及其在污水处理中的应用。
一、人工湿地技术的原理人工湿地,顾名思义,是人为建设的具备湿地特征的区域。
它通过模拟自然湿地的生态系统功能,将废水经过植物、土壤和微生物的共同作用进行处理,达到净化水质的目的。
人工湿地技术的原理主要包括以下几个方面:1. 吸附作用:湿地中的植物和土壤具有良好的吸附能力,可以吸附并去除废水中的悬浮物、重金属离子和有机物等污染物。
2. 植物修复作用:湿地中的植物可以通过吸收废水中的营养物质,抑制藻类的生长,减少水体富营养化的问题。
3. 微生物降解作用:湿地中的土壤和根系为微生物提供了生长和繁殖的环境,微生物能够降解有机物、氨氮等污染物,进一步净化水质。
二、人工湿地的分类根据不同的处理方式和设计要求,人工湿地可以分为以下几类:1. 表层流人工湿地:主要通过湿地植物的吸附和修复作用,去除污水中的悬浮物和有机物。
2. 人工湿地-人工渗滤系统:将废水经过表层流人工湿地的预处理后,通过渗滤装置进一步过滤和去除污染物。
3. 人工湿地-人工循环系统:在人工湿地中设置循环水泵,不断循环废水,增强湿地的净化效果。
4. 人工湿地-水体循环系统:通过水体循环,将湿地处理后的水再次引入湖泊、河流等水体,实现水资源的循环再利用。
三、人工湿地在污水处理中的应用人工湿地技术在污水处理中被广泛应用,并取得了显著的效果。
以下是一些常见的应用场景:1. 城市生活污水处理:人工湿地可以用于处理城市生活污水,去除其中的有机物、氨氮等污染物,提高水质。
2. 农村污水处理:人工湿地可以作为农村污水处理的有效方式,将农业废水经过湿地处理,减少对农田和水源的污染。
3. 工业废水处理:人工湿地技术对于处理一些工业废水也有良好的效果,特别是对于含有重金属等有害物质的废水。
污水处理中的人工湿地技术应用随着城市化进程的不断加快,城市污水处理成为重要的环保问题。
人工湿地技术作为一种生物处理方法,在城市污水处理中发挥着重要的作用。
本文将就污水处理中的人工湿地技术应用进行探讨。
一、人工湿地技术概述人工湿地技术是一种利用湿地植物、微生物等生物组合体的作用,通过生物、物理和化学作用共同处理水体中的有机物、氮、磷等污染物的技术。
它以湿地植物为载体,通过湿地植物的吸收和生物膜的作用,将污水中的有害物质分解、吸收、降解,最终达到净化水质的目的。
二、人工湿地技术的优点1. 生态环保:人工湿地技术是一种生态系统工程,它模仿自然湿地的生态过程,具有良好的生态环境效应。
2. 经济效益:相较于传统的污水处理设备,人工湿地的建设和运维成本较低,具有一定的经济效益。
3. 水资源利用:人工湿地技术可将废水中的水分循环利用,在达到净化效果的同时,实现了对水资源的有效利用。
三、人工湿地技术的应用领域1. 城市污水处理:人工湿地技术广泛应用于城市污水处理厂,作为传统污水处理设备的补充,能够有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物。
2. 工业废水处理:人工湿地技术也适用于一些工业废水的处理,如化工厂废水、冶金厂废水等,能够有效去除废水中的有机物和重金属等污染物。
3. 农田灌溉:人工湿地技术可将河道中的水源通过处理后用于农田灌溉,既减少了污水对自然水体的污染,又实现了水资源的可持续利用。
四、人工湿地技术应用案例1. 某市污水处理厂引入人工湿地技术,通过建设湿地植物区、沉淀池和过滤层等设施,成功将污水中的有机物、氮、磷等污染物降解处理,使处理后的水质达到国家标准,可用于循环利用或者河流排放。
2. 某化工厂废水处理采用人工湿地技术,在人工湿地内种植特定的湿地植物,并通过湿地植物的根系和微生物的作用,将废水中的有机物和重金属降解去除,达到了排放标准。
五、人工湿地技术面临的挑战1. 技术问题:人工湿地技术还需要进一步完善,特别是在硬质有机物和微污染物的处理上,仍存在一定困难。
建筑工程中的人工湿地处理技术人工湿地是一种将自然湿地的原理和功能模拟到建筑环境中的技术。
它在建筑工程中被广泛应用于废水处理、水资源管理和生态景观设计等领域。
本文将介绍建筑工程中人工湿地处理技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、人工湿地处理技术的原理人工湿地处理技术利用湿地植物和微生物的作用,通过生物降解和物理吸附的过程,将废水中的有机物、氨氮、氮磷等污染物转化为无害物质,从而达到净化水体的目的。
其主要原理包括以下几个方面:1. 湿地植物的作用:湿地植物能够吸收废水中的养分和重金属离子,并通过植物根系的氧化还原作用,降解有机物。
同时,湿地植物的茎叶和根系还能提供大量的表面积,增加生物附着和沉积的机会。
2. 微生物的作用:湿地中大量存在各种微生物,它们能够降解废水中的有机物和氮磷等营养物质。
微生物降解过程中产生的氧气还能提供氧化还原环境,促进废水的净化。
3. 湿地介质的作用:湿地介质是湿地处理系统的承载体,通常采用砂石、炭核和纤维土等材料。
湿地介质的多孔结构能够增加废水的接触面积,提供更多的生物附着位置,促进微生物的降解过程。
二、人工湿地处理技术的应用人工湿地处理技术在建筑工程中具有广泛的应用价值。
主要应用于以下几个方面:1. 废水处理:人工湿地可以处理各种污水,包括生活污水、工业废水和农业排水等。
通过人工湿地处理,废水中的有机物、氮磷等污染物可以被有效去除,从而净化水体,达到环保要求。
2. 水资源管理:人工湿地可用于水资源的保护与利用。
通过收集和净化降雨水,人工湿地可以提供可再生的水源,用于灌溉、景观水体和城市绿化等方面,减少对自然水源的依赖。
3. 生态景观设计:人工湿地在景观设计中的应用越来越广泛。
它不仅可以起到净化水体的作用,还能提供美观的湿地景观,并为城市增加生态价值,改善城市环境质量。
三、人工湿地处理技术的未来发展趋势随着人们对环境保护和可持续发展的要求越来越高,人工湿地处理技术在建筑工程中的应用前景将更加广阔。
人工湿地处理技术简介人工湿地处理技术简介人工湿地处理技术是利用生态工程的方法,在一定的填料上种植特定的湿地植物,建立起一个人工湿地生态系统,当水通过系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,使水质得到净化。
该技术具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点,同时如果选择合适的湿地植物还具有美化环境的作用。
适用范围经过人工湿地系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准,因此它实际上是一种深度处理的方法。
一、人工湿地系统的构造人工湿地是由填料、水生植物共同组成的独特的动植物生态系统①湿地填料的选择填料的选择对人工湿地的处理效果有很大的影响。
填料在人工湿地中为植物提供物理支持,为各种化合物和复杂离子提供反应界面及对微生物提供附着。
常用到的填料有土壤、砾石、砂、沸石、碎瓦片、灰渣等。
根据处理目的,污染物的特征不同而有不同的填料选择。
一般来说,以处理SS、COD和BOD为主要特征污染物时可选用土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣中的一种或几种为填料。
对脱N除P要求高的,可以选择对这两者有较强去除能力的填料进行优化组合。
如采用沸石和石灰石的结合既考虑了沸石对NH4+-N的吸附、活化土壤中难溶性P及进行生物再生作用又利用了石灰石对P的高吸附特性,达到同时脱N除P的目的。
现在填料的选择多偏向于较大颗粒的粒径,原因是水流在粒径较大的填料床内的短路最小,能够形成渠流,并且堵塞现象发生少,不易分散。
②水生植物的选择植物是人工湿地的重要组成部分。
水生植物在人工湿地的作用有:将景观水中的部分污染物作为自身生长的养料而被吸收;能够将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质;根系生长有利于景观水均匀地分布在湿地植物床过水断面上,向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境;增加或稳定土壤的透水性。
可用于组合式湿地的植物有:芦苇、香蒲、灯心草、风车草、水葱、香根草、浮萍等,其中应用最广的是芦苇。
人工湿地处理技术简介人工湿地处理技术是利用生态工程的方法,在一定的填料上种植特定的湿地植物,建立起一个人工湿地生态系统,当水通过系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,使水质得到净化。
该技术具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点,同时如果选择合适的湿地植物还具有美化环境的作用。
适用范围经过人工湿地系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准,因此它实际上是一种深度处理的方法。
一、人工湿地系统的构造人工湿地是由填料、水生植物共同组成的独特的动植物生态系统①湿地填料的选择填料的选择对人工湿地的处理效果有很大的影响。
填料在人工湿地中为植物提供物理支持,为各种化合物和复杂离子提供反应界面及对微生物提供附着。
常用到的填料有土壤、砾石、砂、沸石、碎瓦片、灰渣等。
根据处理目的,污染物的特征不同而有不同的填料选择。
一般来说,以处理SS、COD和BOD为主要特征污染物时可选用土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣中的一种或几种为填料。
对脱N 除P要求高的,可以选择对这两者有较强去除能力的填料进行优化组合。
如采用沸石和石灰石的结合既考虑了沸石对NH4+-N的吸附、活化土壤中难溶性P及进行生物再生作用又利用了石灰石对P的高吸附特性,达到同时脱N除P的目的。
现在填料的选择多偏向于较大颗粒的粒径,原因是水流在粒径较大的填料床内的短路最小,能够形成渠流,并且堵塞现象发生少,不易分散。
②水生植物的选择植物是人工湿地的重要组成部分。
水生植物在人工湿地的作用有:将景观水中的部分污染物作为自身生长的养料而被吸收;能够将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质;根系生长有利于景观水均匀地分布在湿地植物床过水断面上,向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境;增加或稳定土壤的透水性。
可用于组合式湿地的植物有:芦苇、香蒲、灯心草、风车草、水葱、香根草、浮萍等,其中应用最广的是芦苇。
植物的选择最好是取当地的或本地区天然湿地中存在的植物,以保证对当地气候环境的适应性,并尽可能地增加湿地系统的生物多样性以提高湿地系统的综合处理能力。
植物的栽种方式有播种法和移栽插种法。
移栽插种比较经济快捷。
二、人工湿地系统的类型人工湿地系统根据湿地中主要植物类型可分为浮生植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统。
沉水植物(如狐尾藻、金鱼藻)系统主要应用于初级处理和二级处理后的精处理。
浮水植物(如浮萍、凤眼莲)主要用于N、P去除和提高传统稳定塘效率。
目前所指的人工湿地一般都是挺水植物系统。
挺水植物系统根据水在湿地中流动的方式不同又分为三种类型:地表流湿地(SFW,SurfaceFlowWetland)、潜流湿地(SSFW,SubsurfaceFlowWetland)和垂直流湿地(VFW,VerticalFlowWetland)。
OBAO组合式湿地处理系统即是挺水植物系统,根据以上三种类型湿地的优缺点,结合不同景观水域的特点进行合理、科学的有机组合。
①地表流湿地系统地表流湿地系统也称水面湿地系统,与自然湿地最为接近,但它是受人工设计和监督管理的影响,其去污效果又要优于自然湿地系统。
污染水体在湿地的表面流动,水位较浅,多在0.1~0.9m之间。
通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。
氧的来源主要靠水体表面扩散,植物根系的传输和植物的光合作用,但传输能力十分有限。
这种类型的湿地系统具有投资少,操作简单,运行费用低等优点,但占地面积大,负荷小,处理效果较差,易受气候影响大,卫生条件差。
处理效果易受到植物覆盖度的影响,与潜流湿地相比,需要较长时间的适应期才能达到稳定运行。
②潜流湿地系统潜流湿地系统也称渗滤湿地系统。
这种类型的人工湿地,污水在湿地床的内部流动,水位较深。
它是利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留的作用来净化污水。
由于水流在地表以下流动,具有保温性能好,处理效果受气候影响小,卫生条件较好的特点。
与水面流湿地相比,潜流湿地的水力负荷大和污染负荷大,对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好,出水水质稳定,不需适应期,占地小,但投资要比水面湿地高,控制相对复杂,脱N除P的效果不如垂直流湿地。
③垂直流湿地系统垂直流湿地的水流情况综合了地表流湿地和潜流湿地的特性,水流在填料床中基本上呈由上向下的垂直流,床体处于不饱和状态,氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。
垂直流湿地的硝化能力高于水平潜流湿地,可用于处理氨氮含量较高的污水,但对有机物的去除能力不如潜流湿地,落干/淹水时间较长,控制相对复杂,基建要求较高,夏季有孳生蚊蝇的现象。
三、人工湿地系统的工艺流程人工湿地系统的流态主要有四种:推流式、阶梯进水式、回流式和综合式。
阶梯进水式可以避免填料床前部的堵塞问题,有利于床后部的硝化脱氮作用的发生;回流式可以对进水中的BOD5和SS进行稀释,增加进水中的溶解氧浓度并减少处理出水中可能出现的臭味问题,出水回流同样还可以促进填料床中的硝化和反硝化脱氮作用;综合式则一方面设置了出水回流,另一方面还将进水分布到填料床的中部以减轻填料床前端的负荷。
人工湿地系统的运行方式可根据其处理规模的大小及处理目的不同,对地表流、潜流、垂直流三种湿地类型进行多种方式的有机组合,一般有单一式、并联式、串联式和综合式四种。
四、人工湿地系统的净化机理人工湿地系统对景观水体的净化机理十分复杂,但一般认为,净化过程综合了物理、化学和生物的三重协同作用。
物理作用,主要是对可沉固体、BOD5、氮、磷、难溶有机物等的沉淀作用,填料和植物根系对污染物的过滤和吸附作用;化学作用是指人工湿地系统中由于植物、填料、微生物及酶的多样性而发生的各种化学反应过程,包括化学沉淀、吸附、离子交换、氧化还原等;生物作用则主要是依靠微生物的代谢(包括同化、异化作用)、细菌的硝化与反硝化、植物的代谢与吸收等作用,达到对污染物的去除。
最后通过对湿地填料的定期更换或对栽种植物的收割,而使污染物质最终从系统中去除。
下面分别对人工湿地系统中氧的变化特性,有机物的去除,氮的去除及磷的去除加以阐述。
①组合式湿地中氧的变化特性湿地中各种物质传递和转化因含氧差异而有所不同。
湿地中氧的来源主要是植物根毛的释放、来水及水面更新溶氧。
湿地植物通过光合作用产生的氧气,一部分通过输运组织和根毛输送释放到湿地环境中,并在根毛周围形成了一个好氧区域,而离根毛较远的区域呈现缺氧状态,更远的区域则完全处于厌氧状态,这样就形成了连续的好氧、缺氧及厌氧环境。
这些溶解氧(DO)含量不同的区域分别有利于废水中不同污染物的降解、转化及去除。
在芦苇湿地处理污水前,随光照强度的增加及光照时间的延长,芦苇根区的氧化还原势(Eh)逐渐升高,夜间,由于缺乏光照,Eh逐渐降低。
这说明芦苇叶片通过光合作用产生的O2是通过芦苇的茎和根输送到了根区,同时不断向水体扩散,使得水体中的溶解氧增加。
DO在水体中具有累积效应,到天黑时累积量达到最大值。
夜间,由于芦苇根系的呼吸作用和床内微生物的代谢作用使得水中的溶解氧浓度下降。
根据一天内湿地床中溶解氧的累积量可以计算出芦苇向水体的供氧能力。
一般水生植物根区水DO浓度常保持在1.53~1.95mg/l之间。
②人工湿地对有机物的去除人工湿地处理系统的显著特点之一就是对有机物有较强的降解能力。
水体中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,可以很快地被截留而被微生物利用,而出水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。
因此湿地对有机物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的结果。
水中大部分有机物最终是被异氧微生物转化为微生物体及CO2和H2O,通过对填料床的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。
人工湿地系统虽对有机物具有较高的去除能力,但是随着处理的运行会出现有机物的积累现象,影响了湿地对水中有机物的净化效果。
研究表明,水体在植物床填料内流动时,随着迁移距离的延长,COD的降解速率呈现减慢的趋势。
关于有机物在湿地中的动态变化规律还有待更深入的研究。
③人工湿地对氮的去除人工湿地系统对氮的去除作用包括填料的吸附、过滤、沉淀以及氨的挥发,植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。
氮在湿地系统中呈现一个复杂的生物地球化学循环,它包括了七种价态的多种转换。
水体中的氮通常是以有机氮和氨的形式存在。
在土壤—植物系统中,有机氮首先被截留或沉淀,然后在微生物的作用下转化为氨态氮,由于土壤颗粒带有负电荷,氨离子很容易被吸附,土壤微生物通过硝化作用将氨离子转化为NO3-,土壤又可恢复对氨离子的吸附功能。
同时水中的无机氮可作为植物生长过程中不可缺少的物质而直接被植物摄取,并合成植物蛋白质等有机氮,通过植物的收割而从废水和湿地系统中去除。
但氮的去除主要还是通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用。
研究表明,微生物的反硝化是人工湿地脱氮的主要途径,植物吸收总氮量仅占入水量的15%左右。
如果通过选择有效的植物组合,能够对脱氮起到良好效果。
如研究报道芦苇具有较强的输氧能力,菱白具有较强的吸收氮、磷的能力,将两种植物混种对TN和氨氮的去除率分别达到了60.6%和80.9%。
另外,湿地中的填料也可通过一些物理和化学的途径如吸收、吸附、过滤、离子交换等去除一部分污水中的氮。
据报道沸石对NH4+-N 具有较高的吸附功能,并且大多都用此填料来处理含氮废水的试验。
还有研究表明,蛭石对氨氮的去除要好过沸石,其主要是通过离子交换作用来去除污水中氨氮,物理吸附作用相对很少,并且阳离子交换反应速度快,饱和吸附量可达20.83mg/l。
因此,强化湿地内部填料层的作用,有利于提高系统的硝化能力。
在潜流式湿地中,硝化能力沿水流方向逐渐减小,主要为前部高后部低,这主要是与潜流湿地内的氮转化细菌分布有关。
张甲耀等对潜流湿地内的氮转化细菌的研究结果表明,人工湿地系统中氨化细菌,亚硝化菌,硝化菌,反硝化细菌数量都处于较高水平,其中氨化细菌、反硝化细菌数量高于硝化细菌,亚硝化菌又高于硝化菌,亚硝化菌数量前部高于后部,硝化菌数量中后部高于前部,这样反硝化作用受到硝态氮含量的影响使得硝化能力随水流方向减小。
可以通过改进布水方式如分段进水,多点布水来提高系统的整体硝化能力。
污水中所含重金属离子也影响到硝化能力,当污水中重金属离子含量较多时,处理水中的NH4+-N非减反增,影响湿地处理效果。
④组合式湿地对磷的去除人工湿地系统对磷的去除是由植物吸收、微生物去除及填料的物理化学作用而完成的。
如同无机氮一样,废水中的无机磷在植物吸收及同化作用下,可变成植物的有机成分(如ATP,DNA,RNA等),通过植物的收割而得以去除。