常见人工湿地类型及特点
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人工湿地1人工湿地概念及其开展一、人工湿地的概念人工湿地是人们有目的地建立一种与天然湿地相似的人工生态系统,水特征为水饱和或淹水状态,植物是具有耐湿或水生植物,土为水成土。
人工湿地有狭义和广义两种概念。
根据?湿地公约?,广义的人工湿地包括:①养殖池塘;②池塘:小水塘、灌溉池塘,面积<8hm2;③灌溉土地:灌渠、水稻田;④季节性泛滥的农田:湿草地、牧场;⑤盐业用地:盐生洼地、盐田等;⑥蓄水用地:水库、水坝、库区、河堰,面积>8hm2;⑦低洼地:泥土、砖块、砾石等洼地、矿区池塘;⑧废水处理区:沉淀池、氧化塘等;⑨运河、水沟等。
狭义的人工湿地是指用于降解污染物的人工湿地。
本文设计的湿地为此类湿地。
狭义的人工湿地依据不同的分类方式和理解角度,所产生的人工湿地概念也不尽一样。
功能上概念:人工湿地是依据土地处理系统级水生植物处理污水的原理,由人工建立的具有湿地性质的污水处理生态系统。
构造组成上概念:人工湿地是由独特的土壤〔基质〕和生长在其上的耐湿或水生植物组成,是一个有人为参与的基质—植物—微生物的生态系统。
净化机理上概念:人工湿地利用基质—植物—微生物间的物理、化学和生物三重协同作用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解实现对污水的净化。
二、人工湿地的开展最早的人工湿地是1903年建在英国约克郡Earby的湿地系统,该系统一直持续运行到1992年,但这只是人工湿地的雏形。
1953年德国的Dr. Kathe Seidel 在其研究工作中发现芦苇能去除大量有机和无机物,随着这一现象的发现,在60 年代中期,Dr. Seidel与Dr. Kichuth合作并由Dr. Kichuth 开发了“根区法〞〔RZM〕——在水平潜流湿地中种植芦苇,降解有机物,通过硝化反硝化去除氮,通过沉淀作用去除磷。
“根区法〞理论的提出,标志着人工湿地污水处理机理的初步萌芽。
与此同时,出现了“厌氧微生物和芦苇处理污水〞复合系统,由美国的国家空间技术实验室研究开发。
人工湿地净化机理一、人工湿地概述人工湿地是一种利用湿地生态系统的生物、物理和化学作用,通过人工构建而成的一种处理污染水体的技术。
它是模拟自然湿地而建造的,具有高效、经济、环保等特点,被广泛应用于城市污水处理、农业排放治理、生态修复等领域。
二、人工湿地净化机理1. 生物作用人工湿地中最重要的净化机理就是生物作用。
在水体通过植物根系和底泥中时,有大量微生物附着在根系和底泥表面上,这些微生物能够分解有机质和氮磷等营养盐,将其转化为无机盐和气体释放出来。
同时,植物根系也能吸收营养盐,促进细菌附着和代谢。
这样就能够有效去除水中的营养盐和有机质。
2. 物理作用人工湿地还能够通过物理作用去除污染物。
例如,在过滤层中设置了多种不同粒径大小的填料材料,可以形成多级过滤层,在水流通过过滤层时,能够去除悬浮物和颗粒物。
同时,人工湿地中的植物根系和底泥也能够吸附和拦截污染物,例如重金属、油脂等。
3. 化学作用人工湿地中的化学作用主要是指氧化还原反应。
在缺氧条件下,还原态的铁、锰等离子能够与污染物发生氧化反应,使其转化为较为稳定的无害物质。
同时,在人工湿地中添加一些化学剂,例如硫酸铁等,也能够有效去除水体中的磷。
三、人工湿地的分类1. 表面流式人工湿地:即水从上到下流动的人工湿地。
这种类型的人工湿地适用于处理低浓度污染水体。
2. 底部流式人工湿地:即水从下到上流动的人工湿地。
这种类型的人工湿地适用于处理高浓度污染水体。
3. 侧向流式人工湿地:即水从侧面进入,在填料层内进行处理后再排出。
这种类型的人工湿地适用于处理高浓度污染水体。
四、人工湿地的应用1. 城市污水处理:人工湿地可以作为城市污水处理的一种技术手段,通过生物、物理和化学作用去除污染物,使得污水达到排放标准。
2. 农业排放治理:农业生产中的养殖废水和农药残留等都会对周围环境造成污染,利用人工湿地技术能够有效去除这些污染物。
3. 生态修复:在城市化进程中,许多湿地被填埋或者破坏。
人工湿地有哪些特点人工湿地根据湿地中主要植物形式可以分为:浮生植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统。
那么人工湿地有哪些特点是什么?1、自由表面流湿地它与自然湿地极为相似,污水以较慢的速度流过,绝大部分有机物的去除是由生长在水下的植物茎、杆上的生物膜来完成的。
湿地中的氧主要是来源于水面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用。
它的优点在于投资少、操作简单、运行费用低。
但其缺点是负荷小、处理效果差,且系统的运行受气候影响较大,冬季寒冷地区表层易结冰,夏季有滋生蚊蝇,产生臭味的现象。
2、潜流人工湿地污水从一端水平流过填料床中的填料,这样系统可以充分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流等作用,提高处理效果和处理能力。
氧主要源于植物根系传输。
其优点是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;且由于水流在地表下流动保温性能好,处理效果受气温影响较小,卫生条件好,很少有恶臭和滋生蚊蝇的现象;其缺点主要是控制相对复杂。
3、垂直流人工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。
氧气主要源于大气扩散和植物根系传输。
其优点是硝化能力强,适合处理氨氮含量高的污水;缺点是处理有机物能力欠佳,建造要求高,控制复杂,落水、淹水时间长,夏季易滋生蚊蝇。
氧化沟是活性污泥法的一种变形,其池体狭长,故称为氧化沟。
氧化沟有多种构造型式,典型的有:A:卡罗塞式;B:奥巴尔型;C:交替工作式氧化沟;D:曝气—沉淀一体化氧化沟氧化沟技术已广泛应用于大中型城市生活污水处理厂,其规模从每日几百立方米至几万立方米,工艺日趋完善,其构造型式也越来越多。
其主要特点是:进出水装置简单;污水的流态可看成是完全混合式,由于池体狭长,又类似于推流式;BOD负荷低,处理水质良好;污泥产率低,排泥量少;污泥龄长,具有脱氮的功能。
为了用水安全,我们应撑握些水污染安全小知识,同时还可以用厨房净水器将使用水过滤,这样更有利于健康用水。
人工湿地建设内容人工湿地建设是一种人为地模拟湿地生态系统的方法,通过创建人工湿地,可以恢复和保护自然湿地的功能。
人工湿地建设可以用于水污染治理、水资源管理、生态修复等多个领域,具有重要的环境和经济价值。
一、人工湿地建设的基本原理人工湿地建设的基本原理是通过模拟自然湿地的生态过程,将污水或者雨水引入湿地,通过湿地内的植物、微生物和土壤等生物和非生物因素的作用,将水中的污染物质转化、吸附、降解和沉积,达到净化水质的目的。
二、人工湿地建设的主要类型1. 人工湿地分类根据不同的功能需求,人工湿地可以分为雨水湿地、污水湿地和景观湿地等。
其中,雨水湿地主要用于雨水的收集和净化,污水湿地主要用于污水的处理,而景观湿地则主要用于城市景观的绿化和修饰。
2. 人工湿地的构造人工湿地的构造包括湿地底部材料、湿地填料和湿地植被等。
湿地底部材料一般选用防渗材料,以防止水体渗漏;湿地填料一般选用砂石、炭等物质,以增加水体的接触面积和吸附能力;湿地植被一般选择适应湿地环境的植物,如芦苇、菖蒲等。
三、人工湿地建设的应用领域1. 水污染治理人工湿地建设可以有效地去除水中的污染物质,如悬浮物、营养物质、重金属等。
通过人工湿地的处理,可以将废水处理成符合排放标准的水质,达到环境保护和水资源管理的目的。
2. 水资源管理人工湿地建设可以通过收集和存储雨水,提供城市用水和农田灌溉的水源。
同时,人工湿地还可以通过蓄水和蓄能的作用,调节洪水和干旱等自然灾害,提高水资源的利用效率。
3. 生态修复人工湿地建设可以恢复和重建受损的湿地生态系统,提供适宜的栖息地和营养源,促进湿地生物多样性的恢复和保护。
人工湿地建设还可以改善水体的水质,提供清洁的生态环境。
四、人工湿地建设的优势和挑战人工湿地建设具有成本低、效果好、运维简单等优势,可以在不占用大量土地的情况下,提供重要的生态服务。
然而,人工湿地建设也面临着水质处理效果不稳定、水体寿命有限、运行成本高等挑战。
人工湿地知识点总结大全人工湿地是指人类利用人工手段在特定地点构筑的湿地生态系统。
人工湿地通常是为了处理污水、保护生态环境、改善水质和增加生物多样性而建立的。
本文将介绍人工湿地的相关知识点,包括定义、分类、功能、构建、维护、保护等方面。
一、人工湿地的定义人工湿地是指人类利用人工手段在特定地点构筑的湿地生态系统。
它可以模拟天然湿地的生态系统,并实现类似的水文环境和生物多样性。
人工湿地可以是生态工法的一种,主要用于处理工业废水、城市污水和农业农村污水等,以及保护生态环境和改善水质。
二、人工湿地的分类根据功能不同,人工湿地可以分为生态纯化湿地和景观湿地。
生态纯化湿地主要用于处理工业废水、城市污水和农业农村污水,以保护生态环境和改善水质。
景观湿地则主要用于城市景观建设,为居民提供休闲娱乐场所。
根据水流方式不同,人工湿地可以分为自然流湿地和人工流湿地。
自然流湿地是通过天然水流方式进行水质净化,而人工流湿地则是通过人工控制水流方式进行水质净化。
根据湿地类型不同,人工湿地可以分为湿地植被和非植被湿地。
湿地植被是指在湿地中种植各种水生植物,以促进水质净化和增加生物多样性。
非植被湿地是指在湿地中通过人工构建物质材料进行水质净化。
三、人工湿地的功能1. 水质净化:人工湿地可以通过湿地植被和微生物的作用,去除废水中的有机物、氮、磷等营养物质,并减少重金属、细菌和其他污染物的含量,达到净化水质的目的。
2. 生态保护:人工湿地可以为鸟类、昆虫、鱼类等生物提供栖息地,促进湿地生物多样性的增加,保护湿地生态系统。
3. 防洪排涝:人工湿地可以通过蓄水和吸水的作用,缓解洪水对周边地区的影响,并保持地下水位稳定,减少土地排涝。
4. 增加景观功能:景观湿地可以为城市居民提供开阔的绿色空间,带来愉悦的视觉享受,提高城市的环境品质。
5. 农田灌溉:人工湿地可用于灌溉农田,提高农田的水资源利用效率。
四、人工湿地的构建1. 地点选择:人工湿地的建设地点应当选在地势低洼、水资源丰富、土壤适宜的地区,便于水的收集和处理。
《人工湿地类型的选择及案例分析》篇一一、引言人工湿地是一种生态工程,利用自然湿地生态系统的原理,通过模拟自然湿地的结构和功能,对污水进行过滤和净化。
人工湿地具有成本低、维护简单、生态效益显著等优点,因此在污水处理和生态修复方面得到了广泛应用。
本文将对人工湿地的类型选择及其在具体案例中的应用进行分析。
二、人工湿地类型的选择人工湿地的类型主要根据地域、气候、水体性质以及设计目标等因素进行选择。
目前,常见的人工湿地类型主要包括表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地。
1. 表面流湿地表面流湿地是最简单的一种人工湿地类型,其特点是水流在湿地表面流动。
这种类型的湿地适用于气候温暖、降雨量较大的地区。
由于水流在表面流动,因此氧气含量较高,适合好氧菌的生长,对去除有机物和营养物质有一定的效果。
但是,表面流湿地的处理效率较低,易受气候影响。
2. 潜流湿地潜流湿地是水流通过填料床的湿地类型,填料床中填充有砂、碎石等材料。
这种湿地的处理效率较高,适用于寒冷地区和污染较为严重的地区。
潜流湿地可以有效地去除污水中的有机物、营养物质和重金属等污染物,同时具有较好的耐冲击负荷能力。
3. 垂直流湿地垂直流湿地是水流在填料床中垂直流动的湿地类型。
这种湿地的处理效率高,对污染物的去除效果好,尤其对氨氮的去除效果显著。
但是,垂直流湿地的建设和维护成本较高,需要较高的技术支持。
三、案例分析以某城市污水处理项目为例,该项目采用了潜流式人工湿地处理系统。
该系统包括预处理区、湿地处理区和出水区三个部分。
其中,预处理区用于去除污水中的大颗粒物质和悬浮物,湿地处理区则采用潜流式湿地床进行处理,出水区则对处理后的水进行进一步净化。
在该项目中,潜流式湿地的填料床采用了砂石等材料,具有良好的渗透性和吸附性能。
同时,通过合理的设计和布局,使得水流在填料床中能够充分接触和反应,提高了处理效率。
经过该系统的处理,污水中有机物、营养物质和重金属等污染物的浓度得到了显著降低,达到了国家排放标准。
人工湿地的分类及结构目录1人工湿地的定义 (1)2 人工湿地的分类及结构 (1)2.1按湿地植物种类 (1)2.2按湿地功能定位和用途 (2)2.2.1 水质处理型人工湿地 (2)2.2.2 生境支持型人工湿地 (3)2.2.3 景观游憩型人工湿地 (3)2.2.4 雨洪调蓄型人工湿地 (4)2.3按水的流动状态 (4)2.3.1 表面流湿地 (4)2.3.2 水平潜流湿地 (5)2.3.3 垂直潜流湿地 (6)人工湿地的分类及结构1人工湿地的定义湿地是一种具有多功能的生态系统,被誉为“地球之肾”,具有保持水源、净化水质、蓄洪防早、调节气候和维护生物多样性等重要作用。
《湿地公约》将其定义为:不问其为天然或人工长久或暂时性的沼泽地、泥炭地水域地带,静止或流动的淡水、半咸水、咸水体,包括低潮时水深不超过6 m的水域。
自然湿地和人工湿地是自然界中常见的两类湿地。
美国湿地专家博士Hammer等将人工湿地定义为:“一个为了人类利用和利益,通过模拟自然湿地,人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植被、动物和水体组成的复合体”。
具体地,人工湿地就是通过模拟天然湿地的结构与功能,选择适宜的地理位置、地形,根据人们的需要人工建造和监督控制的湿地。
因此,人工湿地的概念有广义和狭义之分。
广义的人工湿地是指人类为满足生产、生活、防灾、污水处理等目的人工修的湿地(如塘坝、鱼塘、水景、稻田、水库、潜流湿地等)。
它以人类利益为主要目标,以社会服务为主要功能,不仅可以用于污水处理,还可以用于营造景观、恢复自然湿地等,因此可称为“功能性人工湿地”。
其中,主要用于实现水质改善功能的人工湿地,可以称为水净化人工湿地。
它可以分为水生植物系统(包括浮水植物系统、沉水植物系统、挺水植物系统)和湿生(耐湿)植物系统。
本文所指的人工湿地是狭义的人工湿地,即人工湿地污水处理系统。
人工湿地污水处理系统是人工建造的、可控制的和人工化的湿地系统,其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行污水处理。
人工湿地类型按照进出水布水的方式的不同,一般将人工湿地分为表面流人工湿地(FWS)和潜流人工湿地(SFS)[2]。
(1)表流人工湿地(FWS)表面流人工湿地基本特征主要是污水在土的上层流动,水面与空气直接接触。
部分物质被阻挡截留,大部分的有机物是由生物的生物膜降解去除。
研究表明,这种类型的人工湿地比较适合处理污染物浓度不太高的污水。
表面流人工湿地对各类污染物的去除率都较好,效果比较稳定。
此外,污水中的营养元素以及被分解的有机污染物为植物和微生物的生长提供了营养物质,增加了物种的丰富度。
表面流人工湿地的设计简单,所需投资少,运行过程的成本低;但负荷低,去污能力也有限。
受自然气候条件的影响大,占地面积大,污水直接暴露地表会产生臭味[3]。
(2)潜流人工湿地(SFS)潜流人工湿地的进水方式是由上而下进水,污水均匀进入填料床底部,在湿地内部进行反应,反应过后的出水经过出水管排出[4]。
所以潜流湿地系统可以充分利用到植物根系以及富集在基质表面的生物膜。
根据水流向的不同,潜流人工湿地又能分为两种:水平潜流和垂直潜流。
垂直潜流人工湿地系统的水在填料床间基本呈从上到下的垂直流动方式,水流流过填料后均匀分布在出水端底部,而后排被出系统。
对COD、TN 的去除率比水平人工湿地要高,而且抗负荷冲击能力强,投资成本少、运行费也用低。
但是相对于水平潜流人工湿地,垂直潜流人工湿地去除有机物的能力不好,而且垂直潜流人工湿地设备要求高,运行流程复杂。
总的来说,潜流人工湿地受气候影响比较小,建造的成本较高,基质也很容易堵塞,从而造成表面上水流停滞,对系统的长期运行并不利[5]。
(3)潮汐流人工湿地潮汐流人工湿地是由英国伯明翰大学所提出的,其原理是利用运行过程中床体先饱和后排干的过程,将新鲜的空气带入填料中。
从而达到提高湿地填料中的氧传输量以及氧利用率的目的[6-7]。
当水被排出湿地的时候,残留的有机污染物此时急需消耗大量的氧,由于水的排空,空气中的氧被微生物利用进而提供了其溶解氧的来源。
人工湿地的特点
人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点,非常适合中、小城镇的污水处理。
人工湿地处理系统可以分为以下几种类型:(1)自由水面人工湿地处理系统;(2)人工潜流湿地处理系统。
(3)垂直水流型人工湿地处理系统。
优缺点
人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统,具有如下优点:
①建造和运行费用便宜
②易于维护,技术含量低
③可进行有效可靠的废水处理
④可缓冲对水力和污染负荷的冲击
⑤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。
但也有不足:
①占地面积大
②易受病虫害影响
③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解,设计运行参数不精确,因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放,有的人工湿地反而成了污染源。
另外,据已有数据,当上下表面植物密度增大时, 人工湿地系统处理效率提高,在达到其最优效率时,需2~3个生长周期,所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。
因此,目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。
总的来说, 人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式,特别是它充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益,因此具有较高的环境效益、经济效益及社会效益,比较适合于处理水量不大、水质变化不很大、管理水平不很高的城镇污水,如我国农村中、小城镇的污水处理。
人工湿地作为一种处理污水的新技术有待于进一步改良,有必要更细致地研究不同地区特征和运行数据以便在将来的建设中提供更合理的参数。
常见人工湿地类型及特点近些年来,随着我国工业的快速得发展,污水排放与治理逐渐成为人们关注的焦点,人工湿地作为一种新型处理污水的方式,因其独特的净化机制,正不断地得到世界各国的青睐。
本文在参考众多文献的基础上,对人工湿地的类型及特点以及我国人工湿地现在所存在的问题等展开了叙述,并对人工湿地的未来研究做出了展望。
标签:人工湿地;自由表面流人工湿地;垂直流人工湿地;潜流人工湿地1、人工湿地的概念人工湿地也叫构建湿地,它是一种人工建造的、通过在人工管理方式下运行的、与沼泽类似的地面,是我国目前较为流行的一种新型污水处理技术之一,运用人工湿地可作为生活污水和工业废水的二级和三级处理。
人工湿地污水处理技术主要是通过人工将污水有控制的排放到土壤(滤料)—植物—微生物这个复合生态系统中,并以不同的方式来控制污水在各区域的有效停留时间,并使污水沿着一定的方向进行流动,从而在物理、化学、生物三者的协调关系的作用下,通过过滤、沉淀、吸附、离子交换、微生物分解和植物吸收等途径来对废水进行处理,使污水得到不同程度的净化,从而使水质得到改善;而且,在污水处理净化过程中,污水中的一些营养物质,也可以通过湿地的生化循环作用,从而促进湿地中绿色植物的生长并提高其产量,从而使污水真正达到无害化处理,实现污水的资源合理化利用。
人工湿地污水处理技术的研究始于1953年德国科学家Seidel提出根区法理论之后,至上世纪70年代末期人工湿地已逐渐成为世界上普遍接受的一种新型污水处理工艺。
我国开始进行人工湿地方面的研究,起始时间相对来说比较晚,于上个世纪80年代初才开始接触人工湿地,学习了解该技术,但是我国在这方面的研究发展却是非常迅速。
人工湿地具有因地制宜、污水净化效果好、出水稳定、水质良好、抗冲击力强、氮、磷去除效果强、建造和运行费用低和运转维护管理方便、湿地建造和运行费用低、能够很好地适应负荷变化所带来的影响、适于处理非连续性排放的污水同时可使污水处理与环境生态建设有机结合等主要特点。
同时,人工湿地于对野生动物的保护以及对局部地区景观美学的价值提高也有很大益处。
因此,大力推广和发展人工湿地污水处理工艺,对于我国污水的治理以及水环境的保护具有非常重要的意义,因而在我国具有非常广泛的应用发展前景。
2、人工湿地的类型及特点从人工湿地的流态构造、组合以及水流的流动方式等因素多方面综合考虑,可将现在的人工湿地分为4种类型:一是以自然泥土为基质的、水流在湿地表面流动的表面流人工湿地;二是以不同粒级的砂石为基质的,水流在基质中沿纵向垂直流动的垂直潜流人工湿地;三是水流在基质中沿水平方向或与水平方向呈较小角度的水平潜流人工湿地;四是由沉淀池、表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地等综合起来组合而成的复合型人工湿地。
2.1 自由表面流人工湿地自由表面流湿地,又叫水面湿地系统,与自然湿地具有极大的相似度,但其污水净化效果要比自然湿地系统要好很多。
表面流湿地中,水流在湿地表面呈现出一种推动式前进,这对于废水的自然复氧作用有很大的好处,其水面一般位于湿地的基质层之上,且水层深度较浅,一般为0.2m—0.4m,水力最短停留时间为10天。
在自由表面流人工湿地中,其中,地表径流是采用最多的水流形式,即废水从进水口在湿地填料的表面以下一定深度以较慢的速度流动,在流动的过程中保持着自由水面,并与土壤、水下的植物茎、植物及植物根部的生物膜等进行充分接触,从而将废水中绝大部分有机物进行去除,即通过物理、化学以及生物三者的协同作用,从而对污水进行处理净化,并使净化后的水从湿地另一端流出。
且水面的扩散作用,植物的光合作用是人工湿地中氧气主要的来源,植物根系虽说也能传输部分氧气,但它们传输氧气能力非常弱。
2.1.1 自由表面流人工湿地的优点1 设计程序简单,投资费用少;2 操作简便,运行费用低;3 表面流人工湿地相对而言与天然型湿地比较接近。
2.1.2 自由表面流人工湿地的缺点1 水力负荷较小,即单位面积滤料每天可以处理的污水量有限,且占地面积比较大,污水处理净化效果比较差;2 该类型人工湿地易受气候影响,且影响程度非常大,在夏季容易孽生蚊蝇,产生比较难闻的气味,从而导致卫生条件不佳;在北方冬季比较寒冷的地区,湿地表层容易因低温而结冰,而使湿地运行中断或大大减弱湿地的处理效果;3 表面流人工湿地对于填料及植物丰富的根系不能達到充分利用的效果,污水净化处理效果受植物覆盖度的影响比较大,和潜流人工湿地相比,在达到正式稳定运行之前需要时间较长的适应期,而且虽然该类型湿地造价低廉,但在实际湿地应用中比较少。
2.2 水平潜流人工湿地水平潜流人工湿地系统又称渗滤人工湿地,该类型的水面位于湿地的填料层以下,污水在湿地床的内部从湿地一端经填料床中的填料的过滤作用沿水平方向缓慢流至另一端,通过生长在填料表面的生物膜、植物丰富的根系以及表层土和内部填料的截流等作用,从而对污水起到的处理净化的效果。
其中,湿地系统中氧气主要是通过植物根系的传输作用而来。
2.2.1 潜流人工湿地的优点1 与水面流人工湿地相比,潜流人工湿地的污染负荷与水力负荷相对来说比较大,具有较好的耐冲击能力,对SS、CODCr、BOD5及污水中的重金属等具有较好的处理效果;2 由于流经湿地水流是从地表以下流动,从而使潜流人工湿地具有较好的保温性能,能有效解决北方寒冷地区的冬季防冻问题;3 污水在净化处理时,受气温以及气候的影响很小,卫生条件相对表面流人工湿地要好很多,且几乎不会产生难闻气味以及蚊蝇滋生等现象在实际中应用最广;4 湿地出水水质比较稳定,不需时间去适应,且占地面积相对来说比较小;5 潜流型人工湿地的作用位点多,微生物丰富,温度波动小,水力负荷较大,占地面积小,处理污水效率高。
2.2.2 潜流人工湿地的缺点1 投资建造费用相比水面湿地来说要高一些,而且其后期维护以及运行管理的费用也比较高。
2 人工湿地的控制相对来说比较复杂,对氮、磷等有机质的处理效果不如垂直流人工湿地。
2.3 垂直流人工濕地垂直流人工湿地的水流运动情况综合了表面流湿地以及潜流湿地二者的特性,在垂直流人工湿地系统中,污水从湿地的表面的填料床中在垂直方向上忧伤到下纵向流入填料床底,使床体一直处于一种不饱和状态。
其中,湿地中的氧气一方面是大气的扩散作用,另一方面则是通过植物根系的传输。
2.3.1 垂直流人工湿地的优点1 与水平潜流人工湿地相比,垂直流人工湿地大大增加了污水与空气接触面积,有利于氧的传输,使水中氧气充足,提高了污水的净化处理效果;2 垂直流人工湿地硝化能力较水平潜流湿地强,对于氨氮含量比较高的污水处理效果相对而言比较好一些;3 因为垂直潜流型人工湿地是在垂直潜流系统中,污水从表面由上到下竖向流至填料床底,水流在竖向流至填料床底的过程中依次经过不同的介质层,从而达到净化的效果。
所以占地面积相较其它形式的人工湿地来说要小,从而单位面积处理污水的效率较高。
2.3.2 垂直流人工湿地的缺点1 对于CODCr、BOD5等有机物的处理能力不如潜流人工湿地,净化能力有待提高;2 建造要求相对来说高,比较麻烦;3 湿地操作控制相对来说复杂,程序繁琐;4 湿地落干、淹水时间比较长,在夏季容易孳生蚊蝇,造成卫生问题。
2.4 复合人工湿地复合人工湿地中的水体流态既包括水平流又包括垂直流,是多种流态集一体。
复合人工湿地对NH3-N、TP、CODCr、BOD5、TSS[13]、细菌总数和浊度等具有较高的去除率,且出水水质可以达到国家杂用水标准。
3、人工湿地在我国的发展运用我国开始进行人工湿地方面的研究,相对而言起始时间还是比较晚的,我国从上个世纪80年代初才开始接触人工湿地,了解人工湿地这个概念,并开始引进以及学习借鉴国外在这方面的先进技术,虽然说我国起始时间较晚,但是我国在这方面的研究发展却是非常迅速。
在第七个五年计划期间,我国将人工湿地处理这项新兴技术作为了我国科学技术所要攻关的难题,并且从这时期开始,我国关于人工湿地方面的研究才算真正意义上的步入了研究的正轨,并且开始进行比较大得规模性的人工湿地理论以及实践研究,在此期间,我国在人工湿地方面,关于该技术的核心要点,工程系统参数以及工艺特性方面均取得了令人瞩目的成果。
经过多年来的探究,对于人工湿地污水处理工艺及其实际应用方面,我国在已经取得了较大的进展,但人工湿地作为一项新型污水处理工艺,关于其推广及应用,仍存在很多不足之处,需要我们进行进一步研究:首先,国外现在关于人工湿地研究主要集中在数据库开发和数据应用指南,以及对人工湿地进行研究机理的深入探讨、对人工湿地的技术进行改良以及不断扩大人工湿地的应用范围等方面,而我国在这些方面的研究相对来说比较落后;其次,人工湿地在南方温暖地区适应性良好,但在我国北方的寒冷地区,冬天运行相对而言比较困难,运行效果不佳甚至出现不能运行的问题,虽然说潜流人工湿地对这方面的要求比较低,但当温度过低时仍会对污水的净化效率起到严重影响。
所以说,温度是解决这一关键问题一个非常关键的影响因素,只有很好地解决此问题,人工湿地才能够在北方得到大范围应用并推广;最后,除了系统内污染物降解的反应动力学和湿地内部的水流流态这些因素会影响人工湿地系统处理效率外,还有许多其它因素也会影响到污水处理的效率,如水力停留的时间、进水的负荷、气候特征及湿地系统的设计类型、区域性差异等,而且目前我国而言,并无任何规范来对人工湿地进行定性设计以及统一标准。
综上所述,尽管人工湿地现在已经成为我国现阶段污水处理的重要组成部分之一,对我国现在所面临的水资源危机问题可以起到一定的缓解作用,但是我国现阶段的人工湿地仍面临许多问题,如缺乏人工湿地的设计技术指导、相应的数据指南及其相关规范的约束等问题,而且关于人工湿地理论及实践基础研究等方面的内容尚存在许多不足之处,仍需我们进行深入的研究探讨,从而使人工湿地系统在我国得到更加完善的应用。
4、展望人工湿地作为当今污水净化的主流之一,必将随着其不断探究而呈现出更好的发展态势,而且相信我国也会尽快开发出属于我国的人工湿地数据库,并且不断扩大人工湿地的试用类型,而且解决人工湿地在北方的应用问题,人工湿地在污水净化的同时,也可以带来一定的经济效益与社会效益,相信在未来阶段中,我国在人工湿地的研究中也会更加深入,我国在人工湿地关于该方面的研究也将处于领先阶段。
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