水生植
www.xxk123.com
(www.xxk123.com)物: 首先,植物可以有效地消除短流现象;其次,植物的根系可以维持潜流型湿地中良好的水力输导性,使湿地的运行寿命延长;第三,通过其中微生物的分解和合成代谢作用,能有效地去除污水中有机污染物和营养物质,第四,水生植物能够将氧气输送到根系,使植物根系附近有氧气存在,通过硝化、反硝化,积累、降解、络合、吸附等作用而显著增加去除率。第五,致
密的植物可以在冬季寒冷季节起到保温作用,减缓湿地处理效率的下降。
基质层: 基质层是人工湿地的核心。基质颗粒的粒径、矿质成分等直接影响着污水处理的效果。目前人工湿地系统可用的基质主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介质(leca)、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。基质一方面为植物和微生物生长提供介质,另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直接去除污染物。
防渗层: 防渗层是为了防止未经处理的污水通过渗透作用污染地下含水层而铺设的一层透水性差的物质。如果现场的土壤和黏土能够提供充足的防渗能力,那么压实这些土壤作湿地的衬里已经足够。
腐质层: 腐质层中主要物质就是湿地植物的落叶、枯枝、微生物及其他小动物的尸体。成熟的人工湿地可以形成致密的腐质层。
水体层: 水体在表面流动的过程就是污染物进行生物降解的过程,水体层的存在提供了鱼、虾、蟹等水生动物和水禽等的栖息场所。
二 人工湿地去除污染物机理
2.1 有机物的去除
人工湿地对有机物有较强的净化能力,污水中的不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,可以很快被截留下来而被微生物利用;污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢过程而被分解去除。国内有关学者对人工湿地净化城市污水的研究表明,在进水浓度较低的情况下,人工湿地对bod5的去除率可达85%~95%,对cod的去除率可达80%,处理出水bod5的浓度在10mg/l左右,ss小于20mg/l。随着处理过程的不断进行,湿地床中的微生物相应地繁殖生长,通过对湿地床填料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。
2.2 氮的去除
湿地进水中的氮主要以有机氮和氨氮的形式存在,氨氮被湿地植物和微生物同化吸收,转化为有机体的一部分,可以通过定期收割植物使氮得以部分去除,有机氮经氨化作用矿化为氨氮,然后在有机碳源的条件下,经反硝化作用被还原成氮气,释放到大气中去,达到最终脱氮的目的。存在根系周围的氧化区(好氧区),缺氧区和还原区(厌氧区),以及不同微生物种群的生物氧化还原作用,为氮的去除提供了良好的条件。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。
2.3 磷的去除
湿地对磷的去除是通过微生物的去除、植物的吸收和填料床的物理化学等几方面的协调作用共同完成的。污水中的无机磷一方面在植物的吸收和同化作用下,被合成为atp、dna和rna等有机成分,通过对植物的收割而将磷从系统中去除;另一方面,通过微生物对磷的正常同化吸收。此外,湿地床中填料对磷的吸收及填料与磷酸根离子的化学反应,对磷的去除亦有一定的作用。含有铁质和钙质的填料可与水中的po43-反应而形成沉淀而去除,含有这些物质的地下水渗入床体内也有利于磷的去除.磷的去除是通过植物吸收、微生物去除及物理化学作用而完成。
2.4 悬浮物的去除
进水的悬浮物的去除都在湿地进口处5—10m内完成,这主要是基质层填料、植物的根系和茎、腐殖层的过滤和阻截作用,所以悬浮物的去除率高低决定于污水与植物及填料的接触程度。平整的基质层底面及适宜的水力坡度能有效提高悬浮物的去除效率。
三 人工湿地处理技术的优缺点
人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面 ,它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。人工湿地在污水处理上具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、低能耗、处理效果好等优点。
1、高效率
人工湿地的显著特点之一是其对有机物有较强的降解能力。有关人工湿地对二级污水处理厂出水试验的研究表明, 以二级污水处理厂出水作为原水的条件下,人工湿地对bod5的去除率可达85%—95%,cod去除率可达80%以上,处理出水中bod5的浓度在5mg/l左右,ss小于8mg/l。
我国大多数的二级污水处理厂出水中n、p的含量较高,湿地对n、p有很高去除率,可分别达到80%、90%以上。而传统的污水回用工艺对n、p的去除率仅能达到20%—40%。污水中的氮、磷可直接被湿地中的植物吸收,通过对植物的收割而从污水和湿地中去除,另外,氮还可通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用去除,磷则通过微生物的积累和填料床的理化作用协同完成去除。此外,人工湿地对微量元素和病原体也有相当高的去除率。