人工湿地污水处理技术在应用中存在问题和解决措施 7页

'人工湿地污水处理技术在应用中存在问题和解决措施　　摘要:结合近些年国内外人工湿地研究进展，提出了我国人工湿地系统中存在的问题及解决方案，期望能够为人工湿地的应用及推广提供参考。关键词：人工湿地；污水处理；脱氮中图分类号：U664.9+2文献标识码：AAbstract: Withthe development ofartificialwetland research inrecentyears,putforwardthe existinginourcountry’s wetland system problemsand solutions, inhopeofprovidingreferenceforthe applicationandpopularizationof artificial wetland.Keywords: constructedwetland; wastewatertreatment; nitrogenremoval7 人工湿地作为一种新型水处理技术，是利用基质、植物和微生物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解实现对废水的高效净化[1]。与传统的污水处理技术相比，人工湿地污水处理系统具有出水水质稳定、投资低、耗能低、抗冲击力强、操作简单、运行费用低等特点[2]。人工湿地以其独特的优势越来越受人们的关注和重视，但是在应用过程中也存在一些亟待解决的问题，本研究针对人工湿地在应用过程中存在的问题进行分析并提出相应的解决措施。1人工湿地应用于污水处理技术的研究进展对于人工湿地的研究自从上世纪五六十年代就已经开始，到六七十年代，能源危机促使人工湿地技术迅速推广到多种实际水处理工程当中，用以处理生活污水及工业废水。Kiekuth于1972年提出了“根区理论”，标志着人工湿地作为一种独具特色的新型污水处理技术正式进入水污染控制领域[3]。在随后的10年中，国内外研究学者成功解决了人工湿地在应用上的大部分技术难点，使人工湿地污水处理技术日趋成熟。八十年代后期，英国、德国、丹麦等国家都构建了大量用于小城镇的污水处理的潜流人工湿地处理系统。目前，人工湿地系统在许多国家已被用来处理各类受污染水体，包括家畜与家禽的粪水、尾矿排出液、工业污水，农业废水、垃圾场渗滤液等[4]。但纵观国内外研究现状，人工湿地处理污水技术还有很多问题尚未完全弄清或有待进一步研究。7 2人工湿地在应用中存在的问题2.1受气候温度影响较大人工湿地系统受温度影响较大，尤其在北方地区，11月份以后温度就会降到零下，系统氨氮、磷、COD等去除率均会受到很大影响。有学者认为在4℃以下时湿地中的硝化作用趋于停止。同时，在较低温度和氧含量的情况下，微生物活性也会降低，使微生物对有机物的分解能力下降，故温度是限制人工湿地在寒冷地区推广应用的重要原因之一。2.2基质易堵塞基质是人工湿地系统的重要组成部分，也在湿地系统运行过程中起着至关重要的作用[5]。但随系统运行过程中，基质中微生物的不断繁殖以及腐败植物的累积导致基质的吸附能力逐渐趋于饱和，若维护不当及容易产生基质的淤积阻塞，这样不仅会影响湿地系统的寿命以及湿地长期运行的稳定性，甚至使湿地系统丧失其应有功能。2.3易受植物、基质、水力负荷、运行方式等的影响植物是人工湿地系统的重要组成部分，植物通过其发挥作用将湿地系统中形成好氧区域和厌氧区域，在氮、磷的去除上体现了非常重要的作用[6]。但人工湿地系统植物过度单一或搭配不合理都会影响最终去除效果。7 水力负荷和运行方式的设置都会影响系统作用的发挥，水力负荷过大会导致水力停留时间缩短，最终影响污水处理效果甚至造成湿地堵塞现象。湿地的运行方式对系统的影响也是不容忽视的，宋铁红等研究了人工湿地在间歇流、连续流进水方式下处理生活污水的效率，结果表明，间歇流进水能够提高床体内的含氧量，缓解植物根系放氧不足.提高了污染物去除率。2.4管理不合理人工湿地系统在运行过程中还存在着管理上的问题，随着系统运行时间的增加，人工湿地表面会积累周围生态系统产生的落叶、动物排泄物等，会很大的影响人工湿地的处理效果，甚至会造成堵塞。但目前对湿地系统管理力度不够并且缺乏科学的管理理念，导致人工湿地系统在运营一段时间后污水处理效果急剧下降，不仅失去了人工湿地系统原有的价值，并且很大缩短了人工湿地的使用寿命。3解决措施针对人工湿地系统在污水处理过程中存在的诸多问题，本研究针对以上问题提出了相应的解决措施，以期为人工湿地的运行与推广提供参考。3.1人工湿地的保温措施低温对人工湿地造成了不利的影响，为了保证人工湿地的运行效果，国内外学者研究了各种保温措施，通过保温能够减缓植物体眠，促进了人工湿地对污染物的去除效果。3.1.1选择合适的湿地类型7 在低温条件下，表面流人工湿地污水在表面流动，保温能力较差，水温降低易对微生物数量和活性造成影响，表面冰层使大气复氧能力下降，导致运行效果不佳。而潜流型人工湿地则具有一定的优势，潜流型湿地与大气之间有覆盖层隔断，在冬季对污水在床体中的保温效果较好，同时，潜流型人工湿地在处理过程中被表层土覆盖，可减少因污水蒸发蒸腾和流动造成的能量损失。因此，相对于其他湿地而言，潜流人工湿地在冬季或北方寒冷地区使用更具有优势，而在寒冷地区人工湿地的应用研究中大多数也都采用潜流型。3.1.2设计覆盖层覆盖物在整个湿地保温中起到隔离作用，有效的隔离可以提高湿地的污水处理效率。华莱士等认为，好的覆盖材料应具有以下特性:能完全分解而不影响系统正常运行;pH为中性;结构蓬松，纤维含量高，隔热性好;易使种子在覆盖物上生长;有较好的湿气涵养能力。目前对于覆盖层有植物覆盖、地膜覆盖等，各种覆盖方法都有它们的优缺点，但是在应用过程中要综合可虑各方面因素，选择合适的覆盖方法以预防低温对湿地造成不利影响。3.2湿地堵塞的防治措施7 随着人工湿地的日益推广和应用，越来越多的人开始研究堵塞问题，目前常用的预防措施有:对进水进行预处理，选择合适的基质粒径和级配、选择合适的植物和污染负荷、合理的运行方式，以及一些强化措施等。3.2.1加强对污水的预处理预处理可以降低湿地进水中的悬浮物和有机负荷，有效预防人工湿地堵塞的发生。常见的预处理工艺有格栅、厌氧沉淀、混凝沉淀等。加强污水的预处理，主要是为了去除污水中的悬浮物质，以减少悬浮物对系统造成堵塞。对污水进行预处理虽可有效推迟基质堵塞发生的时间，却不能杜绝基质堵塞的发生，并会增大系统的投资、运行成本以及维护管理难度。因此要对投资、运行成本及由此产生的效果进行权衡。3.2.2更换基质大量的研究表明人工湿地中有机物的积累主要发生在表层，而人工湿地的堵塞也主要发生在湿地表层，因此对于堵塞严重的人工湿地更换湿地表层填料可以改善湿地表层的堵塞，保持人工湿地的稳定运行。4结论7 我国人工湿地系统正式运行时间较短，在运行管理方面经验仍旧不足，因此加强我国人工湿地污水处理系统规范化管理，编制出一套适合我国国情并综合考虑南北方气候差异、切实可行的污水处理系统规范，充分发挥人工湿地的生态服务功能，使人工湿地在对污水进行处理与净化的同时带来一定的景观和经济价值。人工湿地系统基质堵塞是我国现阶段人工湿地运营过程中亟待解决的问题，因此应着重进行解决此项难题的研究，寻求能有效解决人工湿地堵塞的方法，延长人工湿地的使用寿命，提高人工湿地系统在我国污水处理领域的应用价值。参考文献[1]刘礼祥，刘真，章北平等,人工湿地在非点源污染控制中的应用,华中科技大学学报，2004,21(1);40-43.[2]相震，陈淑娟，王连军等,接触氧化人工湿地去除印染废水中COD,环境污染治理技术与设各,2005,6(9);65-67.[3]周仲魁，陈泽堂，孙占学，人工湿地在治理矿山废水中的应用田铀矿冶，2008,27(4);202-210.[4]刘志斌，金晓芳人工湿地处理矿山废水的可行性研究田露天采矿技术，2005(6);39-43.[5]姚运先，王艺娟人工湿地在酸性矿山废水处理中的应用田湖南有色金属,2005,21(4);26-29.[6]韩文涛，邹丽芳利用人工湿地处理石油采出水技术的可行性田吉林水利，2006(11);1-3.7'