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农村生态治理


       随着工业化、城镇化以及农业产业化的加快发展,农民的生活方式发生了巨大变化,农村地区人均用水量和生活污水排放量激增,产生了大量的生活污水,造成水体变黑发臭,鱼虾绝迹,蚊蝇孽生,农村生态环境遭到严重破坏,成为重要污染源,农村居民健康程度不断下降,给农业生产和农民生活造成很大危害.因此,保护农村生态环境、加强农村整洁工程建设已迫在眉睫。
       注册绑卡秒送38元运用人工湿地污水处理技术在农村环境连片综合整治、农村安全饮水工程方面有着先进的技术并取得显著成绩。
      人工湿地污水处理技术具有处理效果好(对BOD5的去除率可达85%-95%,CODcr去除率可达80%以上),氮磷去除能力强(对TN和TP的去除率可分别达60%和90%),运转维护方便、工程基建和运转费用低(分别为传统二级活性污泥法工艺的1/10和1/2)以及对负荷变化适应性能力强等特点。比较适合于技术管理水平不很高、有充足废弃坑塘洼地或土地的乡村地区。


一、人工湿地系统的构造与类型
1.人工湿地的构造
       人工湿地系统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作用。这种湿地系统是在一定长宽比及底面坡度的洼地中,由土壤和按一定坡度填充一定级别在床体的表面流动,并在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的鲨植物(如芦苇)等,形成一个独特的植物生态环境,从而实现对废水的处理。当床体表面种植芦苇时,则常称其为芦苇湿地系统。


2. 人工湿地的类型
       人工湿地可按污水在湿地床中流动的方式不同分为三种类型:地表流湿地(SFW,surface flow wetland)、潜流湿地(SSFW,subsurface flow wetland)和垂直流湿地(VFW,vertical flow wetland)。

     (1)地表流湿地:在地表流湿地系统中,污水在湿地表面流动,水位较浅,多在.0.1~0.6m之间。这种系统与自然湿地最为接近,污水中的有机物只对主要依靠生长在植物水下部分的茎、杆上的生物膜完成的,难以利用填料表面的生物膜和生长丰富的植物根系对污染物的降解作用,因此其处理能力较低。同时,这种湿地系统的卫生条件较差,易在夏季滋生蚊蝇、产生臭味而影响湿地周围环境;在冬季或北方地区则易发生表面结冰问题,系统的处理效果受温度影响度大。因而在实际工程中应用较少。但这种湿地系统具有投资低的特点。
     (2)潜流湿地:又称为渗滤湿地,污水在湿地床的内部流动,一方面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作用,易提高处理效果和能力;另一方面则由于水流在地表以下流动,故其有保温性较好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好等特点。潜流湿地系统是目前应用较多的类型,但这种湿地系统投资要高一些。
      在潜流湿地系统的运行过程中,污水经配水系统(由卵石构成)在湿的一端均匀地进入填料床植物根区。根区填料层由三层组成:表层土壤、中层砾石和下层小豆石。在表层土壤种植具有前文所述特点的耐水性植物,如芦苇、蒲草、大米草和席草等。这些植物生长有非常发达的根系,可以深入到表土以下0.6~0.7m的砾石层中,并交织成网与砾石一起构成一个透水性良好的系统。这些植物根系具有较强的输水能力,可使根系周围的水环境保持较高浓度的溶解氧,供给生长在砾石等填料表面的好氧微生物生长、繁殖即对有机污染物的降解所需。经过净化的水由湿地末端的集水区中铺设的集水管后排出处理系统。一般情况下,这种人工湿地的出水水质优于传统的二级生物处理。
     (3)垂直流湿地:系统中水流综合了地表流系统和潜流系统的特性,水流在填料在基本呈上向下流垂直流,水流流经床体后被铺设在出水端底部的集水管收集而排出处理系统。这种系统基建要求较高,较易滋生蚊蝇,目前已不多采用。


3、人工湿地的净化机理
      人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用。湿地系统成熟后,填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。废水流经生物膜时,大量的SS被填料和植物根系阻挡截流,有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。湿地床系统中因植物根系对氧的传递释放,使其周围环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态,保证了废水中的氮磷不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收,还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除,最后湿地床填料的定期更换或栽种植物的收割而使污染物最终从系统中去除。
      人工湿地中氧的来源主要是通过植物根系的光合作用(根系输送)对氧的释放、进水中携带的氧以及水面的更新作用而获得。植物根系的输氧作用使得根系周围形成好氧区域,其中形成的好氧生物膜对氧的利用使离根系较远的区域呈现缺氧状态,而在离根系更远的区域则呈现出完全厌氧状态。这些溶解氧含量不同的区域分别有利于大分子有机物及氮磷的去除。
      废水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;而可溶性有机物则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。
废水中的氮一般主要以有机氮和氨氮的形式存在。湿地处理过程中,有机氮首先被异养微生物转化为氨氮,而后氨氮,而后氨氮在硝化菌的作用下被转化为无机亚硝态氮和硝态氮,最后通过反硝化菌的作用以及植物根系的吸收作用而从系统中去除。湿地系统中植物根系的输氧及其传递作用,使得床体中呈现好氧、缺氧和厌氧状态,这相当于A2/O处理工艺中的各单元。依靠植物根系营造的交替出现的好氧、缺氧区域,人工湿地中的氮主要是通过硝化和反硝化作用去除的。人工湿地系统较传统活性污泥法有更强的脱氮能力,而比A2/O处理工艺的投资更为节省。一般人工湿地对TN的去除率可达60%以上。
      人工湿地对磷的去除是通过微生物的积累、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。无机磷是植物的必需营养元素,植物吸收的无机磷被合成ATP、DNA和RNA等植物有机成分,通过对植物的收割而将磷从系统中除去。依靠微生物的吸收、累积和填料床的吸附、置换,最后通过更换填料床从系统中去除磷的能力是有限的。在上述三种作用中,一般以植物对磷的吸收、去除作用为主。湿地系统对磷的去除率可高达90%左右。


处理对比



模型图



人工湿地



人工湿地



人工湿地



人工湿地



厌氧池

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