对新型曝气人工湿地处理技术探究

1、对新型曝气人工湿地处理技术探究摘要：本文阐述了人工湿地处理技术的原理、优点和存 在的问题，在此基础上，结合实际案例研究了新型曝气人工 湿地处理技术，从而改善和解决了传统人工湿地处理技术存 在的问题，提供了尾水提标改造思路和工程中的具体做法， 可供其它地区在实践中参考。abstract： this article describes the principle, advantages and problems of constructed wetland treatment technology. on this basis, combined with practical cases , th

2、e treatment technology of new aeration construeted wetland is studied， so as to improve and solve the problems of traditional artificial wetland treatment technology , which provides specific method for tail water upgrading and reconstruction ideas and engineering, and can be used as reference for o

3、ther area in practice.关键词：人工湿地；硝化；反硝化；曝气key words： constructed wetland； nitrification； denitrification； aeration中图分类号:x505文献标识码：a文章编号:1006-4311(2014) 11-0319-020引言目前，在世界范围内，关于污水的处理与利用，人工湿 地污水处理系统是较为廉价，且投资、能耗都较低的处理技 术。通过对天然湿地净化功能进行长期的应用，进而在此基 础上发展其相应的污水处理技术，该技术具有明显的脱氮除 磷效果，在一定程度可以替代污水二级处理技术。1人工湿地处理技术

4、的原理与脱氮除磷机制1.1人工湿地的处理原理 所谓人工湿地处理技术就是 一种生态工程方法，通过将特定的湿地植物种植在一定的填 料上，进而在一定程度上建立起人工湿地生态系统，污水中 的污染物质和营养物质通过系统时，被系统充分的吸收或分 解，进而起到净化水质的作用。无论是建造成本，还是运行成本，人工湿地处理技术都 比较低，而且操作简单，并且净化出水的水质非常好。如果 湿地植物选择的比较合理，那么在一定程度上可以起到美化 环境的作用。污水经过人工湿地系统进行处理后，其水质可 以达到地面水水质标准，可以说人工湿地处理技术是一种深 度处理方法。1.2人工湿地氮的去除机制 对于氮的去除作用，在人 工湿地系

5、统中，通常情况下包括：吸附和过滤基质、氨的挥 发、植物的吸收，以及微生物的硝化/反硝化等，对于除n, 在人工湿地系统中，靠微生物的氨化、硝化、反硝化作用来 实现。2人工湿地脱氮存在的主要问题在除氮磷方面，人工湿地有着独特的优势，但是同时存 在着一些问题。在人工湿地中，由于系统内部处于厌氧状态, 进而制约了硝化反硝化过程，使得湿地系统不能很好地发挥 除氮功能。目前，在人工湿地系统内部，由于大部分出现厌 氧状态，并且比较严重，而硝化过程需要溶解氧。经研究显 示，对于1. omg/l的氨氮，当系统中溶解氧超过4. 6mg/l时, 硝化才能顺利进行。因此，湿地降低了污水对氨氮的去除率, 通常情况下不超

6、过60%。人工湿地不能提供硝酸盐促进反硝 化作用，系统脱氮潜力受到影响和制约。因此，为了提高硝 化作用，确保硝化反硝化机制畅通性，进而提高脱氮效果。3新型曝气人工湿地处理技术人工湿地处理技术是未来水质提标一大热门处理技术， 其具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行 费用低等优点，非常适合中、小城镇的污水处理。但是也有 其不足之处：如占地面积过大，氧气供应传质不佳等缺点。 针对人工湿地占地面积过大，氧气供应传质不佳、填料易堵 塞等缺点，东莞松山湖国家高新区工业污水处理厂尾水提标 项目采用了一种新型的曝气人工湿地处理系统，颠覆了人们 对传统人工湿地的认识。新型曝气人工湿地是由人工建造和

7、控制运行的与沼泽 地类似的地面，将污水有控制的投配到经人工建造的湿地 上，污水在沿一定方向流动的过程中，鼓风机通过池底底部 曝气管向反应池供氧，主要利用人工介质、植物、微生物的 物理、化学、生物三重协同作用，对污水进行处理的一种技 术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、 微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养 分吸收及各类动物的作用。与传统人工湿地相比，新型曝气人工湿地处理系统在诸 多方面进行了改进，改善和解决了传统人工湿地存在的问 题。%1 湿地处理系统采用池塘结构，池底和四壁釆用防渗材 料，大大地减小了占地面积，降低了建设成本，同时增大了 水力负荷。新型曝气人工

8、湿地处理系统池底及四壁铺设pe 防渗膜，防止污水渗入地下，较混凝土池体结构，大大减少 了建设成本。水力负荷是衡量人工湿地设计、管理水平的最 重要指标。目前人工湿地水力负荷在0.20. 4m3/m2 - d范 围内，而新型的曝气人工湿地的水力负荷可达到3.0 4. 0m3/m2d,是传统的人工湿地820倍。以处理规模为 10000吨/天的人工湿地为例，传统的占地约50000m2（75亩）, 新型的仅为3400m2 （5亩），极大的节约了土地资源。%1 采用不同级配的填料，改善了湿地的水力学性能，为 微生物提供更大的附着面积，增强系统对污染物（尤其是氮、 磷）的去除能力。在湿地系统中，填料作为基质

9、与载体，其 去污过程通常情况下，借助离子交换、专性与非专性吸附、 螯合作用及沉降反应等实现。填料对污水的处理效果受到自 身所有理化性状的影响和制约。在新型曝气人工湿地处理系 统中，通过采用不同级配的专业填料一自然岩石作为基质， 该基质的特点是疏松多孔、通气性好、表面积大，主要表现 为：一方面便于空气中的氧气进入湿地，为硝化细菌提供充 足的氧气；另一方面，由于该基质多孔，含水率高，便于湿 地形成厌氧环境，有利于反硝化作用除氮。此外，这种基质 质轻，松散容量小，有足够的机械强度，有效避免堵塞，提 高了运行周期。%1 增加可灵活调节的曝气系统，通过间歇式供氧使得系 统处于最佳工作状况；同时因为底部有

10、曝气，可通过水的局 部紊流冲刷填料，填料不易堵塞（如图1所示）。新型的曝气人工湿地处理系统采用了便于更换的曝气 管曝气，鼓风机通过池底部曝气管向反应池供氧，通过池体 内填料的缝隙切割作用，有效的提高了氧气的转移效率，同 时通过巧妙的控制水流迫使其向前和向上同时流动，在此过 程中与氧气进行了充分接触；而生长在填料表面的生物膜的 微生物群落得到足够的氧气供应，进而靠微生物的生化作 用，去除了污水中的污染物，使得出水水质达标排放至受纳 水体。4结语随着人类生存环境的恶化，人类赖以生存的水资源污染 日益严重，全世界都对水资源与水环境有了足够的重视，在 工业科技高度发达的今天，为了实现可持续发展战略，维护 生态环境，贯彻节能减排使命，新型曝气人工湿地处理系统 技术将不失为一种有效的手段，其在建设成本、占地面积、 运营维护成本、耗能等方面均很低，而且操作简单、控制方 式灵活，相信在今后水处理中，必将有非常广泛的运用。参考文献：1 王薇等.人工湿地污水处理工艺与设计j.城市生态与城市环境，2001, 14 (1)： 59-62.2 夏汉平.人工湿地处理污水的机理与效率j.生态学杂志，2002,