人工濕地系統在污水處理中的影響
時間:2022-09-26 10:05:36
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摘要:隨著社會經濟的快速發(fā)展,人工濕地系統等新型污水處理技術得到廣泛應用。人工濕地系統污水處理技術踐行原理主要是物理、化學和生物技術的結合,利用一些自然內循環(huán)處理機制對污水進行凈化處理。人工濕地在污水處理的實際運行過程中,呈現出比較切合實際應用效果的現況,這對其進行推廣,起到了較為顯著的推動作用。本文選擇該課題的理念以及詳細分類作為該系統對于污水處理效果分析的依據,根據數據匯總等方式進行歸總,提出筆者個人的一點拙見,以供參考。
關鍵詞:人工濕地系統;污水處理;實際價值
1人工濕地的基本概念
在人工濕地上流動的過程當中,利用了生物、化學和物理三方面共同作用的結果,是在結合多方科學理論知識的情況下研發(fā)出的一類對于污水和污泥的一種新的處理方法。人工濕地的作用機理主要是吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀等,是一個比較綜合的生態(tài)系統,它能促進廢水在污染環(huán)境下的循環(huán)利用,充分發(fā)揮我國資源在生產方面的潛力。
2人工濕地的影響因素
人工濕地系統的污水處理來源于對大自然濕地的模擬,大自然的濕地是陸生和水生生態(tài)之間的過渡區(qū)域,它是帶有相當高的生產力的生態(tài)系統。濕地可以調節(jié)空氣中的水分,具有凈化污水的功能,它也被稱為“地球的腎臟”[1]。人工濕地系統在污水處理中的方法帶有容易操作、高效、穩(wěn)定、消耗少等一系列優(yōu)良特點。由于天然的濕地資源非常有限,因此創(chuàng)造出了人工濕地以此來模擬天然濕地。人工濕地的污水處理系統都是有人在實時監(jiān)控,在一定情況下可以在填料床的床體上種植一系列既美觀又有經濟價值的植物。比如說喜好在水中生存的蘆葦,還有動物蠑螈等。由填料中生活的動物和微生物組成了奇特的生態(tài)環(huán)境,污水在流過床體表面和縫隙的時候,會有過濾、吸附、沉淀等過程對污水進行處理和凈化。
2.1容易受氣候影響
在人工濕地中所種植的植物品種是否得當,直接關系到人工濕地系統在污水處理時的工作效率和收益問題,在植物的選擇問題上也會受到相應的環(huán)境條件影響。人工濕地中的植物和微生物對溫度尤為敏感,如果植物和微生物在濕地中的生長受到影響,將直接影響人工濕地的處理效果。研究表明,水溫低于10℃時,人工濕地的處理效率會明顯下降,在4℃以下時濕地中的硝化作用趨于停止。同時,在較低溫度和氧含量的情況下,微生物活性也會降低,使微生物對有機物的分解能力下降。各人工濕地隨季節(jié)的變化去除率排序為夏季>秋季>春季>冬季,NH+4-N、高錳酸鹽指數變化較大,冬季去除率下降尤為明顯。在冬季低溫條件下,不僅對人工濕地的去除效果產生影響,同時還存在人工濕地處理工藝脫氮效率低、基質易堵塞、床體缺氧等問題,由于人工濕地受氣候溫度條件影響較大,這也是限制人工濕地在寒冷地區(qū)推廣應用的原因之一。
2.2占地面積非常大
人工濕地在凈化污染方面的成效和污水在濕地中流動的時間有著很大的聯系。和傳統污水處理廠的凈化工藝相比,人工濕地的污水處理就比傳統的污水處理需要更多的占地面積,可能是傳統污水廠的2-3倍。在這之中,表面流動的濕地則需要比其他濕地更大的面積。
2.3人工濕地填料的可選范圍太窄
傳統人工濕地填料的選擇非常單調,僅有土壤、泥砂,這就會出現氮和磷去除率比較低的現象。所以需要找到新型、高效、廉價的填料或是混合填料來代替?zhèn)鹘y的填料。經過近些年的研究,陸續(xù)有報道稱,已經開始利用陶瓷填料、沸石、石灰石等當做新型人工濕地的填料被應用到了污水處理當中,經過一定時期的考察與踐行結果監(jiān)測分析得知其應用取得了非常好的使用效果,該項課題的成功使我們在針對人工濕地系統在污水處理當中增添了新的選擇。粘土礦物的儲量非常豐富、價格也很低、吸附的容量大并且很快就能再生的優(yōu)秀特點使其在人工濕地的填料方面非常搶手。不過,在人工濕地系統中選用混合填料的時候,首先要確定好各個組分的比例,從而要保證正常的滲透速率以及最好的處理效果。找到更合適的材料,進行一定比例的搭配是當前人工濕地系統應該研究和討論的方向。
3人工濕地系統在污水處理中的應用策略
3.1確定好具體的停留時間
人工濕地系統在污水處理方面和水可以停留的時間有著很大的關系,假設停留的時間不夠,就會使污水處理的效果非常不理想,尤其是處理水中的氮和磷。相反的一類情況也要進行假設處理,通過大數據庫分析我們可以看出預期停留時間設置過長的話也很難達到預期設想呈現的效果。所以,在停留時間的設計時一定要注意污水的用量、濃度以及污水當中的污染物,合理推測出人工濕地系統對污水處理的能力。
3.2根據地區(qū)選擇不同的植物
生長茂盛的植物是可以有觀賞的效果,還能凈化空氣,對污水處理的效果也能起到控制的作用。在人工濕地系統栽培植物創(chuàng)造出微生物生存的環(huán)境,對于人工濕地系統在污水處理會正面的積極作用。在上述理論基礎上,我們引出下一個論點——選擇適合植物生長的環(huán)境是非常重要的,比如說種植燈芯草,其本身有一定的醫(yī)用價值,再結合現代處理技術后還能除掉水中的氯化烴和酚類;而香蒲葉則可以吸收污水當中的重金屬和一 些分解不了的化學物質,并且它自身還可以分泌出純天然抗生素,可以出去水中的細菌。我國地區(qū)呈現的是南北跨度較大的情況,也就是說我們有一些植物在南北方不能獲取同樣的適應性,針對南北方環(huán)境差異,根據自然變化規(guī)律我們可以進行針對性的植物體種植。
3.3合理利用土地面積
人工濕地系統雖然在污水處理中能起到非常積極的作用,但是占地面積比較大。在選擇人工濕地建造的時候,首先就要考慮周邊的環(huán)境問題以及經濟問題,要保證利益的最大化,而且要建在土地比較空曠、人煙稀少的地方。要想解決人工濕地系統占地面積的問題,就是把人工濕地系統建在城區(qū)合理的位置,這樣不僅能美化城區(qū)環(huán)境,成為城區(qū)一道美麗的城市景觀,還能減少對空氣的污染和對周邊人群所造成的生活影響。比如深圳市的紅樹林人工濕地,是充分利用紅樹林濕地減輕海水的污染。
3.4選擇合適的填料
人工濕地系統在填料的選擇上缺乏多樣性,應從開發(fā)、研究及實驗論證等方面入手,選出最合適的混合材料。人工濕地的填料都包括天然填料、工業(yè)副產品和人造產品三大類[4]。傳統天然材料的使用性能要低于其他類型的填料。相關的工作人員應該多做實驗,研究出最適合人工濕地系統的混合填料。
4結語
人工濕地系統在污水處理當中有很多特點,包括價格低廉、耗能少、實際運行費用比較低以及占地面積非常大等。人工濕地系統是人們在觀察過大自然以后,模仿沼澤地建造而成的一個新型地面。在人工監(jiān)督控制和實際建造的過程當中,蘊涵了包括生物、化學和物理等技術,實施了對污水的凈化,對污水處理來說是一種有效而較為生態(tài)化的處理方法。
參考文獻:
[1]于慧卿.淺議在人工濕地水體修復及生活污水處理中的應用研究[D].長安大學,2017(14):27~39.
[2]冉春秋.淺析污泥干化床與蘆葦床穩(wěn)定化污泥中多環(huán)芳烴的含量比較[J]環(huán)境科學,2017(31):61~65.
[3]白曉慧.影響人工濕地污水處理的因素與有效措施分析[J].哈爾濱工業(yè)大學學報,2018(14):89~90.
[4]廖新悌.人工濕地系統的除污機理及影響因素淺議[J].應用生態(tài)學報,2018(13):19~22.
作者:李曉明 單位:深圳市環(huán)境工程科學技術中心有限公司