人工湿地深度处理工艺及在污水处理厂中的应用

2013-08-15赖丰运

资源节约与环保 2013年7期

赖丰运

（广州市华南水务工程技术有限公司广东广州510000）

1 前言

目前我国大部分县级以上地区都建有污水处理厂，而且基本都是采用二级处理工艺，处理后的污水只能达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。近年来随着经济的发展，环境问题越来越严峻，政府部门对环境保护越来越重视，对污水处理厂进行提标是势在必行的事。很多地区环保部门对新建的城镇污水处理厂要求出水标准必须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，已建的城镇污水处理厂需增加深度处理设施，将排放标准由原来的一级B标准提升到一级A标准。为此提出以人工湿地工艺作为污水处理厂的三级深度处理工艺，对人工湿地处理工艺的构成和特点、人工湿地作为深度处理工艺的优势、以及人工湿地在城镇污水处理厂中的应用作分析。

2 人工湿地工艺

人工湿地是由人工建造和控制运行的污水净化系统，主要利用土壤、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、污泥进行处理的一种技术。湿地床层中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的微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、磷不仅能被植物及微生物作用营养成分直接吸收，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从废水中去除。最后通过湿地基质的定期更换或收割使污染物最终从系统中去除。人工湿地去除污染物的范围包括N、P、SS、有机物、微量元素、病原体等。从水力学角度划分，人工湿地分为表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地。

2.1 表面流人工湿地

表面流人工湿地又叫自由表面流湿地，其系统模拟天然湿地的水力原理，在自由表面流湿地中，水从一边流入，从另一边流出。湿地处理系统中较深的水域类似于池塘，其表面是以浮游生物和纤维状的藻类、浮游植物、沉水植物为主的自养体系，在阴暗的深层水域则以厌氧细菌生长为主。表面流人工湿地水深一般为0.3～1.4米，有利于太阳光直射入水，提高水中溶解氧浓度，有利于好氧反应发生。湿地中栽培有再力花、梭鱼草、水葱、香蒲等各类大型挺水植物，湿地中靠近表水层是好氧环境，深水层是厌氧的环境，氮能通过硝化和反硝化作用有效去除。磷的去除通过吸收、吸附、络合、沉淀。

2.2 潜流人工湿地

污水在潜流人工湿地的填料下潜流，因而可充分利用填料表面及植物根系上的生物膜及其他各种作用处理废水，提高处理效果和处理能力。同时由于水在地表下流动，保温性好，处理效果受气候影响较小，且卫生条件较好，是目前国际上较多采用的系统。污水通过碎石上的生物膜、微生物和上部植物的吸收、降解，对污水进行净化。此区域主要发生反硝化作用；对有机物和磷有很高的去除率。湿地中主要栽种菖蒲、再力花、美人蕉、纸莎草等大型水生植物。

2.3 垂直流人工湿地

垂直流人工湿地的水流综合了表面流人工湿地和潜流人工湿地的特性，水流在填料床中由上而下或由下而上做竖向流，污染物去除机理基本与潜流人工湿地相同。污水经过湿地中碎石时，有机物通过碎石上的生物膜、微生物和上部植物的吸收、降解，对污水进行净化，去除率达到30～60%。与表面流人工湿地相比，垂直流的底层氧化能力更高，因此对污水有较高的处理能力。