人工湿地生物净化床处理生活污水研究

一、引言人工湿地是近三十年来发展起来的一种废水处理新技术。1974年,自前西德首先建造人工湿地以来,该技术在美国、加拿大及欧洲一些发达国家得到迅速发展。我国人工湿地的研究起步较晚,于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程白泥坑人工湿地污水处理系统。锦州军区某部队,官兵达三千人左右,并且营区绿地面积非常大,所以其用水量也是非常大,也同样遇到了较为严重的缺水问题,虽然军方领导采取了一系列节水措施,取得很大成绩,但仍然存在水缺乏问题,因此该部队结合当地实际情况并与北京化工大学环境科学与技术中心合作,共同努力在营区修建了日处理量为500m3/天的污水处理站,主要用来处理营区产生的生活污水。在将生活污水处理的同时对处理取得的中水进行部分回用,     

复合型人工湿地系统设计及其处理技术开发

由垂直流、表面流、水平流串联的三类复合型人工湿地,在去除率方面,COD达到了64. 77%～66. 39%,氨氮达到了88. 21%～89. 12%,TP则达到了94. 41%～95. 21%。可以看出,相比单一类型的人工湿地,复合型人工湿地净化效果更加明显且稳定。     

潜流人工湿地对污染物的降解特性

生活污水经酸化预处理后以间歇流方式进入潜流人工湿地进行后处理，结果表明，床体中充填适量石灰石可起到调节pH值的作用，系统中CDD、NH4^ -N、TP的变化基本符合推流式的运行特征。此外，间歇进、出水方式能最大程度地利用床体上层的大气复氧，缓解了水生植物根系放氧不足的矛盾。     

潜流及复合流人工湿地净化污染河水的效能分析

在新沂河的漫滩上构建了潜流和复合流人工湿地中试系统，并考察了对污染河水的净化效果。一年多的运行结果表明：在进水CODMn和NH4^＋ -N浓度分别为（3．11～117．28）、（1．30～24．71）mg／L时，潜流人工湿地系统对其平均去除率分别为59．9％和85．5％，出水平均浓度分别为14．10、1．05mg／L；复合流人工湿地系统对CODMn和NH4^＋ -N的平均去除率分别为77．8％和86．9％，出水平均浓度分别为7．80、0．95mg／L。两个系统的出水CODMn和NH4^＋ -N浓度都达到了《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）的V类标准，表明两个系统对受污染的新沂河水均有较好的净化效果，可以用于类似污染河水的处理。     

人工湿地污水处理问题讨论

苏州日前通过的《苏州市湿地保护条例》将水稻田纳入人工湿地范畴,与自然湿地一起加以严格保护和规范管理,防止面积减少和水土污染;山东省济宁市面积约3800亩、投资6700万元的老运河人工湿地净化工程已运行,每天可以承接7.5万吨中水,经处理后的中水,COD含量可以由50毫克/升大幅下降到20毫克/升以下,可以达到国家地表水Ⅲ类水质标准;海南省万宁市目前已建成5个人工湿地,日处理污水量达到7500吨,另有2个人工湿地正在建设。     

水平潜流和垂直流湿地处理蓟运河水的效果比较

为了改善蓟运河的水质,使其达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅳ类水质标准,在蓟运河北岸的空地上构建了水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地,研究了其对河水的净化效果。为防止浮游藻类堵塞填料床,原水在进入人工湿地前先经加药气浮工艺预处理,当PAC的投加量为50 mg/L时,水平潜流人工湿地对COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP的去除率分别为65%、50%、100%、70%、90%和65%,垂直流人工湿地对COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP的去除率分别为45%、70%、100%、65%、95%、85%。两种人工湿地的出水水质均可以达到Ⅳ类标准,但考虑到冬季低温时,垂直流人工湿地的填料床极易发生冰冻的现象,所以建议采用水平潜流人工湿地处理蓟运河水。     

潜流人工湿地的设计探讨

介绍了潜流人工湿地的表面积、横截面积的设计计算,讨论了水力停留时间、深度、湿地长和宽及其比例、水力坡度等的设计确定,为潜流人工湿地的工程设计提供参考。     

复合型人工湿地及其在小城镇污水处理中的应用

针对中国小城镇的水污染特点，开发了1种复合型人工湿地污水处理技术，该工艺由处于厌氧环境的竖向折流湿地滤池和处于兼氧环境的侧向潜流湿地床组成，通过设置内回流系统、自然复氧区以及粒径为φ8~30 mm的碎石填料，实现了系统内溶解氧的合理分区，并优化了污水流态，显著提高了处理效率。低温和常温条件下的运行结果表明：该工艺在进水流量300～450 m3/d，COD、NH+4N及TP分别为60~250 mg/L、4.5~23 mg/L、1.5~8 mg/L条件下，低温出水中COD、NH+4N及TP的浓度分别为20~30 mg/L、2~4 mg/L、0.3~0.5 mg/L，常温出水中的浓度分别在30 mg/L、4 mg/L、0.43 mg/L以下。     

CIBR/波形潜流人工湿地工艺处理城市污水研究

针对武汉市城市污水的水质特点，采用一体式生物反应器（CIBR）与波形潜流人工湿地的组合工艺对其进行处理。研究表明，通过调整CIBR的运行工况来合理分配处理负荷，能有效降低季节性水质变化与湿地单元处理能力变化对出水水质的影响；当组合工艺的直接处理电耗平均值为0．19（kW·h）／m^3时，出水COD、NH3-N、TN及TP平均值分别为15．68、3．25、8．69和0．50mg／L，总体上达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准。组合工艺的总能耗为0．22（kw·h）／m^3，相比于A^2／O及Bardenpho工艺，其处理能耗分别降低了20．77％和40．12％，节能效果显著。     

二级串联人工湿地处理农村污水的脱氮除磷研究

采用二级串联潜流式人工湿地系统对太湖地区农村生活污水进行了脱氮除磷的试验研究。结果表明，在夏季，当进水容积负荷为400L／d时，人工湿地系统对NH4^＋ -N、TN和TP的去除率分别为83％、80％和83％，相应的污染物削减量分别为4772、5463和524mg／d；在冬季，当进水容积负荷为240L／d时，人工湿地系统对NH4^＋ -N、TN和TP的去除率分别为90％、90％和94％，相应的污染物削减量分别为7751、8893和732mg／d；降低进水容积负荷可延长系统的水力停留时间，有利于保持人工湿地系统的除污效率；二级湿地采用粒径较小的填料有助于维持系统对NH4^＋ -N、TN和TP去除效果的稳定性，该工艺可有效去除太湖流域农村生活污水中的氮、磷污染物。     

潜流人工湿地的局限性与运行问题

针对目前在潜流人工湿地技术认识上的一些分歧，从湿地植物的输氧能力、人工湿地脱氮除磷能力和设计参考依据等方面，探讨了人工湿地的应用局限性，总结了湿地运行中存在的问题及解决措施，指出了深入研究潜流人工湿地处理机制的必要性。     

人工湿地用于污水深度处理的反应动力学

比较3种不同形式人工湿地(潜流、表面流和组合流)对城市污水厂二级生物处理出水中污染物的去除效果,并采用一级反应动力学模型进行模拟.结果表明,潜流湿地对有机物、总氮、总磷的去除效率高于其它2种湿地,其标准温度下反应动力学常数( KA20)分别为0.29、0.20和0.28 m/d;表流湿地对氨氮的去除效率最高,其KA20值为0.12 m/d.温度变化对3种人工湿地中有机物和总磷去除的影响不明显,对氨氮和总氮的去除有明显影响,尤其对表面流湿地影响最为显著.3种人工湿地对污染物的去除效率均随着水力负荷的增大而显著下降,污染物的面积去除量将随着面积负荷的不断提高逐渐趋于定值,因此人工湿地宜在低负荷工况下运行.     

水平潜流人工湿地在工业废水处理中的应用

水平潜流人工湿地作为一种非常有效的污水处理工艺,应用于工业废水的处理已经30多年。综述了近年来国内外水平潜流人工湿地在石油化工、食品、酿酒、造纸、制革、纺织,钢铁和制药等工业废水处理系统中的应用,指出了水平潜流人工湿地的应用前景和研究方向。     

强化型垂直流人工湿地用于污水处理厂尾水深度处理

以生态氧化池作为垂直流人工湿地的强化前处理工艺,将组合工艺应用于污水处理厂尾水深度处理,简要介绍了工艺流程和设计参数,并对稳定期的运行结果进行了分析和讨论.连续12个月的水质监测数据表明,深度处理系统运行稳定,对COD、BOD5 、NH4+-N和TP的平均去除率分别为61.8％、64.4％、82.6％、75.2％,出水水质优于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的Ⅳ类标准.生态氧化池和垂直流人工湿地对主要污染物的去除特征存在显著差异,其中垂直流人工湿地对上述污染物的平均去除率为50％～80％.     

厌氧悬浮床/潜流湿地处理生活污水

为开发适于处理村镇生活污水的高效而经济的工艺，将厌氧悬浮填料床和波式潜流人工湿地工艺串联起来，其中短HRT厌氧单元在较大程度上发挥了将颗粒有机物转化为溶解性有机物的作用，为后续湿地处理提供了有利的条件。与传统潜流湿地比较，波式潜流湿地优化了水力流态。使污水反复与湿地系统的上层、中层和下层的微生物、根系和介质接触，充分发挥了湿地系统降解污染物的能力。试验结果表明：当厌氧床的HRT为3h、波式潜流湿地的HRT为5．6d时，该系统能够同时高效去除生活污水中COD、TN、NH4^ —N、TP和SS等污染物，出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级标准的B标准；冬季低温期间系统处理效果有一定程度下降，但未出现恶化现象；该系统适于处理居住密度不高、冬季冰冻期短的村镇生活污水。     

生物化粪池/表面流人工湿地处理"农家乐"污水

讨论了“农家乐”污水处理中的制约因素,提出了采用“集成式生物化粪池＋人工湿地”工艺处理“农家乐”污水的思路,并进行了应用研究.结果表明：集成式生物化粪池对COD、BOD5、氨氮及SS的去除率分别在74.63%、82.98%、12.50%、83.64%以上,人工芦苇湿地对COD、BOD5、氨氮及SS的去除率分别在47.97%、51.35%、76.19%、30.77%以上,其出水水质可以稳定地达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）的一级标准.     

滴滤池/人工湿地组合工艺处理农村生活污水

为适应农村生活污水处理高效、低耗、管理简单的要求,研发了滴滤池/人工湿地组合工艺,考察了滴滤池的最佳运行参数以及改善系统脱氮除磷效果的措施.结果表明:采用该组合工艺处理农村生活污水是完全可行的,对COD、NH4 -N、TN、TP的平均去除率分别可达73.6%、89.5%、61.7%和78.4%,且运行费用仅为O.23元/m3.滴滤池的容积负荷宜控制在0.3-O.5kgCOD/(m3·d),并应使水力负荷<4.0 m3/(m2·d),适宜的回流比为2.O,布水周期为20 min.     

人工湿地在污水深度处理中的应用与工程设计

分析了城市污水处理厂污水深度处理回用技术存在的问题,指出应重新认识人工湿地的作用,改变传统的将人工湿地作为城市污水处理厂二级处理工艺的观念,而应将其用于污水深度处理.此外,还探讨了人工湿地深度处理工程的设计要点.