人工濕地是人們模擬天然濕地系統結構和功能而建造的、可控制運行的濕地系統,用以對受污染水進(jìn)行處理的一種工藝,由圍護結構、人工介質(zhì)、水生植物等部分構成。當水進(jìn)入人工濕地時(shí),其污染物被床體吸附、過(guò)濾、分解而達到水質(zhì)凈化作用。
人工濕地污水處理系統最初主要用于接納污水處理場(chǎng)的出水,使水質(zhì)得到進(jìn)一步改善,成為保護地表水體環(huán)境質(zhì)量的緩沖地帶80年代初濕地已發(fā)展成為處理和處置污水的系統,用于改造和建立濕地生態(tài)系統,提供水源、恢復濕地野生群落和保護鳥(niǎo)類(lèi)生存環(huán)境方面起很重要的作用污水濕地處理主要應用于以下五個(gè)方面:①把處理了的出水引入天然濕地處置②利用天然濕地進(jìn)行污水深度處理③利用經(jīng)處理的出水或經(jīng)部分處理的污水改造和建立平衡的濕地生態(tài),進(jìn)而恢復濕地受害的鳥(niǎo)類(lèi)和野生群落④利用人工濕地直接進(jìn)行污水處理⑤以保護湖泊、河流為目的,利用河灘、湖灘的天然濕地凈化河水。
人工濕地污水處理工藝形式:自由表面流、水平潛流、垂直潛流。其中自由表面流人工濕地由于占地面積較大及存在一定的環(huán)境衛生問(wèn)題,在實(shí)際污水處理工程中應用較少。
人工濕地污水處理 1、水平潛流人工濕地
水面在人工濕地填料表面以下,水流從池體進(jìn)水端沿填料孔隙水平流向出水端的人工濕地。
圖1、水平潛流人工濕地結構簡(jiǎn)圖 (a)平面圖 (b)剖面圖
人工濕地污水處理 2、垂直流人工濕地
污水從人工濕地表面垂直流過(guò)填料層的人工濕地,分單向垂直流型人工濕地和復合垂直流型人工濕地兩種。單向垂直流型人工濕地一般采用間歇進(jìn)水運行方式,復合垂直流型人工濕地一般采用連續進(jìn)水運行方式。
圖2、 垂直流人工濕地結構簡(jiǎn)圖 (a)平面圖 (b)剖面圖
用于污水二級處理和深度處理時(shí)主要設計參數如下表:
人工濕地二級處理主要設計參數
設計參數 |
單位 |
垂直流 |
水平潛流 |
COD 表面負荷 NCOD |
g/m2·d |
≤20 |
≤16 |
水力負荷 Nq |
L/m2·d |
≤80 |
≤40 |
TN 表面負荷 NTN |
g/m2·d |
2.5-7 |
2.5-8 |
NH4+-N 表面負荷 NNH |
g/m2·d |
2.5-8 |
2-5 |
TP 表面負荷 NTP |
g/m2·d |
0.3-0.5 |
0.3-0.5 |
停留時(shí)間 T |
d |
≥2 |
≥3 |
池底坡度 i |
% |
≥0.5 |
≥0.5 |
填料深度 h |
mm |
800~1400 |
700-1000 |
人工濕地深度處理主要設計參數
設計參數 |
單位 |
垂直流 |
水平潛流 |
COD 表面負荷 NCOD |
g/m2·d |
≤20 |
≤16 |
水力負荷 Nq |
L/m2·d |
≤100-300 |
≤200-500 |
TN 表面負荷 NTN |
g/m2·d |
3-10 |
2.5-8 |
NH4+-N 表面負荷 NNH |
g/m2·d |
2.5-8 |
2-5 |
TP 表面負荷 NTP |
g/m2·d |
0.3-0.5 |
0.3-0.5 |
停留時(shí)間 T |
d |
≥ 1 |
≥ 0.5 |
池底坡度 i |
% |
≥ 0.5 |
≥ 0.5 |
填料深度 h |
mm |
800~1400 |
700-1000 |
防滲:人工濕地污水處理系統建設時(shí),應在底部和側面進(jìn)行防滲處理。當原有土層滲透系數大于10-8m/s時(shí),應構建防滲層,一般采取下列措施:
1、水泥砂漿或混凝土防滲:磚砌或毛石砌后底面和側壁用防水水泥砂漿防滲處理,或采用混凝土底面和側壁,按相應的建筑工程施工要求進(jìn)行建造。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
2、塑料薄膜防滲:薄膜厚度宜大于1.0mm,兩邊襯墊土工布,以降低植物根系和紫外線(xiàn)對薄膜的影響。宜優(yōu)選PE膜,敷設要求應滿(mǎn)足《聚乙烯(PE)土工膜防滲工程技術(shù)規范》等專(zhuān)業(yè)規范要求。
3、黏土防滲:采用黏土防滲時(shí),黏土厚度應不小于60cm,并進(jìn)行分層壓實(shí)。亦可采取將黏土與膨潤土相混合制成混合材料,敷設不小于60cm的防滲層,以改善原有土層的防滲能力。
對于滲透系數小于10-8m/s,且有厚度大于60cm的土壤或致密巖層時(shí),可不需采取其他防滲措施。工程建設中,應對濕地底部和側壁60cm厚度范圍進(jìn)行滲透性測定。
人工濕地填料:應能為植物和微生物提供良好的生長(cháng)環(huán)境,并具有良好的透水性。填料安裝后濕地孔隙率不宜低于0.3。常用填料有石灰石、礦渣、蛭石、沸石、砂石、高爐渣、頁(yè)巖等。
人工濕地污水處理系統建設植物選配:常用的植物有蘆葦、香蒲、菖蒲、旱傘草、美人蕉、水蔥、燈心草、水芹、茭白、黑麥草等。
人工濕地污水處理應用場(chǎng)合:目前人工濕地主要用于生活污水或類(lèi)似性質(zhì)的污水的處理,或用于經(jīng)過(guò)一級處理和二級處理后的尾水進(jìn)行深度處理。
采用人工濕地污水處理技術(shù),重點(diǎn)需要解決底部防滲、植物選配、需要驗證水力負荷和污染物負荷以、填料層級配及防止堵塞的措施和不同季節的處理效率。