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人工湿地堵塞的成因问题和影响因素

发布时间:2021-04-22     浏览次数:57

作为传统污水处理技术的合适替代品,过去二十余年开发利用的人工湿地系统吸引了全世界越来越多的关注。通过对人工湿地作业过程中填料堵塞的综合分析,总结了影响人工湿地堵塞的因素。
一、人工湿地的堵塞机制

堵塞是所有高负荷污水过滤系统中常见的自然现象,其具体体现在两个方面:首先堵塞层是一种良好的生物过滤器,可以提高湿地系统的处理效率,适度的基质孔堵塞可以扩大湿地。处理系统内部的非饱和流动区域,以提高处理效果。其次堵塞将使湿地的水力性能恶化,从而影响水的流动路径,并最终影响湿地的处理效果和使用寿命。 

人工湿地通常由结构单元组成,例如不可渗透层、基质层、腐殖质层和湿地植物等。堵塞本质上是降低有效孔隙率的过程,长期堵塞会导致产生厌氧环境并加速系统的堵塞。人工湿地的堵塞机理可分为以下几个状态:渗透率接近初始运行水平,但渗透率缓慢而稳定地降低,在基质表面的间歇渗透持续进行,直到水继续蓄积为止。
二、人工湿地堵塞的成因和影响因素

人工湿地有两种类型:地表流和地下流。从目前的研究来看,地下流湿地的除污效果要好于表面流湿地,但其操作管理复杂,容易堵塞。因此,对人工湿地堵塞的研究主要集中在地下流人工湿地系统上。通常研究者认为,湿地堵塞的原因是固体颗粒在基质层中的不断积累导致的。目前该领域的大部分研究都集中在堆积物的主要成分是有机物、填料。

在地下流动人工湿地中,通常使用砾石堆积和土壤或沙子来形成基质层。另外一些新的填料(例如沸石等)正在逐渐被广泛应用。基质层是湿地系统的核心部分,填料的选择直接影响湿地对污染物的去除效率和基质层的堵塞,因此选择合适的填料对人工湿地系统至关重要。选择填料时,必须考虑诸如水力负荷,微生物生长活性和植物生长适合性等因素。在此基础上,沙、砾石、土壤、工业副产品(例如矿渣、钢渣、粉煤灰等)的比例不同。不同粒径的混合物可用作人工湿地的基质材料。

造成人工湿地基质阻塞的因素很多,有许多相应的预防措施和恢复措施,但效果却大不相同。因此在很长的一段时间内,堵塞问题将成为人工湿地废水处理技术研究的重点。