随着工业的发展,水污染的加剧,水环境保护的任务也越来越艰巨。湿地处理工艺作为一种自然生物处理方法,利用闲置盐碱地,具有投资少、运行管理简单、费用低,处理后出水水质稳定的特点。污水直接资源化可利用净水沟进行淡水养殖,水生植物种植,能获得一定的经济效益。在环境领域,人工湿地处理污水的研究与应用越来越广泛,在污水沿一定方向流动的过程中,主要里利用湿地的自然生态系统中的物理、化学、生物三重协同作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解,来实现对污水的高效净化。
人工湿地的类型
按照系统布水方式的不同或水在系统中流动方式的不同,一般可将人工湿地分为三种类型:
(1)表面流湿地
图1所示为表面流湿地。向湿地表面布水,维持一定的水层厚度,一般为lO-30cm,水流呈推流式前进,整个湿地表面形成一层地表水流,流至终端而出流,完成整个净化过程。污水流人湿地后,在流动过程中与土壤、植物,特别是与植物根茎部生长的生物膜接触,通过物理的、化学的以及生物的反应过程而得到净化。表面流湿地类似于沼泽,不需要沙砾等物质作填料,因而造价较低。它操作简单、运行费用低。但占地大,水力负荷小,净化能力有限。湿地中的02来源于水面扩散与植物根系传输,系统受气候影响较大,夏季易滋生蚊蝇。
(2)水平潜流湿地
水平潜流湿地由土壤、植物(如芦苇、香蒲等)和微生物组成,见图2。床底有隔水层,纵向有坡度。进水端沿床宽构筑有布水沟,内置填料。污水从布水沟投入床内,沿介质下部潜流呈水平渗滤前进,从另端出水沟流出。在出水端砾石层底部设置多孔集水管,可与能调节床内水位的出水管连接,以控制、调节床内水位。水平潜流湿地可由一个或多个填料床组成,床体填充基质,床底设隔水层。水力负荷与污染负荷较大,对BOD、COD、SS及重金属等处理效果好,氧源于植物根系传输,少有恶臭与蚊蝇现象,但控制相对复杂,脱氮除磷效果欠佳。
(3)垂直流湿地
垂直流湿地实质上是水平潜流湿地与渗透型土地处理系统相结合的一种新型湿地,见图3。渗透湿地采取地表布水,污水经水平渗滤,汇人集水暗管或集水沟出流。通过地表与地下渗滤过程中发生的物理、化学和生物反应使污水得到净化。垂直流湿地床体处于不饱和状态,氧通过大气扩散与植物根系传输进入湿地,消化能力强,适于处理氨氮含量高的污水,但处理有机物能力欠佳,控制复杂,落干/淹水时间长,夏季易滋生蚊蝇。