人工濕地污水處理系統(tǒng)廠家 一體化設(shè)備

人工濕地技術(shù)
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題越來越突出，淡水資源短缺與人民生活水平提高之間的矛盾日益加劇。水資源保護(hù)任務(wù)也越來越艱巨。近年來環(huán)境科學(xué)研究在迅速發(fā)展，各種污水處理的方法層出不窮，其中生態(tài)技術(shù)——人工濕地技術(shù)由于其投資低，出水水質(zhì)好，抗沖擊能力強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，建造和運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)方便，氨氮去除率高，同時(shí)可使污水處理與環(huán)境生態(tài)建設(shè)有機(jī)結(jié)合，在處理污水同時(shí)創(chuàng)造城市生態(tài)景觀等特點(diǎn)逐步被國(guó)家所接受，并廣泛推廣應(yīng)用。
一、人工濕地技術(shù)闡述
1.1 人工濕地定義
人工濕地（Constructed Wetland）是為處理污水而人工構(gòu)造的由各種填料(如礫石等)混合組成填料床，床體表面種植有成活率高，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，美觀及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物(如蘆葦，蒲草等)，床體內(nèi)存在大量的厭氧、好氧微生物。植物與床體中的微生物形成一個(gè)*的動(dòng)植物生態(tài)體系。污水在床體的填料縫隙中流動(dòng)，通過該生態(tài)系統(tǒng)的自然降解作用截流、去除污染物。
人工濕地是在普通人工濕地的基礎(chǔ)上通過改進(jìn)填料、植物的種類和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上解決了人工濕地在我北方越冬期間處理效果低的瓶頸問題。
1.2 人工濕地結(jié)構(gòu)
人工濕地由六部分組成：
①   簡(jiǎn)單土建、圍堰等基礎(chǔ)設(shè)施；
②   上下進(jìn)出水管道
③   適于在水中生長(zhǎng)的植物蘆葦；
④   具有各種透水性的特殊基質(zhì)，如砂、礫石、殘?jiān)?特殊材料等；
⑤   水體（在基質(zhì)表面下或上流動(dòng)的水）；
⑥   好氧和厭氧微生物群落；
人工濕地，單池長(zhǎng)寬比大約在1：1～1：10之間，池底坡度大約為1%～8%，深0.5m～2.5m之間，運(yùn)行方式可串聯(lián)、并聯(lián)。

人工濕地污水處理系統(tǒng)廠家 一體化設(shè)備
1.3 人工濕地的特點(diǎn)
① 人工濕地結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,建設(shè)費(fèi)用低;
② 人工濕地運(yùn)行簡(jiǎn)便,運(yùn)行費(fèi)用低;
③ 選型植物凈化能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)，對(duì)環(huán)境變化有良好的適應(yīng)能力;
④ 人工濕地運(yùn)行穩(wěn)定,耐沖擊負(fù)荷;
⑤ 冬季具有防凍保溫設(shè)施,可保證冬季運(yùn)行時(shí)具有較好的處理效果，其技術(shù)可運(yùn)用到北方廢水處理工程;
⑥ 人工濕地運(yùn)行方式效率好, 出水水質(zhì)穩(wěn)定，無二次污染；
⑦ 植物的回收和水的回用可直接和間接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益;
⑧ 人工濕地增加綠地面積，可美化、改善生態(tài)環(huán)境。
二、 人工濕地的作用機(jī)制及影響因素
2.1 基質(zhì)的作用
人工濕地中的基質(zhì)又稱填料、濾料?；|(zhì)在為植物和微生物提供生長(zhǎng)介質(zhì)的同時(shí)，也能夠通過沉淀、過濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解等作用直接去除污染物。

2.2濕地植物的作用
對(duì)于人工濕地中的植物，我們公司長(zhǎng)期研究，反復(fù)篩選實(shí)驗(yàn)，決定采用具有對(duì)周圍環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、凈化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)
人工濕地種植的植物具有四個(gè)作用：
①植物能顯著增加微生物的附著（植物的根莖）；
②植物可將大氣氧傳輸至根部，使微生物在微氧的環(huán)境下生長(zhǎng)；
③植物根和莖的生長(zhǎng)可以疏松、增強(qiáng)或穩(wěn)定基質(zhì)的透水性能；
④植物的生長(zhǎng)吸收污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（例如N、P等）；
2.3微生物制劑的作用
微生態(tài)制劑是主要由假單胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、放線菌、真菌、酵母菌等微生物組成的菌群，通過它們自身代謝、吸收、氧化分解從而達(dá)到去除有機(jī)污染物的目的。
人工濕地建成初期，微生物的種類和數(shù)量不太充足，隨著廢水不斷進(jìn)入人工濕地，通過定時(shí)、定量添加微生態(tài)制劑，使其在人工濕地中形成優(yōu)勢(shì)菌群。
微生態(tài)制劑結(jié)合人工濕地生化處理,形成一套完整的廢水處理技術(shù)體系，其去除機(jī)理是：微生態(tài)制在整個(gè)濕地系統(tǒng)中形成巨大的生物膜反應(yīng)器，濕地廢水中溶解的有機(jī)污染物向濕地填料表面覆蓋的生物膜進(jìn)行傳遞，并通過生化反應(yīng)得到降解。
2.4人工濕地去除污染物的機(jī)理
人工濕地去除的污染物種類包括；N、P、SS、色度、有機(jī)污染物、重金屬和病原體等。通過濕地運(yùn)行表明,人工濕地在其小的生態(tài)系統(tǒng)食物鏈尚未完善的條件下，進(jìn)水濃度在200mg/L以下、在水力停留24h后，人工濕地對(duì)COD去除率可達(dá)到70%以上，BOD5去除率可達(dá)85%以上，出水COD的濃度在90mg/L以下，BOD5的濃度在10mg/L--30mg/L左右，SS小于20mg/L。再經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后,濕地中的植物、微生物等組成的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)一步完善,種群生物量逐步增加,出水水質(zhì)會(huì)更加良好。
2.4.1懸浮物去除機(jī)理
懸浮物固體通過微生物生長(zhǎng)、濕地基質(zhì)表面吸附機(jī)理截留、去除，濕地對(duì)懸浮物的去除非常有效，懸浮物出水值一般在10mg/L左右，為防止較高懸浮物負(fù)荷而產(chǎn)生的堵塞現(xiàn)象,進(jìn)水前一般設(shè)置預(yù)處理,以避免過高懸浮物負(fù)荷而造成的堵塞現(xiàn)象。
2.4.2有機(jī)物的去除機(jī)理
人工濕地對(duì)有機(jī)污染物具有較強(qiáng)的去除能力。廢水中的有機(jī)物包含顆粒性有機(jī)物和溶解性有機(jī)物，不溶性有機(jī)物通過在濕地基質(zhì)中的過濾作用可以很快地被截留進(jìn)而被分解或利用，可溶性有機(jī)物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及厭氧、好氧生物代謝降解過程而被分解去除。由于濕地*的微生物環(huán)境，形成了系統(tǒng)中好氧菌、兼性菌及厭氧菌的良好生存狀態(tài)。尤其是介質(zhì)表層，微生物活性較高，對(duì)有機(jī)物的去除能力較強(qiáng)。
反應(yīng)機(jī)理以方程式表述如下：
微生物作用 
CxHyOz + O2
CO2 + H2O
由兼性厭氧菌和專性厭氧菌控制的厭氧過程分步進(jìn)行。*步主要產(chǎn)物為脂肪酸，如乙酸、乳酸、乙醇、CO2和H2。
微生物作用
C6H12O6 + H2O
CH3COOH + H2 + CO2 
微生物作用
C6H12O6
2CH3CHOHCOOH
微生物作用
C6H12O6
2CO2 + 2CH3CH2OH 
硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌利用上述脂肪酸進(jìn)行代謝活動(dòng)。
微生物作用
CH3COOH + H2SO4
2CO2 + 2H2O +H2S        
微生物作用
CH3COOH + 4H2
2CH4 + 2H2O 
微生物作用 
CO2 + 4H2
CH4 + 2H2O            
2.4.3氮的去除機(jī)理
氮在污水中主要以有機(jī)氮和無機(jī)氮形態(tài)存在，有機(jī)氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，無機(jī)氮包括氨、亞硝酸(NO2-)和硝酸鹽(NO3-)。在人工濕地?zé)o機(jī)氮主要存在形式是NH4+,還有NO2- 、NO3-、N2O以及溶解的N2。除氮的機(jī)理主要包括揮發(fā)、微生物轉(zhuǎn)化(氨化,硝化/反硝化)、植物吸收、介質(zhì)吸附和沉淀過濾等，但主要還是通過微生物硝化/反硝化作用完成的。
2.4.4磷的去除機(jī)理
人工濕地對(duì)磷的去除是通過基質(zhì)的吸附、植物的吸收和吸附沉淀儲(chǔ)存等協(xié)同完成的。磷在人工濕地系統(tǒng)中的去除主要有3個(gè)方面的作用①微生物正常的同化或植物的吸收作用；②聚磷菌的攝磷作用；③基質(zhì)的物理化學(xué)作用。其中，無機(jī)磷以植物的吸收作用為主，這主要是由于蘆葦?shù)却笮椭参镩L(zhǎng)期生長(zhǎng)對(duì)無機(jī)磷的需求。
2.5 人工濕地的影響因素及對(duì)策
濕地的物理和化學(xué)環(huán)境影響生物過程，反過來濕地中發(fā)生的生物過程也影響濕地的物理和化學(xué)環(huán)境。重要的影響因素是溫度和溶解氧。
2.5.1 溫度的影響
溫度隨晝夜、季節(jié)變化很大，溫度的變化可引起一些化學(xué)和生物過程的天然變化，在出水水質(zhì)相對(duì)去除率會(huì)降低，甚至為零。
經(jīng)我公司長(zhǎng)期科研，反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出一套有效的冬季保溫運(yùn)行方法，包括：
①人工濕地填料為1.0—1.5米（南方為0.8—1.2米）；
②人工濕地進(jìn)水管上覆蓋20公分以上填料，可起到防凍保溫作用；
③冬季把秋末收割的蘆葦平鋪在濕地表面，上面也可再鋪一層塑料薄膜，特別在下雪的天氣，積雪也起到保溫作用，填料床內(nèi)被處理的廢水溫度可保持在150C—200C左右。從而解決歷年來人工濕地在北方不能過冬使用的問題；
2.5.2 溶解氧影響
污水進(jìn)入到潛流濕地后，主要有兩個(gè)需氧因素：碳化需氧量（CBOD）和硝化需氧量（NOD）。主要表現(xiàn)沉積的散落物需氧量，溶解有機(jī)需氧量和溶解的硝化需氧量等。水中溶解氧過低過高都會(huì)影響微生物活性，從而影響處理效果。水中的氧的恢復(fù)主要通過大氣復(fù)氧、直接傳質(zhì)到水表面、通過植物莖葉的傳導(dǎo)輸送及進(jìn)入濕地時(shí)水中加氧。
雖然，自然復(fù)氧及植物增氧已能滿足微生物的大部分需求，但是為提高微生物處理效率，人工濕地在進(jìn)入濕地前的預(yù)處理中增加曝氣環(huán)節(jié)以人為的增加水中的溶解氧提高處理效率。
三、人工濕地技術(shù)展望
自西德1974年*建造人工濕地以來，各種不同的濕地在世界各地已被用來處理大量不同的廢水。1996年9月在奧地利維也納召開的第四次研討會(huì)，標(biāo)志著人工濕地作為一種*特色的新型廢水處理技術(shù)已經(jīng)正式進(jìn)入水污染控制領(lǐng)域。近些年西方發(fā)達(dá)國(guó)家人工濕地技術(shù)蓬勃發(fā)展，北美多采用自由表面流人工濕地，歐洲則傾向于地下潛流系統(tǒng)。絕大多數(shù)人工濕地系統(tǒng)種植有蘆葦，也有種植其它濕地植物的，人們認(rèn)為根的生長(zhǎng)和蘆葦根區(qū)會(huì)增加導(dǎo)水性。在歐洲人工濕地系統(tǒng)趨向?qū)︵l(xiāng)村級(jí)社區(qū)進(jìn)行二級(jí)處理，北美則趨向更多人口的高級(jí)處理。在澳大利亞和南非則用于處理各類廢水。
雖然我國(guó)從“七五”以來不斷地有對(duì)人工濕地的研究成果附著報(bào)端，但總體上仍處于起步階段。一方面，國(guó)家層面的相關(guān)部門還沒有形成足夠的重視，地方省、市zheng府及相關(guān)部門也大都處于觀望的態(tài)度中。另一方面，眾多的科研院所、專家的研究雖然有了一定的規(guī)模，但是仍處于“點(diǎn)”上的研究，不具有整體性和系統(tǒng)性，尚未形成長(zhǎng)期的、系統(tǒng)的濕地運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)積累。目前人工濕地的實(shí)際應(yīng)用也只是集中在南方（主要是深圳）熱帶、亞熱帶地區(qū)的少數(shù)地區(qū)。由于人工濕地工藝本身的原因，冬季北方地區(qū)的低溫及霜凍期的低效率運(yùn)行一直是人工濕地運(yùn)行中的缺陷，北方地區(qū)尚未有成熟完整的人工濕地設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)積累。
總的來說,人工濕地污水處理系統(tǒng)是一種較好的廢水處理方式，特別是它充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境的再污染,獲得污水處理與資源化的佳效益。適合于處理水質(zhì)變化不很大、管理水平不很高的城鎮(zhèn)污水、工業(yè)廢水，如我國(guó)農(nóng)村中、小城鎮(zhèn)的生活污水處理。
因此可以說，人工濕地是一種投資低，運(yùn)行費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益好的一種較為先進(jìn)的廢水處理工藝，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。