人工濕地處理生活污水的研究進展
發(fā)布日期：2017-12-22 點擊：905
目前，生活污水大量排放、不合理排放現(xiàn)象明顯，這不僅會浪費水資源，而且還會不同程度的污染生態(tài)環(huán)境，應用人工濕地這一新型工藝進行污水處理，不僅符合現(xiàn)階段生態(tài)發(fā)展需要，而且工藝具有低成本、易于維護等優(yōu)點，因此具有良好的推廣價值，能夠在生態(tài)環(huán)境保護方面發(fā)揮重要作用。
一、人工濕地的基本分類
1.水平潛流
這類人工濕地的應用作用具體表現(xiàn)：生活污水進入濕地后，由于濕地分為上下兩層，上層即基質(zhì)表面，污水流經(jīng)下層，流動方向主要為水平向，這不僅能夠為上層提供充足水分，而且還能大大降低化學需氧量、生化需氧量和重金屬含量。
2.表面流
這種類型的人工濕地類似天然濕地，生活污水主要以地表徑流的方式途經(jīng)濕地，由于濕地表面植物會不同程度阻擋污水中的顆粒物和其他雜質(zhì)，進而能夠起到過濾作用。但由于這種凈化方式具備較低的氧傳輸能力，并且化學需氧量、生化需氧量的去除率相對較低，再加上表面流極易滋生細菌，保濕效果不是十分良好，周圍的生態(tài)環(huán)境得不到保證。
3.垂直潛流
垂直潛流人工濕地對比上述兩種污水處理工藝，具有良好的去污效果，它主要引導基質(zhì)下層保持垂直流向，所攜帶氧氣量能夠充分滿足填料床需要，使其達到飽和狀態(tài)，同時，具有較強的復氧能力和雜質(zhì)去除能力，但這種工藝的應用成本相對較大，處理系統(tǒng)相對復雜。
二、凈化機理分析
人工濕地處理工藝設(shè)計的過程中需要考慮的因素較多，設(shè)計人員既要優(yōu)化濕地系統(tǒng)，又要保持嚴謹認真的工作狀態(tài)，避免出現(xiàn)失誤設(shè)計、片面設(shè)計等現(xiàn)象，確保設(shè)計完成的人工濕地工藝充分發(fā)揮應用作用和協(xié)同作用，其中，作用機理具體表現(xiàn)在三方面，第一方面即基質(zhì)作用，該工藝常用基質(zhì)主要有兩種，分別為土壤和爍石，這兩類基質(zhì)能夠?qū)⑸钗鬯泻械膽腋∥锖突瘜W需氧量，個別學者認為基質(zhì)在磷的去除方面仍具有重要作用；第二方面即植物作用，主要是因為植物的正常生長主要得益于污水提供的氮元素、鉛金屬、鉻金屬、磷元素、砷元素等，并且植物能夠起到氧氣輸送載體作用；第三方面即微生物作用，無機物獲取的主要途徑即基質(zhì)微生物發(fā)生的代謝作用，以此促進有機物分解，并且微生物還能將生活污水中一多半的氮有效去除。
三、生活污水處理中人工濕地應用現(xiàn)狀及問題
1.應用現(xiàn)狀
分析人工濕地應用現(xiàn)狀的前提下，應首先掌握人工濕地類型，總結(jié)人工濕地應用類型，主要有單一型、復合型、組合型三種，其中，單一型人工濕地實際應用期間受溫度、存水量影響較大，并且極易影響運行效果；復合型人工濕地類型主要有水平潛流配合上行垂直流、垂直流配合水平潛流兩種，這兩種方式在雜質(zhì)去除方面具有良好效果，應用優(yōu)點明顯高于單一型人工濕地。組合型人工濕地的組合對象主要為生物處理和人工濕地，即有機物去除的基礎(chǔ)上進行氮元素脫離，相關(guān)研究學者支持生活污水處理的過程中應用中厭氧懸浮填料床(對象一)和人工濕地(對象二)這種組合方式，即引導污水進入組合對象一，以此截留污水中的雜質(zhì)和顆粒物，并將其轉(zhuǎn)化成有機物，接下來對其進行對象二處理，完成氮元素去除工作，這種組合方式不僅能夠提高雜質(zhì)去除率，而且還能提升污染物降解能力。
2.應用問題
溫度溫度：人工濕地表面的植物生長的過程中應合理控制生長溫度，如果溫度過高或者過低，那么植物極易死亡，同時，微生物也會而臨生存威肋、，據(jù)相關(guān)資料顯示可知，一旦溫度低于9攝氏度，則植物會緩慢生長。
管理問題：從上述介紹可知，人工濕地系統(tǒng)相對復雜，并且該系統(tǒng)由多學科組成，但實際設(shè)訓一的過程中并未參照經(jīng)驗公式，已有管理體系不是十分完善。再加上，人工濕地投入使用后，相關(guān)工作人員并未做好維護管理工作，進而植物枯葉下落后會間接影響人工濕地在污水處理中的工作性能，濕地系統(tǒng)的應用價值也會大大降低。
基質(zhì)堵塞問題：一旦植物下落堆積未及時處理，那么極易導致基質(zhì)堵塞，這在一定程度上會降低基質(zhì)的應用作用，如果堵塞時間過長，還會發(fā)生氧化反應，不利于延長人工濕地系統(tǒng)的使用時間。
占地面積問題：要想優(yōu)化生活污水的處理效果，這時人工濕地面積應適當擴大，以此滿足平行濕地的運作需要，然而這會加劇土地緊張程度，極易激發(fā)土地應用矛盾。
四、人工濕地處理生活污水的有效措施
從上述介紹可知，人工濕地現(xiàn)如今的應用率相對較高，但其實際使用的過程中存在一定問題，問題大體表現(xiàn)為：溫度影響較大、管理無序、管理體系不健全、基質(zhì)堵塞嚴重、占地面積相對較大。如果上述問題未能合理解決，那么污水處理效率會大大降低，并且水資源還會大量浪費，人工濕地應用效果也得不到優(yōu)化，與此同時，生態(tài)環(huán)境惡化態(tài)勢也會漸漸加大。因此，務(wù)必采取有效措施提高人工濕地的應用率，這對環(huán)境保護型戰(zhàn)略具體落實、我國社會有序發(fā)展具有重要意義，具體措施介紹如下。
1.優(yōu)選濕地類型
從上述三種類型濕地的應用流程可知，第三種類型—垂直潛流人工濕地的應用效果良好，并且這種類型的濕地系統(tǒng)適用于溫度較低的北方地區(qū)。除了優(yōu)選濕地類型之外，還應做好類型組合工作，以此提高雜質(zhì)去除效率，縮短雜質(zhì)去除時間，同時，合理組合的濕地類型還能節(jié)省土地資源，充分發(fā)揮已占土地資源的使用效率，在這一過程中，應根據(jù)生活污水處理的實際現(xiàn)狀優(yōu)選適合的組合方式，以此優(yōu)化污水凈化效果。
2.合理控制溫度
相關(guān)學者在溫度控制方面進行了具體探究，探究結(jié)果表明，人工濕地表面的植物要想合理控制生長溫度，可以通過PVC薄膜全而覆蓋的方式達到要求的保溫效果，但薄膜覆蓋法需要花費一定費用，進而會降低整體經(jīng)濟效益。
3.預防基質(zhì)堵塞
為了避免出現(xiàn)基質(zhì)堵塞現(xiàn)象，可以在濕地周圍設(shè)置屏障，雖然這種方法能夠降低基質(zhì)堵塞幾率，但這種方法治標不治本；合理選中植物，能夠起到雜質(zhì)有效吸附的作用，以此緩解基質(zhì)堵塞現(xiàn)狀；優(yōu)選適合的基質(zhì)，即所選基質(zhì)既能起到雜質(zhì)清除的作用，又能避免堵塞現(xiàn)象發(fā)生。
4.強化濕地管理
針對濕地植物的落葉及時清掃，同時，組建專業(yè)的管理人員，成立健全的管理系統(tǒng)，應用先進技術(shù)成立數(shù)據(jù)庫，通過設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析的方式加強濕地管理，這不僅能夠提高管理效率，而且還能促進發(fā)揮人工濕地系統(tǒng)的應用性能。
針對性的解決人工濕地應用問題，這對人工濕地系統(tǒng)應用范圍擴大具有重要作用，同時，生活污水對生態(tài)環(huán)境的消極影響也會大大降低。人工濕地應用的過程中應重點向設(shè)計規(guī)范化、管理標準化等方向發(fā)展。
