黃天鳳
【摘 要】人工濕地是近幾十年新興的一項(xiàng)污水處理技術(shù)。該技術(shù)已越來(lái)越受到各國(guó)的普遍重視,并被廣泛研究、應(yīng)用。本文主要介紹了人工濕地的概念、分類(lèi)、特點(diǎn)和構(gòu)造;并在實(shí)地參觀了人工濕地系統(tǒng)和參考了大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,總結(jié)了人工濕地處理技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展、應(yīng)用情況和所存在的問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】人工濕地;應(yīng)用發(fā)展;存在問(wèn)題
文章編號(hào):ISSN1006—656X(2013)06?-0194-01
一、人工濕地簡(jiǎn)述
(一)人工濕地的定義和分類(lèi)
人工濕地是一種人為建造和監(jiān)督控制的與自然濕地類(lèi)似的地面。是人為利用地面的土壤與填料,并有選擇性地在土壤填料中種植植物來(lái)進(jìn)行污水處理的生態(tài)系統(tǒng)。人工濕地系統(tǒng)污水處理技術(shù)具有投資費(fèi)用低,環(huán)境生態(tài)效益高等特點(diǎn),所以目前正在世界各地廣受重視[1]。人工濕地作為利用自然條件,運(yùn)行成本較低的污水處理技術(shù),起源于上世紀(jì)50年代,1969年和1974年分別在荷蘭和德國(guó)建成了第一座表面流人工濕地和潛流人工濕地,目前全球已建有兩萬(wàn)多座,在世界各國(guó)都有應(yīng)用并已經(jīng)積累了較豐富的建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)[2]。人工濕地根據(jù)水流動(dòng)方式的差異,可分為自由表面流人工濕地、潛流型人工濕地和垂直流人工濕地三種。
(二)人工濕地的特點(diǎn)和構(gòu)造
人工濕地與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)比較,具有投資低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、維護(hù)技術(shù)要求低、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。其中不同類(lèi)型的人工濕地又各具特點(diǎn):表面流濕地與自然濕地相似,污水在填料表面漫流,絕大部分有機(jī)物的降解由位于植物水下莖稈上的生物膜來(lái)完成,這種類(lèi)型未能充分發(fā)揮填料和豐富的植物根系的作用,且衛(wèi)生條件不好;潛流型濕地是水在填料表面下潛流,充分利用整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同作用,衛(wèi)生條件較好,占地小,處理效果較好;立式流濕地水流情況綜合了表面流濕地和潛流濕地的特點(diǎn),但其建造要求高,易滋生蚊蟲(chóng)[3]。
人工濕地構(gòu)造一般主要由三部分組成:預(yù)處理系統(tǒng)→人工濕地處理系統(tǒng)→后處理系統(tǒng)。隨著人工濕地在我國(guó)的發(fā)展和深入研究,其構(gòu)造越來(lái)越多地采用復(fù)合型人工濕地結(jié)構(gòu)。復(fù)合型人工濕地就是將不同水流方式的人工濕地進(jìn)行改造、結(jié)合,綜合不同類(lèi)型的人工濕地的優(yōu)點(diǎn)來(lái)提高處理污水效果的方式。比如:徐州某學(xué)院人工濕地污水處理系統(tǒng)是將該院生、污水及收集的雨水經(jīng)處理后.利用自然環(huán)境特點(diǎn)營(yíng)造成人工湖,是自然與人文環(huán)境的結(jié)合[4]。
二、人工濕地在我國(guó)的應(yīng)用發(fā)展
我國(guó)對(duì)人工濕地技術(shù)的研究起步較晚,在“七五”期間才開(kāi)始。1987年天津市環(huán)保所建成了我國(guó)的第一個(gè)蘆葦?shù)毓こ讨?,?989年和1990年又分別在北京昌平縣和深圳白泥坑等地建成了濕地處理系統(tǒng)示范工程。到目前為止,已經(jīng)成功運(yùn)行的還有廣州抽水蓄能電站(管理區(qū)和庫(kù)區(qū)移民區(qū) )污水處理場(chǎng) 、沙田人工濕地污水處理廠和膠南市 人工濕地污水處理廠等[5]。近十幾年來(lái),我國(guó)在人工濕地處理技術(shù)方面的研究和工程應(yīng)用上取得了較大的進(jìn)展,有關(guān)的工藝設(shè)計(jì)資料和應(yīng)用實(shí)例越來(lái)越多,人工濕地處理污水的技術(shù)在國(guó)內(nèi)逐漸得到推廣應(yīng)用。
目前,人工濕地技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的范圍主要有以下一些方面:(1)作為集中污水處理方式:如深圳的白泥坑人工濕地工程,2008年山東日照市的山海天旅游區(qū)的人工濕地工程。目前深圳、沈陽(yáng)、上海等地已展開(kāi)積極的設(shè)計(jì)、規(guī)劃工作。(2)處理城鎮(zhèn)污水]:2003年,南京市浦口區(qū)湯泉鎮(zhèn)建造了第一個(gè)人工濕地系統(tǒng)污水處理廠。(3)作為景觀公園利用:1997年深圳市境科學(xué)研究所設(shè)計(jì)了洪湖公園人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化工程,由于該工程生態(tài)效益顯著,已被國(guó)家環(huán)??偩至袨閲?guó)家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)示范工程之一。(4)開(kāi)始被研究利用于處理農(nóng)村污水:范建偉等在《加強(qiáng)型生物化糞池/潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污》中的結(jié)論是“采用加強(qiáng)型化糞池/潛流人工濕地組合對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行處理。對(duì)農(nóng)村生活污水的處理具有較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)適用性?!?/p>
三、人工濕地仍存在的問(wèn)題
雖然人工濕地處理技術(shù)在我國(guó)已得到較大的發(fā)展和實(shí)踐應(yīng)用,但從目前的一些工程實(shí)踐來(lái)看該技術(shù)也還存在著不少的問(wèn)題。歸納起來(lái)主要有以下這些方面:
1、易發(fā)生淤積堵塞,據(jù)美國(guó)環(huán)保局對(duì)100多個(gè)運(yùn)行中人工濕地的調(diào)查.有將近1/2的濕地系統(tǒng)在投入使用后的5年內(nèi)形成了堵塞。造成堵塞的原因,鄭姝卉等人認(rèn)為:一是污水沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)處理直接排入濕地;二是在人工濕地運(yùn)行的初期植物根系不發(fā)達(dá)導(dǎo)致去除懸浮物能力較差;三是由于進(jìn)水水力負(fù)荷太大或是洪水暴雨對(duì)人工濕地床體的沖擊而造成堵塞。而李雪娟[22]等人則認(rèn)為堵塞層是由沉降和被過(guò)濾的固體顆粒在微生物作用下累積而成,由嵌入在細(xì)菌胞外的多聚物、腐殖質(zhì)組成。對(duì)于濕地淤積堵塞問(wèn)題,目前國(guó)外流行的做法是停床休整恢復(fù)部分滲透性,國(guó)內(nèi)采用人工翻曬的方法清除堵塞物。預(yù)防堵塞要從工藝、填料、植物等的選擇進(jìn)行考慮,比如選擇多孔質(zhì)輕且不易板結(jié)填料或者定期更換表層填料、選擇根際輸氧能力強(qiáng)、分泌難降解物質(zhì)少的植物并及時(shí)維護(hù)、定期收割地上部分。對(duì)進(jìn)水加強(qiáng)預(yù)處理、采用適當(dāng)?shù)牟僮鞴に嚨取?/p>
2、占地面積大,人工濕地凈化的機(jī)理與特點(diǎn)使其需要較大的占地面積,一般認(rèn)為大約是傳統(tǒng)污水處理工藝占地面積的2~3倍左右。這一缺點(diǎn)是人工濕地在大城市被廣泛推廣應(yīng)用的一大障礙。劉東閣等提議可以采取將工程建設(shè)在市郊區(qū)域,另外,可采用組合工藝,以提高凈化效率,減少占地面積。然而這一問(wèn)題對(duì)于廣大的農(nóng)村來(lái)說(shuō)基本上是不存在的;由于農(nóng)村中地多人少,正是可以利用一些荒蕪的土地來(lái)建造濕地進(jìn)行處理污水。
3、對(duì)周?chē)寥烙袧B透的影響。這一問(wèn)題已引起部分研究人員的注意,不過(guò)目前還沒(méi)有相關(guān)的解決辦法。
四、總結(jié)與展望
雖然我國(guó)對(duì)人工濕地技術(shù)的研究較晚,對(duì)該技術(shù)的認(rèn)知和應(yīng)用還只是處于初步,與國(guó)外差距較大。但經(jīng)研究分析,人工濕地投資少、管理簡(jiǎn)便、處理效果理想等特點(diǎn)非常適合于我國(guó)國(guó)情,尤其適合管理水平不高,處理量不多、水質(zhì)變化不大的城郊和農(nóng)村。而目前在我國(guó)內(nèi)利用人工濕地處理農(nóng)村(新農(nóng)村)生活污水的實(shí)踐和相關(guān)研究、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)還不多,所以該技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用一定具有非常廣闊的前景。相信隨著時(shí)間的推移,在眾多科研人員和社會(huì)各種力量的共同努力下,該技術(shù)將會(huì)日漸成熟,造福萬(wàn)代。
參考文獻(xiàn):
[1] 錢(qián)汪洋,許靜,孫勤芳.淺析人工濕地系統(tǒng)污水處理技術(shù)①[J].科技資訊, 2009,17:150.
[2] 周 琪.人工濕地技術(shù)在污水處理與水環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用及展望[J].給水排水,2009,7(35):1~3.
[3] 成先雄,尹艷芬,張濤等.人工濕地處理贛南新農(nóng)村生活污水探討[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2009 (1):53~55.
[4] 馬芳1,靳大勇1 ,郭蓮秀1 等 .人工濕地的研究、應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009,16(10):69~70.
[5]李雪娟,和樹(shù)莊,楊海華.人工濕地堵塞機(jī)制及其模型化的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊,2008,27(1):1~4.
[6]李杰,鐘成華,鄧眷光.人工濕地研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,35(6):1778~1780.