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        污水土地處理生態(tài)工程工藝設(shè)計

        2017-12-27 01:23:26張靜娟
        西部論叢 2017年9期

        摘 要:隨著工業(yè)化發(fā)展和城市人口的日益劇增,水污染問題日益嚴(yán)重,嚴(yán)重影響城市的可持續(xù)發(fā)展和人居生活水平的提高。水污染的治理尤為重要。在各種污水處理方法中,人工濕地污水處理系統(tǒng)以其獨有的優(yōu)越性越來越為人們所熟悉和重視。人工濕地是借鑒自然濕地系統(tǒng)原理,由人工制造和監(jiān)督控制的濕地系統(tǒng),利用生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等作用來實現(xiàn)對污水的高效凈化[1]。

        關(guān)鍵詞:土地處理 人工濕地 工藝設(shè)計

        1.人工濕地的發(fā)展前景及存在的問題

        采用人工濕地技術(shù)凈化污水始于1953年德國的Max Planck研究所,該研究所在研究中發(fā)現(xiàn)蘆葦能去除大量有機物和無機物,隨后開發(fā)出Max-Planck Institute Process系統(tǒng)。利用人工濕地[2]處理污水有著傳統(tǒng)處理工藝不可比擬的優(yōu)勢:投資少、造價、運營成本低廉;系統(tǒng)組合具有多樣性、針對性,能夠靈活的進(jìn)行選擇;處理污水具有高效性;有獨特的環(huán)境綠化和景觀功能。因此,大力開發(fā)人工濕地污水處理技術(shù),在我國具有廣闊的發(fā)展前景。但目前的食品廠、化工廠、制藥廠、造紙廠等工業(yè)廢污水,家畜飼養(yǎng)場廢水,垃圾填埋滲濾水,大量的生活污水等,都是在尚未建立完善的城市污水處理系統(tǒng)的情況下,直接地排入河湖,已使河水水質(zhì)嚴(yán)重惡化,湖泊已頻頻出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象——藻華。

        2.人工濕地凈化機理

        人工濕地系統(tǒng)是人為設(shè)計的工程化的濕地系統(tǒng),人工濕地污水處理系統(tǒng)凈化污水的機理是:人工濕地成熟以后,填料表面吸附了許多微生物形成了大量生物膜,植物根系分布于濕地中,與自然系統(tǒng)中通過物理、化學(xué)以及生化反應(yīng)這三重作用來凈化污水。即應(yīng)用濕地中物理、化學(xué)、生物的協(xié)同作用來消除污染。這三種作用包括沉降、吸附、過濾、分解、離子交換、絡(luò)合反應(yīng)、硝化和反硝化作用、營養(yǎng)元素的攝取、生命代謝活動的轉(zhuǎn)化和細(xì)菌、真菌的異化作用[3]。

        物理作用,即當(dāng)污水進(jìn)入濕地,經(jīng)過基質(zhì)層及的密集植物莖葉和根系,使污水中的懸浮固體得到過濾,截流住污水中的懸浮物,并沉積在基質(zhì)中。

        化學(xué)作用,是指由于植物、土壤——無機膠體復(fù)合體、土壤微生物區(qū)系及酶的多樣性,人工濕地污水中的污染物可以通過各種化學(xué)反應(yīng)如化學(xué)沉淀、吸附、離子交換、氧化還原等過程得以去除。這些化學(xué)反應(yīng)主要取決于所選擇的基質(zhì)類型,例如,含碳酸鈣較多的石灰石有助于磷的去除;含有機物豐富的土壤有助于吸附各種污染物。

        生物作用,由于生長在濕地中的挺水植物對氧的運輸、釋放、擴散作用,能將空氣中的氧氣轉(zhuǎn)運到根部,再經(jīng)過植物根部的擴散,在植物根須周圍微環(huán)境中就會有大量好氧微生物將有機物分解,提高對難降解有機物的去除效果。另一方面,在根須較少到達(dá)的地方將形成兼氧區(qū)和厭氧區(qū),有利于硝化、反硝化反應(yīng)和微生物對磷的過量積累作用,從而達(dá)到脫氮、除磷的效果。

        濕地系統(tǒng)通過物理、化學(xué)、微生物和植物的綜合反應(yīng)過程可將水中可沉降固體、膠體物質(zhì)、BOD、COD、N、P、難降解有機物等去除,顯示了強大的多功能凈化能力。

        3 預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計

        3.1 預(yù)處理工藝選擇

        人工濕地處理污水系統(tǒng)是以人工濕地為主的包括前處理和后處理的污水處理工藝,前處理單元可包括各種預(yù)處理工藝、如格柵、沉砂池、沉淀池、化糞池、厭氧硝化池等;后處理單元可包括貯水池、農(nóng)灌、過濾、消毒、水回用設(shè)備等。

        為增強人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,增加濕地處理的壽命及提高整個系統(tǒng)的工作效率,采用水解酸化法[4]作為預(yù)處理。水解酸化池主要通過填料攔截吸附小的顆粒物,將大分子有機物分解稱便于氧化處理的小分子,并去除部分有機物,提高濕地池進(jìn)水的可生化性,該工藝使反應(yīng)控制在水解產(chǎn)酸階段,出水無厭氧發(fā)酵的不良?xì)馕叮粫^大影響小區(qū)的環(huán)境水解酸化池作為前處理池,埋在人工濕地的底部,不會對周圍的景觀產(chǎn)生影響不會產(chǎn)生臭氣。所以選用水解酸化法作為前處理。

        3.2 工藝流程圖

        4 人工濕地系統(tǒng)的布置

        4.1 進(jìn)出水系統(tǒng)的布置

        濕地床進(jìn)水系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)盡量保證配水的均勻性[5],一般采用多孔管或三角堰等。水平潛流人工濕地可采用穿孔花墻配水、并聯(lián)管道多點布水或穿孔管布水等方式,保證水流從進(jìn)口起沿水平方向流過填料層后均勻流出。穿孔花墻孔口流速[6]不宜大于0.2m/s。穿孔管流速宜為1.5~2.0m/s,配水孔宜斜向下45?交錯布置,孔口直徑不小于5mm,孔口流速不小于1m/s。

        4.2 防止地下水污染

        為防止?jié)竦叵到y(tǒng)因滲漏而造成地下水污染,要求在工程時盡量保持原土層,并在原土層上設(shè)置防滲層。防滲層的設(shè)置方法有多種,如采用厚度為0.5~1.0mm的高密度聚乙烯樹脂[7],或油毛氈密封鋪墊等,為防止床體填料尖角對薄膜的損壞,施工時可在塑料薄膜上預(yù)鋪一層細(xì)砂。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 人工濕地凈化污水機制及發(fā)展方向探討 彭瑩、嚴(yán)力蛟 浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 2011

        [2] 人工濕地污水處理技術(shù)及其在我國發(fā)展的現(xiàn)狀與前景 于少鵬、王海霞、萬忠娟 中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 2004.1

        [3] 人工濕地對污水中氮磷的去除機制研究進(jìn)展 梁威、吳振斌 環(huán)境科學(xué)動態(tài),2000,3

        [4] 污水的人工濕地構(gòu)建技術(shù) 崔理華,盧少勇主編,2009

        [5] 水解酸化池的運行控制與影響因素 陳陸 《中國科技博覽》2011

        [6] 人工濕地污水處理技術(shù)規(guī)程 工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 2010

        [7] 香蒲 .中國植物志 2013

        作者簡介:張靜娟(1991.12--),女,漢族,云南晉寧,本科, 研究方向:會計學(xué)。

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