浅谈人工湿地在城市生活废水处理中的应用

甜妹 · 发表于 2017-5-2 14:14:38

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浅谈人工湿地在城市生活废水处理中的应用

　　摘要：本文介绍了我国城市生活污水的背景、来源、组成和特点，针对人工湿地对生活废水处理的三个类型以及人工湿地污水处理技术进行综述，提出了城市生活污水的资源再生和再利用，达到节约水资源的目的。
　　关键词：城市生活废水处理；人工湿地
　　水是人类赖以生存的宝贵资源，是“生命之源”。随着全球人口的极速膨胀和经济的发展，用水量的逐年增加。地球上水的总量虽然很大，但能被利用的淡水量却相对较少，仅占总水量的0 0092%。我国水资源相对不足，人均占有水量仅为世界的1/4，是联合国确定的最缺水的十三个国家之一。近年来，我国城市化进程的快速发展，城镇人口急剧增加，随着城市污水排放量增加，环境基础设施建设的相对滞后，加上城市是工业和生活废水集中区域。致使城市生活污水成为水污染的一个重要来源。本文简单的阐述了人工湿地在处理城市生活污水的应用。
　　一、城市生活污水的来源
　　生活污水的来源渠道众多，主要由居民家庭、机关单位学校、各种服务业及城市公用服务设施产生，其污染物含量主要是脂肪、淀粉、蛋白质、矿物质等有机物，其中化学需氧、氮、总磷、总氮的含量非常之高。生活污水经过沉淀、吸附等一级物理处理环节，以及二级生物和化学方法处理后需氧量、凯氏氮、生物需氧量等大幅度降低，但总磷、总氮仍较高，如果直接排入水体，容易造成水体的富营养化现象，生长繁殖大量藻类植物，造成赤潮和水华，形成水体污染。藻类生物原生质含有较大成分的氮和磷两种元素，由此可知如果水中含有氮、磷，会导致藻类大量生长，而当藻类代谢大量死亡时，就使水域内水体腐败发臭，出现水质恶化的情况。
　　二、人工湿地污水处理技术
　　2.1人工湿地简介及其分类。所谓湿地，是指地球陆地上长期积水以及土壤的水分含量较高的区域，同时包含周边的动植物共同组成的生态单元。而人工湿地则是通过人工技术因素，根据自然湿地系统的原理，进行模拟而产生的类似沼泽地的地面。人工湿地主要是利用自然生态系统中的物理、化学和生物的力量，来实现对污水的净化作用。以湿地中的植物为区分标准，可将人工湿地分为浮生、挺水、沉水三种植物系统。目前，在人工湿地的建造中，挺水植物系统较为常用。通常情况下，以污水在湿地中的流动方式为标准，又可以将挺水植物系统分为潜流湿地、地表流湿地以及垂直流湿地为三种类型。
　　2.1.1地表流湿地。地表流湿地，也称水面湿地系统，在我国南方地区应用较为普遍。是与自然湿地最为接近的人工湿地类型，主要依靠水生植物的茎、竿上的生物膜来去除污水中的有机物质。地表流湿地具有建造难度低，投资量较小的优势，同时，它的也具有污水处理能力低、卫生环境较差等不足之处。
　　2.1.2潜流湿地。潜流湿地又称渗滤湿地系统。在该湿地系统中，污水主要在湿地床的内部流动。去污原理是通过生长在基质表面的生物膜、表层土的截留等实现污水处理；同时，因为水流事是在地表下方流动的，因此保温性较好、不易受气候影响以及卫生环境较好。然而，它的建设难度相对较大，所需资金量较多，对氮、磷等元素的处理能力不足。
　　2.1.3垂直流湿地。垂直流湿地是对前两种系统的综合，是利用水流在基质床中垂直动力作用来实现对污染物质的去除。它的缺陷是对基础建设有比较高的要求，同时容易滋生蚊虫等。
　　2.2人工湿地污水处理技术
　　人工湿地生态系统之中，动植物类型众多，又有人为进行检测、控制，处理能力较强，处理效果稳定，是未来污水处理的必然发展趋势。其在污水处理中的作用主要通过基质净化、微生物净化和植物净化三个方面来实现。
　　2.2，1“基质一微生物一植物”人工湿地净化系统。“基质一微生物一植物”系统是人工湿地净化的核心环节，类似于“活化的过滤器”，具有生命的基本特征。“基质一微生物一植物”系统也是可再生资源，通过它的自然条件污水实现，具有效果好、稳定、可控的特点。
　　（1）基质净化。基质净化的原理是污水中的杂质在砾质砂土、砂壤土等基质颗粒表面进行沉淀作用，进而实现去除。基质层就好像一个庞大的沉淀池，在重力的作用下，污水中的杂质沉淀到砾质砂土、砂壤土等颗粒的表面，达到去除作用。同时，基质中的细砂粒、矿物质以及腐殖质有着较强的吸附活性，对污水中的溶解性污染物进行吸附。
　　（2）微生物净化。在基质环境中生长着大量的霉菌、细菌、真菌、原生和后生动物等动植物，周围伴随着基质微生物酶系，是一个有机构成的、独立的生态系统。污水中的有机质及营养素通过微生物的降解和吸收，达到去除的效果。其中，主要由植物根部的微生物活动实现对有机物的降解和转化，生物作用是起到了关键作用。
　　（3）植物净化。人工湿地水处理系统中，黄菖蒲、芦苇、香蒲、睡莲、眼子菜等水生植物是人工湿地处理系统的重要有机组成部分，对水生植物的选择直接影响到人工湿地的处理效果。水生植物不仅可以和基质同时过滤污水中的悬浮物，而且通过吸收水中的某些污染物质来获取自身需要的营养物，将水中的悬浮物去除。此外，由于植物对氧具有输送、释放和扩散作用，可以将氧输送到根部周围的区域，因此会在植物根部形成好氧区域，而对于氧扩散不到的区域会形成厌氧区域。这些区域就为微生物进行脱氮除磷提供良好的环境。这也是人工湿地具有良好的脱氮除磷效果的原因之一。最后，植物还会吸收一些有机物和重金属从而达到去除效果。
　　结语：目前，在工农业生产和城市居民生活中广泛应用的洒水降尘用水、绿化等形式的用水，已经有较大的比例是经人工湿地处理后形成的“中水”综合来说.相比于传统的污水处理方法，人工湿地具有经济、简易、节能等优势，随着人工湿地处理技术的不断发展完善，势必有着广阔的发展前景。