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研究領域

人工濕地設計原理







人工濕地概念





人工濕地(constructed wetland)是人工設計與建造的,由飽和基質、水生植被、動物和水體組成的復合體。

 




 






人工濕地的構建





人工濕地的一般工藝流程包括預處理、水生植物池和集水排水3大部分,如:原污水→格柵→污水集水池→植物池A→植物池B→集水池→回用或排放水體,其中起主要凈化作用的是水生植物池。


根據污染物組分的不同和主要污染物的含量,來構建不同類型的人工濕地;選擇適宜的填充基質、水生植物、水力停留時間和水力負荷度等,來提高不同人工濕地凈化污染水的效果。

 








人工濕地的類型





根據污水在濕地床中流動的方式,可將人工濕地分為3 種類型:垂直流人工濕地、潛流式人工濕地和表面流人工濕地。


垂直流人工濕地

主要用于處理氨氮含量高的污水,污水從濕地表面縱向流向填料床的底部;具有較強的去除有機物和氮的能力,且有很高的穩定性及抗沖擊負荷能力。

 

潛流式人工濕地

由一個或多個填料床組成,污水從一端水平流過填料床到另一端。處理過程中減少了臭氣的散發和臭味的產生,用于處理生活污水、工業廢水、醫療廢水、暴雨徑流、礦山廢水、石油開采廢水、垃圾場滲濾液等污水,但潛流式人工濕地容易發生堵塞現象。

 

表面流人工濕地

水力路徑以地表推流為主,在污處理過程中,主要是通過植物莖葉的攔截、土壤的吸附過濾和污染物的自然沉降來達到去除污染物的目的。表面流人工濕地的去污能力高于天然濕地處理系統,但與垂直流、潛流式人工濕地相比,其去污效果相對較差。

 

 

?. 3 種水流方式的人工濕地的結構特點






人工濕地的基質




目前,用于人工濕地的基質主要有石塊、礫石、砂粒、細砂、砂土和土壤,還有礦渣、煤渣和活性炭等。這些基質可以為微生物的生長提供穩定的依附表面。


除此之外,基質還可以為水生植物提供支持載體和生長所需的營養物質,當這些營養物質通過污水流經人工濕地時,基質通過一些物理、化學途徑(如吸附、吸收、過濾、絡合反應和離子交換等)凈化污水中的氮、磷等營養物質及其他污染物。

 


?.去除不同特征污染物的主要基質及其去除機理






人工濕地的植物種類選擇




最常選用的人工濕地植物種類是燈心草、香蒲和蘆葦。在溫度低的情況下,香蒲和蘆葦間隔種植對人工濕地去除污染物更為有利。


垂直流人工濕地:莎草、燈心草和香菇草;

表面流人工濕地:荇菜、水鱉、慈姑、大薸、芡實、茭白、黑三棱;

潛流式人工濕地:澤瀉和千屈菜。


具有較強凈化能力的植物:蘆葦、千屈菜、美人蕉、風車草、水蔥、再力花和花葉美人蕉;

具有中等凈化能力的植物:菖蒲、蘆竹、香蒲和梭魚草;

具有較弱凈化能力的植物:鳶尾、野芋、燈心草、蔥蘭、澤瀉和花菖蒲。


在不同的地域用相同的濕地植物對同一種污染物的凈化效果是不同的,要因地制宜,尋找適合本地自然環境的濕地植物。

 







人工濕地處理污水的應用




人工濕地以其建設運營成本低、去污能力強、使用壽命長、工藝簡單、組合多樣化等優勢,近年來在世界各地得到了廣泛的應用。其應用范圍主要集中在褐煤熱解、油砂廢水、礦山廢水、奶品加工、食品工業、造紙廢水、烴類廢水和垃圾場滲濾液凈化處理等方面。



 

圖丨網絡  整理丨小井官

參考丨《人工濕地的構建與應用_張清

 

 


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