人工湿地污水处理系统厂家 一体化设备

人工湿地技术
随着国家经济的快速发展，环境问题越来越突出，淡水资源短缺与人民生活水平提高之间的矛盾日益加剧。水资源保护任务也越来越艰巨。近年来环境科学研究在迅速发展，各种污水处理的方法层出不穷，其中生态技术——人工湿地技术由于其投资低，出水水质好，抗冲击能力强，操作简单，建造和运行费用低，维护方便，氨氮去除率高，同时可使污水处理与环境生态建设有机结合，在处理污水同时创造城市生态景观等特点逐步被国家所接受，并广泛推广应用。
一、人工湿地技术阐述
1.1 人工湿地定义
人工湿地（Constructed Wetland）是为处理污水而人工构造的由各种填料(如砾石等)混合组成填料床，床体表面种植有成活率高，生长周期长，美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇，蒲草等)，床体内存在大量的厌氧、好氧微生物。植物与床体中的微生物形成一个*的动植物生态体系。污水在床体的填料缝隙中流动，通过该生态系统的自然降解作用截流、去除污染物。
人工湿地是在普通人工湿地的基础上通过改进填料、植物的种类和结构的基础上解决了人工湿地在我北方越冬期间处理效果低的瓶颈问题。
1.2 人工湿地结构
人工湿地由六部分组成：
①   简单土建、围堰等基础设施；
②   上下进出水管道
③   适于在水中生长的植物芦苇；
④   具有各种透水性的特殊基质，如砂、砾石、残渣、 特殊材料等；
⑤   水体（在基质表面下或上流动的水）；
⑥   好氧和厌氧微生物群落；
人工湿地，单池长宽比大约在1：1～1：10之间，池底坡度大约为1%～8%，深0.5m～2.5m之间，运行方式可串联、并联。

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1.3 人工湿地的特点
① 人工湿地结构较简单,建设费用低;
② 人工湿地运行简便,运行费用低;
③ 选型植物净化能力强、根系发达，对环境变化有良好的适应能力;
④ 人工湿地运行稳定,耐冲击负荷;
⑤ 冬季具有防冻保温设施,可保证冬季运行时具有较好的处理效果，其技术可运用到北方废水处理工程;
⑥ 人工湿地运行方式效率好, 出水水质稳定，无二次污染；
⑦ 植物的回收和水的回用可直接和间接产生经济效益;
⑧ 人工湿地增加绿地面积，可美化、改善生态环境。
二、 人工湿地的作用机制及影响因素
2.1 基质的作用
人工湿地中的基质又称填料、滤料。基质在为植物和微生物提供生长介质的同时，也能够通过沉淀、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用直接去除污染物。

2.2湿地植物的作用
对于人工湿地中的植物，我们公司长期研究，反复筛选实验，决定采用具有对周围环境适应能力强、根系发达、净化能力强等优点
人工湿地种植的植物具有四个作用：
①植物能显著增加微生物的附着（植物的根茎）；
②植物可将大气氧传输至根部，使微生物在微氧的环境下生长；
③植物根和茎的生长可以疏松、增强或稳定基质的透水性能；
④植物的生长吸收污水中的营养物质（例如N、P等）；
2.3微生物制剂的作用
微生态制剂是主要由假单胞杆菌属、产碱杆菌属、放线菌、真菌、酵母菌等微生物组成的菌群，通过它们自身代谢、吸收、氧化分解从而达到去除有机污染物的目的。
人工湿地建成初期，微生物的种类和数量不太充足，随着废水不断进入人工湿地，通过定时、定量添加微生态制剂，使其在人工湿地中形成优势菌群。
微生态制剂结合人工湿地生化处理,形成一套完整的废水处理技术体系，其去除机理是：微生态制在整个湿地系统中形成巨大的生物膜反应器，湿地废水中溶解的有机污染物向湿地填料表面覆盖的生物膜进行传递，并通过生化反应得到降解。
2.4人工湿地去除污染物的机理
人工湿地去除的污染物种类包括；N、P、SS、色度、有机污染物、重金属和病原体等。通过湿地运行表明,人工湿地在其小的生态系统食物链尚未完善的条件下，进水浓度在200mg/L以下、在水力停留24h后，人工湿地对COD去除率可达到70%以上，BOD5去除率可达85%以上，出水COD的浓度在90mg/L以下，BOD5的浓度在10mg/L--30mg/L左右，SS小于20mg/L。再经过长期运行后,湿地中的植物、微生物等组成的生态系统进一步完善,种群生物量逐步增加,出水水质会更加良好。
2.4.1悬浮物去除机理
悬浮物固体通过微生物生长、湿地基质表面吸附机理截留、去除，湿地对悬浮物的去除非常有效，悬浮物出水值一般在10mg/L左右，为防止较高悬浮物负荷而产生的堵塞现象,进水前一般设置预处理,以避免过高悬浮物负荷而造成的堵塞现象。
2.4.2有机物的去除机理
人工湿地对有机污染物具有较强的去除能力。废水中的有机物包含颗粒性有机物和溶解性有机物，不溶性有机物通过在湿地基质中的过滤作用可以很快地被截留进而被分解或利用，可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及厌氧、好氧生物代谢降解过程而被分解去除。由于湿地*的微生物环境，形成了系统中好氧菌、兼性菌及厌氧菌的良好生存状态。尤其是介质表层，微生物活性较高，对有机物的去除能力较强。
反应机理以方程式表述如下：
微生物作用 
CxHyOz + O2
CO2 + H2O
由兼性厌氧菌和专性厌氧菌控制的厌氧过程分步进行。*步主要产物为脂肪酸，如乙酸、乳酸、乙醇、CO2和H2。
微生物作用
C6H12O6 + H2O
CH3COOH + H2 + CO2 
微生物作用
C6H12O6
2CH3CHOHCOOH
微生物作用
C6H12O6
2CO2 + 2CH3CH2OH 
硫酸盐还原菌和产甲烷菌利用上述脂肪酸进行代谢活动。
微生物作用
CH3COOH + H2SO4
2CO2 + 2H2O +H2S        
微生物作用
CH3COOH + 4H2
2CH4 + 2H2O 
微生物作用 
CO2 + 4H2
CH4 + 2H2O            
2.4.3氮的去除机理
氮在污水中主要以有机氮和无机氮形态存在，有机氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶，无机氮包括氨、亚硝酸(NO2-)和硝酸盐(NO3-)。在人工湿地无机氮主要存在形式是NH4+,还有NO2- 、NO3-、N2O以及溶解的N2。除氮的机理主要包括挥发、微生物转化(氨化,硝化/反硝化)、植物吸收、介质吸附和沉淀过滤等，但主要还是通过微生物硝化/反硝化作用完成的。
2.4.4磷的去除机理
人工湿地对磷的去除是通过基质的吸附、植物的吸收和吸附沉淀储存等协同完成的。磷在人工湿地系统中的去除主要有3个方面的作用①微生物正常的同化或植物的吸收作用；②聚磷菌的摄磷作用；③基质的物理化学作用。其中，无机磷以植物的吸收作用为主，这主要是由于芦苇等大型植物长期生长对无机磷的需求。
2.5 人工湿地的影响因素及对策
湿地的物理和化学环境影响生物过程，反过来湿地中发生的生物过程也影响湿地的物理和化学环境。重要的影响因素是温度和溶解氧。
2.5.1 温度的影响
温度随昼夜、季节变化很大，温度的变化可引起一些化学和生物过程的天然变化，在出水水质相对去除率会降低，甚至为零。
经我公司长期科研，反复的实验，总结出一套有效的冬季保温运行方法，包括：
①人工湿地填料为1.0—1.5米（南方为0.8—1.2米）；
②人工湿地进水管上覆盖20公分以上填料，可起到防冻保温作用；
③冬季把秋末收割的芦苇平铺在湿地表面，上面也可再铺一层塑料薄膜，特别在下雪的天气，积雪也起到保温作用，填料床内被处理的废水温度可保持在150C—200C左右。从而解决历年来人工湿地在北方不能过冬使用的问题；
2.5.2 溶解氧影响
污水进入到潜流湿地后，主要有两个需氧因素：碳化需氧量（CBOD）和硝化需氧量（NOD）。主要表现沉积的散落物需氧量，溶解有机需氧量和溶解的硝化需氧量等。水中溶解氧过低过高都会影响微生物活性，从而影响处理效果。水中的氧的恢复主要通过大气复氧、直接传质到水表面、通过植物茎叶的传导输送及进入湿地时水中加氧。
虽然，自然复氧及植物增氧已能满足微生物的大部分需求，但是为提高微生物处理效率，人工湿地在进入湿地前的预处理中增加曝气环节以人为的增加水中的溶解氧提高处理效率。
三、人工湿地技术展望
自西德1974年*建造人工湿地以来，各种不同的湿地在世界各地已被用来处理大量不同的废水。1996年9月在奥地利维也纳召开的第四次研讨会，标志着人工湿地作为一种*特色的新型废水处理技术已经正式进入水污染控制领域。近些年西方发达国家人工湿地技术蓬勃发展，北美多采用自由表面流人工湿地，欧洲则倾向于地下潜流系统。绝大多数人工湿地系统种植有芦苇，也有种植其它湿地植物的，人们认为根的生长和芦苇根区会增加导水性。在欧洲人工湿地系统趋向对乡村级社区进行二级处理，北美则趋向更多人口的高级处理。在澳大利亚和南非则用于处理各类废水。
虽然我国从“七五”以来不断地有对人工湿地的研究成果附著报端，但总体上仍处于起步阶段。一方面，国家层面的相关部门还没有形成足够的重视，地方省、市zheng府及相关部门也大都处于观望的态度中。另一方面，众多的科研院所、专家的研究虽然有了一定的规模，但是仍处于“点”上的研究，不具有整体性和系统性，尚未形成长期的、系统的湿地运行经验和设计数据积累。目前人工湿地的实际应用也只是集中在南方（主要是深圳）热带、亚热带地区的少数地区。由于人工湿地工艺本身的原因，冬季北方地区的低温及霜冻期的低效率运行一直是人工湿地运行中的缺陷，北方地区尚未有成熟完整的人工湿地设计运行经验积累。
总的来说,人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式，特别是它充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的佳效益。适合于处理水质变化不很大、管理水平不很高的城镇污水、工业废水，如我国农村中、小城镇的生活污水处理。
因此可以说，人工湿地是一种投资低，运行费用低，经济、环境、社会效益好的一种较为先进的废水处理工艺，应当进一步推广和应用。