多功能鐵碳微電解填料廠家人工濕地污水生態(tài)處理工藝強(qiáng)化應(yīng)用進(jìn)展

　　多功能鐵碳微電解填料廠家人工濕地污水生態(tài)處理工藝強(qiáng)化應(yīng)用進(jìn)展

　　多功能鐵碳微電解填料生產(chǎn)廠家人工濕地污水生態(tài)處理工藝強(qiáng)化應(yīng)用進(jìn)展。人工濕地的文章已經(jīng)介紹了不少，今天將根據(jù)當(dāng)前不同類型人工濕地的污水凈化處理性能與存在的短板，總結(jié)當(dāng)前人工濕地共性問題，從優(yōu)化濕地填料、創(chuàng)新濕地構(gòu)型、調(diào)整運(yùn)行策略等角度講解人工濕地強(qiáng)化措施。人工濕地主要由填料、植物、微生物三大要素構(gòu)成，其中填料介質(zhì)是濕地最為關(guān)鍵的組成部分，作為污染物去除功能的載體，它不僅為植物和微生物的生長(zhǎng)提供基礎(chǔ)環(huán)境，還可以通過直接和間接作用去除污染物，因此，針對(duì)當(dāng)?shù)赝寥李愋秃侠磉x擇填料介質(zhì)并進(jìn)行優(yōu)化布置，是強(qiáng)化人工濕地污水處理性能的重要途徑。此外，人工濕地性能還受到溫度、進(jìn)水負(fù)荷、濕地構(gòu)型、運(yùn)行模式等因素的影響，對(duì)這些關(guān)鍵因素的調(diào)整及其對(duì)濕地處理性能的影響同樣引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注。

　　人工濕地的分類

　　根據(jù)水在濕地中流動(dòng)方式的不同或濕地布水方式的不同，人工濕地系統(tǒng)一般被分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直流人工濕地。然而，這些采用傳統(tǒng)布水方式的人工濕地通常無(wú)法兼顧好氧和厭氧環(huán)境。因此，為實(shí)現(xiàn)更好的污染物去除效果，尤其是氮素和磷素的去除，出現(xiàn)了由不同類型濕地組合而成的復(fù)合流人工濕地。在生產(chǎn)實(shí)踐中，人工濕地類型的選擇應(yīng)當(dāng)充分考慮污水處理系統(tǒng)的處理對(duì)象、處理目標(biāo)、處理成本、可用土地面積等。

　　#1

　　表面流人工濕地

　　表面流人工濕地類似于沼澤，在整個(gè)濕地表面形成自由水面，水流沿著一定方向前進(jìn)，在流動(dòng)過程中與填料介質(zhì)、植物根系及附著生長(zhǎng)的生物膜接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化，并從終端流出。表面流人工濕地投資運(yùn)行費(fèi)用低、操作管理簡(jiǎn)單，但占地大、水力負(fù)荷小、冬季容易結(jié)冰、夏季易滋生蚊蠅，凈化能力受自由水面深度影響較大，遠(yuǎn)不如其他幾種類型的濕地。因此，表面流人工濕地僅適用于低污染污水處理。

　　#2

　　水平潛流人工濕地

　　由填料基質(zhì)、植物和微生物組成的水平潛流人工濕地，床底有隔水層，縱向有坡度。污水從布水溝進(jìn)入填料床，在向另一端水平滲濾直至流出的過程中，通過填料吸附、過濾、植物吸收、微生物降解作用等實(shí)現(xiàn)污染物去除。水平潛流濕地可由多個(gè)填料床組成，因此，水力負(fù)荷與污染負(fù)荷較大，對(duì)TSS、BOD5、COD等去除效果好。但受限于填料床層氧氣不足，氨氮去除效果有限。在所有類型的人工濕地中，水平潛流人工濕地內(nèi)部的氧化還原條件相對(duì)穩(wěn)定，有助于污水中磷的去除。

　　#3

　　垂直流人工濕地

　　垂直流人工濕地作為滲濾型土地處理系統(tǒng)的一種強(qiáng)化形式，通過地表與地下滲濾過程中發(fā)生的物理、化學(xué)和生物反應(yīng)使污水得到凈化。在垂直流人工濕地中，氧氣主要通過植物根系傳輸與大氣擴(kuò)散進(jìn)入濕地內(nèi)部，床體不同深度溶解氧狀態(tài)也不同。表層由于溶解氧充足，硝化能力強(qiáng)，床層深處因?yàn)槿毖醵鴮?shí)現(xiàn)反硝化，在碳源充足時(shí)，垂直流濕地可以滿足較高的總氮去除率，因而適合處理高氨氮污水。但是，垂直潛流人工濕地由于受間歇進(jìn)水影響，填料床中的溶解氧易引起顆粒表面磷的解吸釋放，導(dǎo)致總磷去除性能不穩(wěn)定。

　　#4

　　復(fù)合流人工濕地

　　傳統(tǒng)單一的人工濕地難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)好氧和厭氧環(huán)境，從而限制濕地的脫氮性能。因此，研究者將水平流和垂直流人工濕地進(jìn)行組合，開發(fā)了復(fù)合流人工濕地。在復(fù)合流人工濕地中，垂直流區(qū)塊進(jìn)行有機(jī)物和懸浮顆粒的去除，同時(shí)進(jìn)行硝化反應(yīng);水平流區(qū)塊則進(jìn)行反硝化反應(yīng)以及有機(jī)物降解。復(fù)合流人工濕地能有效去除水中TSS(93.82%)、BOD5(84.06%)、COD(85.65%)和NH4+-N(80.11%)，然而受系統(tǒng)組合類型、HLR和濕地植物不同的影響，復(fù)合流人工濕地中TP(14%-99%)、NO3--N(13%-89%)和TN(31%-91%)的去除率波動(dòng)較大。

　　人工濕地污水強(qiáng)化處理的措施

　　目前，人工濕地普遍存在占地面積大、處理效果不穩(wěn)定等突出問題。人工濕地污水處理效果的影響因素眾多，大體可分為3類：濕地參數(shù)(濕地構(gòu)型、填料、植物、微生物等)，環(huán)境參數(shù)(溫度、溶解氧、pH等)，運(yùn)行參數(shù)(進(jìn)水負(fù)荷、水力停留時(shí)間等)。研究者們?cè)诮y(tǒng)籌考慮以上眾多因素后，往往從優(yōu)化濕地填料、創(chuàng)新濕地構(gòu)型、調(diào)整運(yùn)行策略等角度對(duì)人工濕地的污染物去除性能進(jìn)行強(qiáng)化并研究相關(guān)機(jī)理。

　　優(yōu)化濕地填料

　　填料是人工濕地的骨架，濕地中的大部分物理、化學(xué)和生物反應(yīng)都在填料中進(jìn)行。傳統(tǒng)人工濕地的填料主要由土壤、細(xì)砂、粗砂、礫石、沸石、碎瓦片或灰渣等構(gòu)成，這些天然材料雖然具有價(jià)格低廉、便于取材等優(yōu)點(diǎn)，但是它們較低的孔隙度和易飽和性，無(wú)法滿足更高的濕地出水要求和更長(zhǎng)的濕地運(yùn)行周期。為此，研究者們嘗試通過濕地填料優(yōu)化實(shí)現(xiàn)其性能強(qiáng)化。

　　人工合成填料。主要是指加工生產(chǎn)的新型填料，或?qū)σ延刑盍线M(jìn)行改性，增強(qiáng)其吸附性能。Drizo等人利用鈣化海藻作為人工濕地填料，對(duì)磷的去除率高達(dá)98%，去除率明顯高于普通礫石填料。路宏偉等人則發(fā)明了一種人工濕地專用填料，將水泥、粉煤灰、水按照一定比例混合，并加入鋁粉發(fā)泡劑攪拌均勻，將漿料倒入模具中，在20-50℃下發(fā)泡20-60min，這種新型填料對(duì)磷的理論飽和吸附量為10mg·g-1。

　　新型功能材料。馬柯將生物炭和零價(jià)鐵(ZVI)等新型功能材料作為填料介質(zhì)，研發(fā)了一種新型復(fù)合流人工濕地。結(jié)果表明，在水流停留時(shí)間為1.5d、表面負(fù)荷為1.21gTN·m-2d-1、常溫條件下，對(duì)照組人工濕地的化學(xué)需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、總氮(TN)和總磷(TP)去除率分別為94.28%±6.04%、68.27%±7.09%、52.24%±4.54%、68.10%±8.03%，而投加了零價(jià)鐵和生物炭的濕地系統(tǒng)的去除率則分別穩(wěn)定在96.23%±5.3%、88.37%±1.47%、88.34%±0.65%、91.59%±3.77%，該濕地的出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到浙江省清潔排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　鐵碳微電解填料。鐵碳微電解材料不僅具有高效的磷吸附能力，還能在鐵碳之間形成電極電位差，無(wú)形中生成無(wú)數(shù)個(gè)微小原電池，促進(jìn)有機(jī)物的去除。Jia等人研究發(fā)現(xiàn)，通過鐵碳微電解工藝，鐵和碳基濕地中的硝酸鹽還原率可以達(dá)到87%，并且由于完成了反硝化過程，一氧化二氮(N2O)排放較低(4.6-11.75μg·m-2h-1)。此外，鐵和碳基濕地使得重金屬總鉻(Cr)和總鉛(Pb)削減75%-97%。

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