人工濕地是一種基于自然濕地生態(tài)學原理的新型污水處理方法,可人工控制基質,植物,微生物和其他在凈化過程中起作用的因素,從而實現(xiàn)污水中污染物的去除。可以在實際項目中推廣和應用。地表流濕地是一種人工濕地。由于水位淺,水面裸露,季節(jié)影響較大,難以充分發(fā)揮水處理功能,其應用受到一定的限制。地下流人工濕地的結構避免了表面流人工濕地的缺陷。污水在濕地內部流動,可以充分實現(xiàn)污染物的凈化和去除,大大提高了處理效率。因此,它已在國內外推廣應用。根據(jù)基質之間水體的流動形式,地下人工濕地分為水平流和垂直流。垂直流人工濕地的設計和結構使?jié)竦貎炔康乃植几泳鶆?,氧合更充分,對有機物和氮的凈化效果更好。近年來,有越來越多的研究和應用。復合垂直流人工濕地作為一種較新的處理技術,正在不斷地完善和發(fā)展,在實現(xiàn)水體和生態(tài)恢復方面具有廣闊的應用前景。
一、垂直流人工濕地的類型和特點
垂直流人工濕地最常見的形式是向下流人工濕地,其大部分采用間歇運行模式。污水從濕地的表面流入,并逐漸從底物垂直滲透到底部。在間歇的水流入期間,空氣會進入填料的縫隙。與水平地下流濕地相比,系統(tǒng)中的充氧更加充分,更有利于硝化反應,提高了有機物的去除能力。作為一種新型的人工濕地系統(tǒng),復合垂直流人工濕地具有獨特的向下-向上-向上水流方法,形成了一個復合水凈化結構,該結構在向下流池的某些區(qū)域具有好氧性,而在向上流池的某些區(qū)域具有厭氧性,促進硝化作用。通過反硝化,可以提高整體脫氮效果。目前,復合垂直流人工濕地系統(tǒng)已在我國許多退化湖泊中得到了成功的推廣和應用,對生活污水,城市綜合污水和醫(yī)療廢水也具有良好的處理效果。
二、影響垂直流人工濕地凈化功能的主要因素
一般而言,有許多因素影響垂直流人工濕地的凈化效果。目前,領域內更加關注水力因素,基材選擇和堵塞等三個方面。
首先,水力因素。由于其特殊的結構,構造成垂直流的濕地垂直流過整個基底層。與地表水流和水平地下流人工濕地相比,水的分布更加均勻,因此具有較高的面積負荷,水力負荷和污染負荷。吳振斌等研究了垂直流人工濕地的水力特性對污水凈化效果的影響,發(fā)現(xiàn)出水量大,出水快,停留時間長,水量大是系統(tǒng)中凈化功能的有利因素。
第二,基板的選擇。垂直流人工濕地系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,能更好地適應高有機負荷污水,并具有更高的反硝化處理能力,這與系統(tǒng)中基質的吸附能力有關。垂直流人工濕地由于水力停留時間短而具有面積較小的優(yōu)點,但是較短的水力停留時間會影響處理后的水的質量,因此有必要加強基板的處理能力。在人工濕地和相關文獻中,用于垂直流人工濕地的基質包括沸石,方解石,礫石,頁巖,高爐礦渣,煤灰渣,陶瓷過濾材料,圓形陶粒等。
第三,人工濕地的堵塞是影響垂直流人工濕地運行的最重要問題。目前,具體的封鎖機制還不是很清楚?;具^程是:當污水流經(jīng)人工濕地時,懸浮的固體沉積并吸附在基質中,從而減少了基質層的有效孔隙并形成了堵塞物。