多功能鐵碳微電解填料廠家人工濕地污水生態處理工藝強化應用進展

　　多功能鐵碳微電解填料生產廠家人工濕地污水生態處理工藝強化應用進展。人工濕地的文章已經介紹了不少，今天將根據當前不同類型人工濕地的污水凈化處理性能與存在的短板，總結當前人工濕地共性問題，從優化濕地填料、創新濕地構型、調整運行策略等角度講解人工濕地強化措施。人工濕地主要由填料、植物、微生物三大要素構成，其中填料介質是濕地最為關鍵的組成部分，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提供基礎環境，還可以通過直接和間接作用去除污染物，因此，針對當地土壤類型合理選擇填料介質并進行優化布置，是強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、進水負荷、濕地構型、運行模式等因素的影響，對這些關鍵因素的調整及其對濕地處理性能的影響同樣引起國內外學者廣泛關注。

　　人工濕地的分類

　　根據水在濕地中流動方式的不同或濕地布水方式的不同，人工濕地系統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，這些采用傳統布水方式的人工濕地通常無法兼顧好氧和厭氧環境。因此，為實現更好的污染物去除效果，尤其是氮素和磷素的去除，出現了由不同類型濕地組合而成的復合流人工濕地。在生產實踐中，人工濕地類型的選擇應當充分考慮污水處理系統的處理對象、處理目標、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，在整個濕地表面形成自由水面，水流沿著一定方向前進，在流動過程中與填料介質、植物根系及附著生長的生物膜接觸，實現對污水的凈化，并從終端流出。表面流人工濕地投資運行費用低、操作管理簡單，但占地大、水力負荷小、冬季容易結冰、夏季易滋生蚊蠅，凈化能力受自由水面深度影響較大，遠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、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現污染物去除。水平潛流濕地可由多個填料床組成，因此，水力負荷與污染負荷較大，對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部的氧化還原條件相對穩定，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的一種強化形式，通過地表與地下滲濾過程中發生的物理、化學和生物反應使污水得到凈化。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散進入濕地內部，床體不同深度溶解氧狀態也不同。表層由于溶解氧充足，硝化能力強，床層深處因為缺氧而實現反硝化，在碳源充足時，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，導致總磷去除性能不穩定。

　　#4

　　復合流人工濕地

　　傳統單一的人工濕地難以同時實現好氧和厭氧環境，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行組合，開發了復合流人工濕地。在復合流人工濕地中，垂直流區塊進行有機物和懸浮顆粒的去除，同時進行硝化反應;水平流區塊則進行反硝化反應以及有機物降解。復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%)，然而受系統組合類型、HLR和濕地植物不同的影響，復合流人工濕地中TP(14%-99%)、NO3--N(13%-89%)和TN(31%-91%)的去除率波動較大。

　　人工濕地污水強化處理的措施

　　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(濕地構型、填料、植物、微生物等)，環境參數(溫度、溶解氧、pH等)，運行參數(進水負荷、水力停留時間等)。研究者們在統籌考慮以上眾多因素后，往往從優化濕地填料、創新濕地構型、調整運行策略等角度對人工濕地的污染物去除性能進行強化并研究相關機理。

　　優化濕地填料

　　填料是人工濕地的骨架，濕地中的大部分物理、化學和生物反應都在填料中進行。傳統人工濕地的填料主要由土壤、細砂、粗砂、礫石、沸石、碎瓦片或灰渣等構成，這些天然材料雖然具有價格低廉、便于取材等優點，但是它們較低的孔隙度和易飽和性，無法滿足更高的濕地出水要求和更長的濕地運行周期。為此，研究者們嘗試通過濕地填料優化實現其性能強化。

　　人工合成填料。主要是指加工生產的新型填料，或對已有填料進行改性，增強其吸附性能。Drizo等人利用鈣化海藻作為人工濕地填料，對磷的去除率高達98%，去除率明顯高于普通礫石填料。路宏偉等人則發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，并加入鋁粉發泡劑攪拌均勻，將漿料倒入模具中，在20-50℃下發泡20-60min，這種新型填料對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鐵(ZVI)等新型功能材料作為填料介質，研發了一種新型復合流人工濕地。結果表明，在水流停留時間為1.5d、表面負荷為1.21gTN·m-2d-1、常溫條件下，對照組人工濕地的化學需氧量(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%，而投加了零價鐵和生物炭的濕地系統的去除率則分別穩定在96.23%±5.3%、88.37%±1.47%、88.34%±0.65%、91.59%±3.77%，該濕地的出水水質穩定達到浙江省清潔排放標準。

　　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，無形中生成無數個微小原電池，促進有機物的去除。Jia等人研究發現，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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