湖北農(nóng)業(yè)污水處理設(shè)備工程
在垂直潛流系統(tǒng)中,污水由表面縱向流至床底,在縱向流的過(guò)程中污水依次經(jīng)過(guò)不同的地埋式一體化污水處理設(shè)備介質(zhì)層,達(dá)到凈化的目的。垂直流潛流式濕地具有完整的布水系統(tǒng)和集水系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)是占地面積較其它形式濕地小,處理效率高,整個(gè)系統(tǒng)可以*建在地下,地上可以建成綠地和配合景觀規(guī)劃使用。
水平流潛流式地埋式一體化污水處理設(shè)備:
是潛流式濕地的另一種形式,污水由進(jìn)水口一端沿水平方向流動(dòng)的過(guò)程中依次通過(guò)砂石、介質(zhì)、植物根系,流向出水口一端,以達(dá)到凈化目的。
溝渠型地埋式一體化污水處理設(shè)備:
溝渠型濕地床包括植物系統(tǒng)、介質(zhì)系統(tǒng)、收集系統(tǒng)。主要對(duì)雨水等面源污染進(jìn)行收集處理,通過(guò)過(guò)濾、吸附、生化達(dá)到凈化雨水及污水的目的。是小流域水質(zhì)治理、保護(hù)的有效手段
污染物去除機(jī)理
SS的去除主要靠物理沉淀、過(guò)濾作用,BOD5的去除主要靠微生物吸附和代謝作用,代謝產(chǎn)物均為無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì),因此可以使處理后水中殘余的BOD濃度很低。污水中COD去除的原理與BOD基本相同。
N、P去除地埋式一體化污水處理設(shè)備主要利用生物脫氮及植物吸收方法。
作用機(jī)理:對(duì)污染物的去除與影響物理沉淀可沉淀固體在濕地中重力沉降去除、過(guò)濾,通過(guò)顆粒間相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固體被阻截而去除;化學(xué)微生物代謝:利用懸浮的底泥和寄生于植物上的細(xì)菌的代謝作用將懸浮物、膠體、可溶性固體分解成無(wú)機(jī)物;通過(guò)生物硝化-反硝化作用去除氮;部分微量元素被微生物、植物利用氧化并經(jīng)阻截或結(jié)合而被去除。自然死亡:細(xì)菌和病毒處于不適宜環(huán)境中會(huì)引起自然衰敗及死亡,植物植物代謝利用植物對(duì)有機(jī)物的吸收而去除,植物根系分泌物對(duì)大腸桿菌和病原體有滅活作用植物吸收相當(dāng)數(shù)量的氮和磷能被植物吸收而去除,多年生沼澤生植物,每年收割一次,可將氮、磷吸收、合成后分移出地埋式一體化污水處理設(shè)備系統(tǒng)。
濕地基質(zhì)的過(guò)濾吸附作用
污水進(jìn)入濕地系統(tǒng),污水中的固體顆粒與基質(zhì)顆粒之間會(huì)發(fā)生作用,水流中的固體顆粒直接碰到基質(zhì)顆粒表面被攔截。水中顆粒遷移到基質(zhì)顆粒表面時(shí),在范德華力和靜電力作用下以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力作用下,被粘附與基質(zhì)顆粒上,也可能因?yàn)榇嬖谛跄w粒的架橋作用而被吸附。
此外,由于濕地床體長(zhǎng)時(shí)間處于浸水狀態(tài),床體很多區(qū)域內(nèi)基質(zhì)形成土壤膠體,土壤膠體本身具有*的吸附性能,也能夠截留和吸附進(jìn)水中的懸浮顆粒。
物理過(guò)濾和吸附作用是濕地系統(tǒng)對(duì)污水中的污染物進(jìn)行攔截從而達(dá)到凈化污水的目的的重要途徑之一。
濕地植物的作用
植物是地埋式一體化污水處理設(shè)備的重要組成部分。地埋式一體化污水處理設(shè)備根據(jù)主要植物優(yōu)勢(shì)種的不同,被分為浮水植物地埋式一體化污水處理設(shè)備,浮葉植物地埋式一體化污水處理設(shè)備,挺水植物地埋式一體化污水處理設(shè)備,沉水植物地埋式一體化污水處理設(shè)備等不同類(lèi)型。濕地中的植物對(duì)于濕地凈化污水的作用能起到極重要的影響。
先,濕地植物和所有進(jìn)行光合自養(yǎng)的有機(jī)體一樣,具有分解和轉(zhuǎn)化有機(jī)物和其他物質(zhì)的能力。植物通過(guò)吸收同化作用,能直接從污水中吸收可利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如水體中的氮和磷等。水中的銨鹽、硝酸鹽以及磷酸鹽都能通過(guò)這種作用被植物體吸收,后通過(guò)被收割而離開(kāi)水體。
其次,植物的根系能吸附和富集重金屬和有毒有害物質(zhì)。植物的根莖葉都有吸收富集重金屬的作用,其中根部的吸收能力強(qiáng)。在不同的植物種類(lèi)中,沉水植物的吸附能力較強(qiáng)。根系密集發(fā)達(dá)交織在一起的植物亦能對(duì)固體顆粒起到攔截吸附作用。
再次,植物為微生物的吸附生長(zhǎng)提供了更大的表面積。植物的根系是微生物重要的棲息、附著和繁殖的場(chǎng)所。相關(guān)文獻(xiàn)表明,植物根際的微生物數(shù)量比非根際微生物數(shù)量多得多,而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。
后,植物還能夠?yàn)樗w輸送氧氣,增加水體的活性。
由此可見(jiàn),濕地植物在控制水質(zhì)污染,降解有害物質(zhì)上也起到了重要的作用。
微生物的消解作用
濕地系統(tǒng)中的微生物是降解水體中污染物的主力軍。好氧微生物通過(guò)呼吸作用,將廢水中的大部分有機(jī)物分解成為二氧化碳和水,厭氧細(xì)菌將有機(jī)物質(zhì)分解成二氧化碳和甲烷,硝化細(xì)菌將銨鹽硝化,反硝化細(xì)菌將硝態(tài)氮還原成氮?dú)?,等等。通過(guò)這一系列的作用,污水中的主要有機(jī)污染物都能得到降解同化,成為微生物細(xì)胞的一部分,其余的變成對(duì)環(huán)境無(wú)害的無(wú)機(jī)物質(zhì)回歸到自然界中。
此外,濕地生態(tài)系統(tǒng)中還存在某些原生動(dòng)物及后生動(dòng)物,甚至一些濕地昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)類(lèi)也能參與吞食濕地系統(tǒng)中沉積的有機(jī)顆粒,然后進(jìn)行同化作用,將有機(jī)顆粒作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收,從而在某種程度上去除污水中的顆粒物。
地埋式一體化污水處理設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)
地埋式一體化污水處理設(shè)備污水處理系統(tǒng)是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng),具有如下優(yōu)點(diǎn):
?、俳ㄔ旌瓦\(yùn)行費(fèi)用便宜
?、谝子诰S護(hù),技術(shù)含量低
?、劭蛇M(jìn)行有效可靠的廢水處理
?、芸删彌_對(duì)水力和污染負(fù)荷的沖擊
⑤可提供和間接提供效益,如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙?jiān)?、建材、綠化、野生動(dòng)物棲息、和教育。
但也有不足
①占地面積大
?、谝资懿∠x(chóng)害影響
?、凵锖退?fù)雜性加大了對(duì)其處理機(jī)制、工藝動(dòng)力學(xué)和影響因素的認(rèn)識(shí)理解,設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)不精確,因此常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)使出水達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或不能達(dá)標(biāo)排放,有的地埋式一體化污水處理設(shè)備反而成了污染源。
另外,據(jù)已有數(shù)據(jù),當(dāng)上下表面植物密度增大時(shí), 地埋式一體化污水處理設(shè)備系統(tǒng)處理效率提高,在達(dá)到其優(yōu)效率時(shí),需2~3個(gè)生長(zhǎng)周期,所以需建成幾年后才達(dá)到*穩(wěn)定的運(yùn)行。因此,目前地埋式一體化污水處理設(shè)備技術(shù)大問(wèn)題在于缺乏*運(yùn)行系統(tǒng)的詳細(xì)資料。
總的來(lái)說(shuō), 地埋式一體化污水處理設(shè)備污水處理系統(tǒng)是一種較好的廢水處理方式,特別是它充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境的再污染,獲得污水處理與資源化的佳效益,因此具有較高的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益,比較適合于處理水量不大、水質(zhì)變化不很大、管理水平不很高的城鎮(zhèn)污水,如我國(guó)農(nóng)村中、小城鎮(zhèn)的污水處理。地埋式一體化污水處理設(shè)備作為一種處理污水的新技術(shù)有待于進(jìn)一步改良,有必要更細(xì)致地研究不同地區(qū)特征和運(yùn)行數(shù)據(jù)以便在將來(lái)的建設(shè)中提供更合理的參數(shù)。
選用原則
(1) 植物在具有良好的生態(tài)適應(yīng)能力和生態(tài)營(yíng)建功能;
篩選凈化能力強(qiáng)、抗逆性相仿,而生長(zhǎng)量較小的植物,減少管理上尤其是對(duì)植物體后處理上的許多困難。一般應(yīng)選用當(dāng)?shù)鼗虮镜貐^(qū)天然濕地中存在的植物。
(2) 植物具有很強(qiáng)的生命力和旺盛的生長(zhǎng)勢(shì);
① 抗凍、抗熱能力
②抗病蟲(chóng)害能力
③對(duì)周?chē)h(huán)境的適應(yīng)能力
(3)所引種的植物必須具有較強(qiáng)的耐污染能力;
水生植物對(duì)污水中的BOD5?COD?TN?TP主要是靠附著生長(zhǎng)在根區(qū)表面及附近的微生物去除的,因此應(yīng)選擇根系比較發(fā)達(dá),對(duì)污水承受能力強(qiáng)的水生植物。
(4)植物的年生*長(zhǎng)
地埋式一體化污水處理設(shè)備處理系統(tǒng)中常會(huì)出現(xiàn)因冬季植物枯萎死亡或生長(zhǎng)休眠而導(dǎo)致功能下降的現(xiàn)象,因此,應(yīng)著重選用常綠冬季生長(zhǎng)旺盛的水生植物類(lèi)型。
(5) 所選擇的植物將不對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅,具有生態(tài)安全性;
(6)具有一定的經(jīng)濟(jì)效益、文化價(jià)值、景觀效益和綜合利用價(jià)值。
由于所處理的污水不含有毒、有害成分,可以考慮其綜合利用
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