硅藻土基质人工湿地处理生活污水研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述环境工程硅藻土基质人工湿地处理生活污水研究摘要：人工湿地作为一种新型的生态处理工艺在生活污水处理方面得到了广泛的应用。本文主要介绍了人工湿地的历史背景及其国内外研究现状，存在的主要缺点以及改善缺点的方法途径，并就未来发展趋向做了进一步说明。关键词：人工湿地；硅藻土；污水处理1.前言人工湿地污水处理是20世纪70年代发展起来的一种污水土壤处理技术。人工湿地中，石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例和层次构成基质，并有选择地植入植物，介质、植物和微生物是其基本构成，实际上是一种独特的土壤－植物－微生物系统。人工湿地因水流方式差异可分为表面流湿地、地

2、下潜流湿地、垂直流湿地和潮汐流湿地[17]。人工湿地技术已成为处理城镇生活污水的一种常用技术。2.人工湿地处理污水研究历史运用人工湿地处理污水可追溯到1903年,建在英国约克郡Earby的这个被认作世界上第一处用于处理污水的人工湿地连续运行直到1992年[14],而人工湿地处理污水工艺在世界各地受到重视并被运用,还是在本世纪七十年代德国学者Kickuth提出根区法(TheRoot-Zone-Method)理论之后开始的[15,16]。第一个完整的人工湿地的试验始于1974年,是在德国的Othfrensen进行的。近十年来,英国、德国、法国、澳大利亚、巴西、荷兰等国人

3、工湿地发展迅速,它不仅成为中小城镇的重要污水处理措施,而且也成为雨水处理、工业废水处理的重要技术。目前,欧洲已有数以百计的人工湿地在运行之中,其处理规模有大有小,规模最小的仅处理一家一户的废水(湿地面积约为40m2),规模大的占地达5000m2,用以处理人口在1000人以上村镇排放的生活污水。3.人工湿地处理污水缺点人工湿地具有投资和运行费用低、处理效果稳定、出水水质好等优点，并且有良好的自然、社会、经济效益;但也存在占地面积大、易堵塞、难以处理高浓度污水、易受气候地理条件限制等缺陷：占地面积大。为满足污水处理所需的水力停留时间，维持较高的COD去除率，人工湿地水力

4、负荷通常为0.3-0.5m3/m2d，远小于一般好氧反应器的水力负荷，导致工程占地面积较大。3脱氮除磷效率不高。人工湿地脱N的主要途径是微生物的硝化与反硝化作用，但人工湿地常因缺氧导致硝化过程不完全，从而影响脱N效率［2］，其NH4+-N去除率一般为40－75%；此外，人工湿地除P的主要途径是基质吸附，尽管运行初期具有很高的除P效率，但一旦基质吸附饱和，其除P效果不佳。易板结、易堵塞。人工湿地常用基质有卵石、砾石、粗砂、细沙、煤渣、矿渣、陶粒、石灰石等。这些基质材料多为致密性材料，比重大，不具备多孔结构，或其孔隙度和比表面积很小。用其作为人工湿地基质时，一方面对污染

5、物的吸附与过滤作用不大，微生物藉以着生与繁衍的表面积较小，导致污染处理负荷较低；另一方面，随着微生物及污染物在基质表面的累积，基质间隙越来越小，产生板结与堵塞，过水能力越来越低，以致湿地中积水严重、溶解氧含量降低，从而进一步降低其脱氮除磷效率[10]。通常情况下，已建人工湿地大多在运行3年左右即因堵塞而报废；我省有大量已建人工湿地工程因堵塞而报废。4.改善人工湿地处理效果途径4.1改进布水方式人工湿地传统的布水方式有固定式喷灌、移动式喷灌、淹灌和沟灌，在大多数情况下，布水方式取决于当地的地形、土壤、植物和气候条件。阶梯进水可避免处理床前部堵塞，使植物长势均匀，有利于

6、后部的硝化脱氮作用;回流式可对进水进行一定的稀释，增加水中的溶解氧并减少出水中可能出现的臭味，促进填料床中的硝化和反硝化脱氮作用:综合式则一方面设置出水回流，另一方面还将进水分布至填料床的中部，以减少填料床前端的负荷4.2改进水流方向根据水流方向不同，传统的人工湿地分为平行流与下行流两种。己有相当数量的研究表明，平行流的传氧能力有限。吉林建筑工程学院宋铁红等研究了人工湿地在间歇流、连续流进水方式下处理生活污水的效率，并进行了对比分析。在平均水力负荷4.8cm/d时，间歇流和连续流人工湿地C0D平均去除率分别为78%和64%;NH3-N平均去除率分别为60%和44%;

7、TP去除率均为53%。结果表明，间歇流进水能够提高床体内的含氧量，缓解植物根系放氧不足，提高了污染物去除率[5,6]。4.3改进湿地植物人工湿地植物选择趋向于从当地的天然湿地中选择抗污能力强、净化效果好且具有一定经济价值和景观效果的物种。鲁敏等研究表明香蒲、美人蕉、黄花莺尾、菱白和首蒲适合在武汉地区人工湿地床中种植[8]3。邓辅唐等研究得出旱伞竹、皇竹草、红线草和马蹄莲是适合在云南地区种植的人工湿地植物。许多研究表明，复合植物床对水质的净化效果好于单一植物[9]。4.4改进基质传统的人工湿地基质主要有土壤、细沙、粗砂、砾石、灰渣及石灰石、沸石、鹅卵石等。李旭东等