太阳能人工湿地净化农村生活污水研究展望.pdf

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1、第31卷第1期长江科学院院报Vo1.3lNo.12014年1月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteJan.20l4DOI:10.3969/j.issn.1001—5485.2014.01.003太阳能人工湿地净化农村生活污水研究展望汤显强h,柴培宏h,吴敏岫卫金峰h(1.长江科学院a.生态修复技术中心.b.流域水环境研究所,武汉430010;2.三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心,湖北宜昌443002)摘要:通过分析农村生活污水特征、人工湿地主要技术缺陷和太阳能

2、光催化、光伏一光热技术在国内外污水处理中的研究应用状况从综合利用太阳能资源和解决湿地低温季节运行效率低、易堵塞和供氧不足等角度出发,提出了太阳能湿地保温技术和湿地防堵及供氧技术。新型太阳能人工湿地无能源?肖耗、简便易行,有助于改善湿地出水水质和长期运行稳定性,在太阳能资源丰富的广大农村地区具有广阔的应用前景。关键词:农村生活污水;人工湿地;太阳能中图分类号:X703.1文献标志码:A文章编号:1001—5485(2014)O1—0012—061研究背景2农村生活污水特征农村生活污水数量、成分、污染物浓度与当地居随着我国新农村建设不

3、断推进,农村水环境污民生活习惯、生活水平、用水量等密切相关,一般由洗染问题日益突出,农村生活污水排放量已占全国污涤用水、淋浴用水以及人畜粪便等构成。与城市生活水排放总量的一半以上。农村地区经济技术条件落污水相比,农村生活污水具有排水量小、有机物浓度后、居住比较分散,生活污水难以集中收集处理,偏高且日变化系数较大(一般在3.0~5.0)等特点j,90%以上生活污水未经处理直接排放到附近水体,导致农村地区及其周边水生态环境恶化J。农村这给生活污水收集和处理带来了很大难度。生活污水净化处理后可作为灌溉水或其他用途使同时,农村经济发展水平

4、较低,管理落后,传统生活污水处理工艺如活性污泥法和生物膜法存在投用,既有助于节约水资源,提高用水效率,同时还能有效解决污水横流和环境恶劣等问题,改善居民生资大、能耗高、运行管理要求高等制约,不适宜在农村地区推广J。因此,农村生活污水处理应根据当活居住环境,降低与污染有关疾病的传播,减少由此引起的经济损失。地情况,因地制宜、合理规划和设计,遵循经济、高人工湿地具有基建投资小、污染去除效果好、布效、节能和简便易行等原则,采用一种高效经济、符置灵活和运行维护管理方便等优点,十分适宜用于合现代生态理念的污水处理方法。农村污水净化处理。农村

5、地区地势开阔、太阳能资作为生态污水处理技术,人工湿地降解、转化和源丰富且便于利用,将成熟的太阳能技术耦合人人去除污染物性能优越,受来水负荷变化影响小,投资工湿地净化系统,设计出基于大自然节律变化的太省、操作管理简单且能美化环境,可充分利用农村现阳能人工湿地系统,既能解决湿地运行中的能源供有河流、池塘、农田和荒地兴建,在广大农村地区具给,还能利用太阳能光伏产热和发电曝气,改善人工有良好应用前景。湿地低温季节运行效率低下、填料易堵塞和溶解氧供给率低等不足。本文在综合分析农村生活污水特3人工湿地的技术制约征、人工湿地工艺缺陷及太阳能利用

6、技术的基础上,提出太阳能湿地保温工艺和太阳能充氧及防堵湿地我国在“七五”期间已开始研究人工湿地技术,工艺,以期为后续设计和工程实践提供参考。现已成功应用于处理城市污水、工业废水和景观用收稿日期:2013—01—14基金项目:国家自然科学基金项目(51209011,51379017);江西省土壤侵蚀与防治重点实验室开放基金(JXSB201206);出国留学人员科技活动择优资助项目(CKSD2011695/SL)作者简介:汤显强(1981一),男,湖北竹溪人,高级工程师,博士,主要研究方向为水资源保护与水污染控制,(0E~)027—8

7、2926548(电子信箱)tomxqq@gmail.corn。第1期汤显强等太阳能人工湿地净化农村生活污水研究展望13水等方面,但在实际运行方面仍然存在许多问前部和后部曝气的效果好于中部曝气。Zhang题,主要包括低温季节污染去除率低、填料易堵塞和等¨发现强化充氧使湿地系统具有更稳定的pH环溶氧供给不足等。境,湿地中硝化菌数量明显增加,活性增强,硝化和反3.1低温硝化作用都得到改善,强化充氧使TN去除率提高了在气温较低的季节,当湿地水温低于4时,微48.3%。李春华等在填料内人工曝气增氧,在最生物活性基本处于最低状态甚至休眠,加上

8、植物干佳气水比为6:1时,湿地系统COD⋯NH一N,TN和枯,湿地出水水质较差,难以达到设计出水水质要求。11P去除率分别达到67.1%,62.1%,60.2%,95.0%,Song等比较了中国北方地区人工湿地一年四季污合理人工曝气可在低温不利条件

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