废水人工湿地和新型稳定塘处理工艺

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1、第5章废水人工湿地和新型稳定塘处理工艺废水处理一方面朝着高技术领域发展，另一方面还向着低耗、节能和易于操作与管理的所谓革新与代用技术领域发展(Ellis,1990;Wang,1991)。以活性污泥法为核心的废水处理技术从1914年问世以来，随着科学技术的发展和科研水平的提高，其供氧方式、工艺流程、工程参数等都在不断改善，技术也日趋成熟，已经在发达国家得到了普及，在水污染控制中起到了积极的推动作用。然而，废水的这些处理技术往往需要很高的基建投资和运行费用，在经济不发达的国家和地区难以推广应用(文一波,1999;秦翠霞,1999)。因此，根据各国家或地区的实际情况，研究开发废水的实用处理技术

2、，对于解决目前水污染的问题具有重要的现实意义(凌江,1998)。废水的实用处理技术，就是因地制宜的采用经济、节能、简易和有效的处理技术，它跟常规的废水处理方法和工艺不同，但也能处理和净化废水，因此又称为废水处理的代用方法或技术。目前，包括发达国家在内的世界范围内应用最为广泛的实用技术主要是废水的自然处理工艺，其中有主要有湿地处理系统、稳定塘系统和土地处理系统等。本章着重阐述人工湿地处理系统和新型稳定塘系统。5.1人工湿地处理系统5.1.1人工湿地的研究与应用进展湿地是指被地表水或地下水长期或间断性地淹没或饱和，并通常伴生有优势的水生植被与水生生物的地方。湿地是陆地与水体之间的过渡地带，是

3、一种高功能的生态系统，具有独特的生态结构和功能。其主要作用与用途包括生物多样性保护、气候调节、水和空气环境净化、野生资源开发、湿地产品生产、农业灌溉、旅游娱乐以及科学研究等诸多方面(夏汉平,2002)。在废水净化方面，湿地被认为是“天然的废水净化器”，它是由湿地自然生态系统中的物理、化学和生物的协同作用来完成废水净化的。与常规的废水处理工艺相比，湿地技术更廉价、更易操作和更能长久维持，而且几乎不需要消耗能源和化学药品（Amelia,2001;Fennessy,1989）。全世界目前有很多的天然湿地用于废水处理，不过由于废水对天然湿地可能存在负面影响，而且天然湿地的地理位置固定，一般均位于

4、相对较为偏远的区域，城市废水处理的利用难度较大。因此，为了保护天然湿地，也为了方便利用，用于废水净化的人工湿地便产生了。中国城镇水网人工湿地是指模拟自然湿地、人工设计和建造的、由饱和基质、植物、动物、微生物等组成的统一体，它提高了湿地系统处理废水的可控制性和工程化水平，具有水力负荷大、污染负荷高、节省占地面积等诸多优点。人工湿地用于废水处理始于20世纪60年代的德国，继而在英国得到了大量的研究和应用。从1985年到1995年间，人工湿地系统建造和投入使用的数量从1座增加到了400多座，1998年之前仅赛文－特伦特水公司(Severn-TrentWater)所服务的地区就有180座之多（C

5、ooper,1995）。近来的统计结果显示，在欧洲用于市政废水处理的人工湿地已超过6000座，而在北美用于市政和工业废水处理的人工湿地超过了1000座（Knight,2000）。目前在北美洲，已形成了较为完备的人工湿地的研究和应用体系：不仅有大量的科研人员在从事着人工湿地的研究，而且组建了庞大的人工湿地数据库，形www.chinacitywater.org成了许多以州为单位的资料体系，为人工湿地的研究和发展创造了良好的条件（Hammer,1989;Moshiri,1993;Metcalf&Eddy,1991）。近年来在新西兰、马来西亚、捷克、印度、泰国及我国香港和台湾等许多国家和地区都开

6、展了人工湿地的研究和应用，人工湿地被广泛用于处理生活污水、工业废水、径流废水、矿业废水、农业和养殖业废水和垃圾渗滤液等各种废水，目前已成为全球性的水污染控制技术。1625.1.2人工湿地处理系统的类型人工湿地的分类方式有很多种，其中较为常见的是按水流的流态划分，据此人工湿地大体可分为自由水面式（FWS,freewatersurface）和潜流式（SSF,subsurfaceflow）两大类。1.自由水面人工湿地自由水面人工湿地最显著的特点是水位高于湿地基质层，此类湿地中最常见的是地表径流人工湿地（SF,surfaceflow）。在这种类型的湿地中，废水从床体表面流过，床表水深一般控制在1

7、0~40cm之间，其污染物质的去除效率一般高于自然湿地系统，而去除机理某些方面较接近于兼性塘，但由于植物的作用，在好氧塘和兼性塘中经常发生的藻类大量繁殖的情况一般不会出现。许多此类型的湿地是在天然湿地(天然洼地、苇塘)的基础上，辅以必要的工程措施改建而成。图5-1所示为自由水面人工湿地处理系统。该类型湿地的优点是投资少、操作简单、运行费用低等，缺点是在处理效果相同的条件下占地面积明显大于潜流人工湿地，运行受气候影响较大：北方地区冬季