人工湿地的堵塞机理与解决措施.pdf

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1、SOUTHWESTWATER＆WASTEWATER西南给排水王磊，尤朝阳，袁志慧(南京工业大学环境学院，江苏南京210009)摘要从物理机理、化学机理、生物机理三个方面论述了人工湿地的堵塞机理，并讨论了人工湿地堵塞数学模型。认为应重点加强堵塞的预防措施，一旦发生堵塞后，应从停床整休或轮休、微生物抑制剂或溶茵剂、更换湿地表面基质等三个方面采取措施，解决人工湿地堵塞问题。关键词人工湿地堵塞机理数学模型预防措施解决措施人工湿地(ConstructedWetland，CW)污水处化来划分为三个阶段。第一阶段是渗透速率和初始理系统是一种包含土壤、植被、微生物的生态工程渗透速率接近但有下降的趋势；第二

2、阶段是渗透速系统，兴起于20世纪70年代。因其投资少、能耗率有明显、稳定的下降阶段；第三阶段是整个系统低、工艺设备简单等优点，正逐渐应用于广大中小发生间歇堵塞直到发生持续积水阶段川。城镇和乡村地区的生活污水处理”。Zhao．LF等从堵塞的形成过程将堵塞也划分为但从工程实践来看，人工湿地由于设计或管理三个阶段。第一阶段是悬浮物或无机颗粒物镶嵌在不当，很容易使进水中的无机物或难降解的有机物基质空隙中形成骨架，将湿地中的微生物吸附表在基质问形成集聚，造成堵塞现象。据美国环境保面；第二阶段是镶嵌在基质空隙中的沉淀层增厚，护署(USEPA)对100多座运行中的人工湿地调查表面生物膜开始大量繁殖生长，

3、通过分泌的胞外多发现，有将近一半的湿地在运行5年内出现了不同聚物与水中的有机物和无机颗粒粘附在一起共同程度的堵塞问题。堵塞后会使孔隙率急剧下降，大形成堵塞层；第三阶段是堵塞层持续积累，最后形大减小渗透系数，导致基质表面严重雍水，滋生蚊成密实的淤泥堵塞基质空隙，发生雍水现象。蝇引发恶臭，造成有机物去除率下降，出水不达标2人工湿地堵塞的机理p人工湿地的堵塞机理可归结为物理、化学和生。因此研究堵塞机理、预防对策和解决措施，对提高人工湿地长期稳定运行极其重要。物三个方面。1人工湿地堵塞形成过程2．1物理机理人工湿地的堵塞从实质上来说，是基质有效孔2．1．1固体截留径的减小过程。对于人工湿地的堵塞过

4、程，目前有固体截留主要依靠人工湿地中填料之间的孔两种不同的划分方法。一种是从基质的渗透系数变隙来去除进水中的悬浮物，悬浮物负荷是影响堵塞★基金项目：江苏省环保厅重点科技示范项目(2009023)··'·SOUTHWESTWATER＆WASTEWATER西南给、排水Vo1．36No．52014的一个重要因素。固体截留悬浮物的方式主要包文献指出当基质中有较多ca存在时，如果进水中括：电化学吸附、惯性力、布朗运动等。Kadllec含有大量置换能力强的H、Nd等阳离子，这些离和WMlace指出在水平潜流人工湿地中，大颗粒的子会与ca发生置换反应，若同时有So4存在，固体截留是悬浮物去除主要机理，并

5、且主要发生在便会形成难溶性物质并造成堵塞。湿地的最初几米嗍。Hermansson指出微粒被基质截2．3生物机理留是以电化学吸附为主，吸附能力的大小取决于微造成湿地堵塞的生物机理有2个方面的原因：粒、基质及流体的表面电荷的多少。一方面，生物膜生长形成的胞外多聚物，加速堵塞随着湿地的连续运行，悬浮颗粒和难降解的有的形成；另一方面，植物地上部分衰落时的残留物、机物被大量截留，填料间的孔隙不断减小，这反过根系及根系分泌物都会导致系统中有机物累积量来又强化了基质对悬浮固体的截留，形成恶性循的增加。环，导致堵塞。因此在人工湿地的运行中一定要加2．3．1微生物强预处理，将大分子有机物降解为小分子有机物，

6、在潜流人工湿地中绝大多数的微生物是以生并尽量多的去除进水中的悬浮颗粒，防止堵塞的发物膜的形式附着在介质表面，一般呈丝状，能通过生。孔隙交织形成网状组织，将降低污水的水力传导系“2．1．2机械压缩。Madigan等发现湿地中的大多数微生物会堵塞层的机械压缩会造成填料孔隙率的减少，分泌胞外多聚物，起着原始粘结剂的作用，吸附水也是湿地堵塞的原因之一。如果湿地中基质耐水性中的无机颗粒和未降解的有机物，在基质的孔隙中团粒稳定度和强度较低，团粒在长期浸水的情况下形成一层抗渗层，严重时就会出现雍水“。基质表膨胀崩解变成细微的粘土粒子，且在渗水作用下不层生物膜、细胞外多聚物、腐殖质等形成的高含水断向下移动

7、形成致密的不透水层，最终导致堵塞。量、低密度的胶状淤泥，对人工湿地的堵塞起着重2．2化学机理要的作用。导致人工湿地堵塞的化学机理主要有化学吸除此以外，湿地中硫还原细菌，产甲烷菌以及生附和沉淀。物理化学吸附作用在去除金属、含烃及物脱氮作用产生的气体所形成的包气带也可能是含氮磷化合物的同时，会在基质的表面形成吸附膜堵塞的原因之一。层，由于介质吸附能力的限制，该层吸附膜并不是另外，微生物所造成人工湿地的堵塞进程在某很厚，对堵塞