人工湿地的堵塞与防堵策略探讨.pdf

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1、人工湿地的堵塞与防堵对策环境科学与工程黎明摘要：人工湿地作为一种高效率、低投资、低运行费用、低能耗的污水处理技术，越来越受到世界各国的关注。随着人工湿地的不断推广与应用，堵塞是影响其应用和推广的主要因素之一。湿地发生堵塞后，基质的渗透系数会急剧下降，过水能力也随之降低，大量引入湿地系统的污水直接雍积在湿地表面，长期积水引发恶臭、导致蚊蝇滋生，恶化运行环境。本文通过对人工湿地运行过程中出现的填料堵塞机理与特点进行分析，提出了人工湿地堵塞相应的防堵设计与解决措施，提高人工湿地对污水的处理效果与使用寿命。关键词：人工湿地;堵塞机

2、理;防堵Abstract:Theconstructedwetlandtechnologydevelopedrapidlyandreceivedwideattentionsbecauseithastheadvantagesofhighefficiency，lowinvestment，lowcostandlowenergyconsumption．Withtheincreasingpromotionandapplicationofconstructedwetlands，cloggingisthemainproblemofwast

3、ewatertreatmenttechnologiesinconstructedwetlands．Whencloggingappearedinconstructedwetlands，thepermeabilitycoefficientofsubstrateandwaterdecreasedsharply．Plentyofwastewaterstayedonthewetlandsurface．Longtermaccumulatedwaterinitiatedodorandcausedswarmsoffliesanddeter

4、ioratedrunningenvironment．Acomprehensiveanalysisonsoilcloggingphenomenaintheoperationofconstructedwetlandsisperformed，andthefactorsrelatedtosoilcloggingaresummarized．Thecloggingmechanismandmodelsarediscussed．Somecorrelationsolutionsofavoidingcloggingandcountermeas

5、uresforremedyingthecloggingareputforward．Thisstudyimprovedtheefficiencyofconstructedwetlandinwastewatertreatment．Keywords:constructedwetlands;cloggingmechanism;cloggingprevention前言堵塞(clogging)是一种自然现象，人工湿地系统作为一种有效的污水土地处理技术，堵塞是影响其应用和推广的主要因素之一。人工湿地系统的水流状态是维持系统正常运行、使系

6、统充分发挥净化效果的重要因素，但在发生堵塞后，基质的渗透系数会急剧下降，过水能力也随之降低，大量引入湿地系统的污水直接雍积在湿地表面，长期积水引发恶臭、导致蚊蝇滋生，恶化运行环境;雍水还阻隔氧气向基质层内扩散，进而降低污染物(尤其是有机物和氨氮)的去除效果，使出水指标达不到设计标准，同时缩短了人工湿地的运行寿命。1人工湿地堵塞机理堵塞机理大体上可以归结为物理、化学和生物等3个方面。堵塞的物理机制：主要是有机物积累、悬浮颗粒物的沉积作用、淤堵层在水流作用下的机械压缩作用以及细小颗粒物随水迁移等导致的堵塞。詹德昊等[1]研究也

7、表明在复合垂直流人工湿地中，基质中有机质含量与基质渗透系数成明显的负相关性，有机质含量越高，渗透系数越小。堵塞的化学机制：一方面，影响基质孔隙几何形状及稳定性的因素有很多，如基质中水相的电解质浓度、有机物组成、pH、氧化还原电位以及固相的矿物成分、表面特性等，这些因素决定了基质的饱和水力传导系数。另一方面，一些空隙间的化学反应会产生沉淀或者胶体，进而通过絮凝沉积作用导致堵塞。例如石灰石基质中的钙会与进水中的置换能力强的H+、Na+等阳离子发生置换反应，进而与水中的硅反应产生无机凝胶或与硫酸根离子反应生成沉淀从而导致空隙堵塞

8、。堵塞的生物机制：湿地中积累的腐殖质与细菌分泌的一些胞外多聚物很容易形成高含水量、低密度的胶状淤泥，造成湿地的堵塞[2]。此外，湿地中硫还原细菌、产甲烷菌以及生物脱氮作用产生的气体所形成的包气带也可能是造成堵塞的原因之一[3]。而植物残体及其分泌物也是人工湿地有机质的重要来源之一，有报道称人工湿地约27