复杂的循环路径。TN由不同比例颗粒的有机氮、溶解有机氮、氨氮、亚硝态氮和硝态氮。N2和N20在N循环中很重要。矿化、生物吸收、硝化和异化(硝态氮到氨氮DNRA)是使氮的一种形式转到另一种形式的过程,这些过程是物质平衡过程,N在同一个系统内循环,从而致使N从系统中得到去除。大量的研究表明湿地中氮的去除路径主要为生物硝化一反硝化。N在湿地中的主要转化过程如表3—2所示:
表3—2氮的主要转化过程
过程 矿化 生物吸收 硝化 反硝化 DNRA 挥发 同氮 物质 有机质 氨氮、硝态氮 氨氮 硝态氮 硝态氮 氨氮+高pH 氮气 产物 氨氮 硝态氮 氮气 氨氮 氨气 有机氮 ④磷的去除
无机磷是湿地植物必需的养分。废水中无机磷在植物吸收及同化作用下可变成植物的ATP、DNA及RNA等有机成分,通过植物收割而去除。物理化学作用包括填料对磷的吸附及填料与磷酸根离子的化学反应,这种作用对无机磷的去除会因填料中Ca和Fe可与P043-反应而沉淀去除P043-因而除磷效果较好的填料非常重要,含钙质或铁质的地下水渗入人工湿地也有利于磷的去除。微生物对磷的去除包括它们对磷的正常同化(将磷纳入其分子组成)和对磷的过量积累。由于植物中植物光合反应、暗反应交替进行,根毛输氧多少的交替出现,以及系统内部不同区域对氧消耗量的差异,导致了系统中厌氧、好氧的交替出现,使磷的过量释放和过量积累得以完成,这是常规二级处理
方式所难以满足的。在湿地系统中磷有着一系列的变化形式。如表3—3所示。
表3—3磷主要转化过程
过程 矿化 生物吸收 吸附 沉降 脱附 物质 有机质 正磷酸 正磷酸 正磷酸 磷-粘土/金属水化合物 产物 正磷酸 有机磷 磷-粘土/金属水化合物 离散状态磷矿物质 正磷酸 (2)高效垂直流人工湿地工艺特点
高效垂直流人工湿地是一种高效生态治污技术,具有独特的结构和水流模式,其占地面积相对较小,并能长期稳定运行;该法具有工艺先进、技术可靠、高效节能、简便易行、投资省、运行费用低和改善生态环境等诸多优点,同时如果选择合适的植物品种还有美化周边环境的作用。
(3)高效垂直流人工湿地适用范围
人工湿地系统是一种污水深度处理技术,特别适用于饮用水源保护和景观用水及中水回用工程,处理后的水可以排入饮用水源保护区、景观用水的湖泊、水库与河流中,为这些水体提供清洁的水源。 (4)高效垂直流人工湿地基建与运行费用
人工湿地系统根据进水水质和出水水质要求需要不同的基建费用,一般来说,吨水基建费用约为800~2500元;湿地运行费用比一般污水处理费用低0.4元~0.5元,湿地运行费用一般为0.15—0.3元/m3d,景观水处理成本一般约为0.05元/m3d。 (5)高效垂直流人工湿地出水水质
高效复合垂直流人工湿地出水水质可以达到《地面水环境质量标准》中工I~V类标准或《排放标准》中I~II级标准。湿地系统可根据进水水质和出水水质进行设计,但出水水质要求越高,湿地所需面积越大。
(6)人工湿地相关工程实例
①城镇污水处理厂尾水人工湿地深度处理应用
传统的城市污水处理厂通常采用二级生物处理工艺,对氮、磷污染物去除效果有限,面对水体富营养化日趋严重的现状,污水处理厂尾水若不经处理直接排入河道,湖泊等,将加剧水体氮、磷污染程度,威胁饮用水安全。人工湿地技术对氮、磷污染物有很好的去除效果,适用于对城市污水处理厂尾水的深度处理。现简单的介绍几个工程实例:
深圳观澜河清湖段生态治理工程
观澜河为深圳市二级水源保护区和广东省东深供水工程饮用水源保护区,水质目标为地表水III类水体。龙华污水处理厂出水水质达到《排放标准》一级A标准后直接排入观澜河,无法满足观澜河水质排放要求,因此本工程结合观澜河补水需要对龙华污水处理厂尾水进行深度处理。深度处理建设规模为20000m3/d,主要出水水质指标达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)III~V类水质要求。
河源城南污水厂人工湿地深度处理工程
工程对河源市城南污水处理厂出水进行深度处理,处理后出水回用或直接纳入饮用水源东江,作为东江生态补充水。该工程人工湿地
系统进水为城南污水处理厂出水,湿地系统进水水质指标为《排放标准》一级B标准,深度处理后所有设计水质指标出水执行《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)III类水质标准。处理规模为30000m3/d。
②湿地公园应用实例
湿地公园可结合园内景观湖补水、水质保持,面源污染防治及雨洪利用进行建设。在保护水环境的同时,发挥湿地的景观效果、美化环境,兼具社会效益和环境效益。在生态环境建设及水污染防治方面具有宣传、教育和示范作用。
深圳环科所将人工湿地技术灵活的赋予湿地公园中,相关工程实例如下:
深圳洪湖公园人工湿地水质净化工程
该系统从1999年8月开始运行,运行五年来,湿地系统无故障,景观效果良好,2002年被国家环保总局评为“国家重点环境保护实用技术示范工程\。由于其良好的污水处理和景观效果,200l“洪湖人工湿地系统二期工程”(4000m3/天)于2004年2月建成。洪湖三期工程设计处理规模为400m3/d,于2004年12月建成。 ③水源保护区人工湿地水质净化工程应用
饮用水源保护区对城市居民饮水安全及区域经济发展具有重要意义。目前,由于水源区内部分排污管网不够完善,入库河水污染严重,地表径流产生面源污染对饮用水源水质造成污染危害。人工湿地技术特别适用于水源保护区水质保护,深圳环科所在水源保护区水质
净化方面有许多成功应用,工程实例如下:
深圳市“石岩人工湿地系统工程”
整个工程分两期进行,第一期处理水量为1.5万吨,第二期为4万吨,总处理水量为5.5万吨,出水执行《排放标准》中一级标准中的A标准。
④湖水补水、循环净化及生态修复工程应用
湖泊由于蒸发、湖底渗漏及绿化取水需要定期进行补水。为保持水体水质,提高水体功能性,防止富营养化,需要建立湖水水质保持措施。深圳环科所采用人工湿地技术净化污染的湖水补充水,通过湖水循环净化及生态修复技术保持湖水水质,工程经验丰富,处理效果好,相关应用实例如下:
天津万科东丽湖人工湿地补水、湖水循环处理系统
天津万科东丽湖人工湿地工程设计规模为l1000m3/d,人工湖景观娱乐用水循环10000m3/d,附近河水补水(劣V类)1000m3/d;该人工湿地设计出水水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中III类标准。
3.2.5污泥浓缩与机械脱水
污泥一般由比较松散的小块物质组成,含水率较高,污泥容积可达其所含固体容积的数十倍,污泥中含有大量有机物和有害物,而且可能含有危险的病原菌、寄生虫卵。污泥的性质很不稳定,极易腐化,造成污染,故需及时处理,使含有病原菌、散发出恶臭的腐化物质数量减少并使其分解。污泥处理的主要目的:减量化、稳定化、无害化、
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