在我国经济发展推动下,我国水环境治理的技术也在不断更新,人工湿地技术不仅能处理污水,同时又能够优化城市环境、提升城市形象的生态水环境处理技术。
1 人工湿地技术原理分析
人工湿地对有机物的去除主要靠基质中微生物降解作用和植物的吸收。对于悬浮物来说,人工湿地可以让悬浮物得到沉淀与过滤,在湿地当中,植物腐殖质、低流速都可以让悬浮物得到有效沉淀,并拦截颗粒物质;人工湿地处理系统对氮的去除作用包括基质的吸附、过滤、沉淀、挥发、植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用;微生物的硝化、反硝化作用对氮的去除起重要作用。对于磷来说,人工湿地具有吸附、沉淀、植物吸收和微生物吸收与积累作用;基质的吸附作用是人工湿地除磷的主要机理。同时,人工湿地对重金属也有很强的去除能力。
2 在我国城市污水净化处理中常用的人工湿地技术
2.1 表面流人工湿地技术
由于在实际应用中表面流人工湿地存在水面相对开阔的特点,因此我们可以采用种植浮叶植物等方法来提升人工湿地的污水处理能力,为了能够对人工湿地的流向进行科学控制,并避免渗流问题的出现,应该在设计时设置一些衬垫层以及护坡结构,由于表面流湿地与自然湿地都是通过沉淀与过滤、生物氧化与还原等方式来对污水进行净化处理的,因此很多微生物会寄居在表面流人工湿地基质中。通常情况下表面流湿地可以算是城市污水深度处理的技术方法,并且表面流人工湿地还能够帮助城市进行地下水修复、垃圾渗透液净化等处理过程,这种湿地技术通常建设与运维成本不高,经济效益较为客观。
2.2 潜流人工湿地污水净化技术
2.2.1 垂直潜流人工湿地技术
垂直潜流人工湿地处理技术可以让水平流湿地中氧气转移速率提高,可以增强氨氮的硝化作用。垂直流湿地具有完整的布水系统和集水系统,其优点是占地面积较其它形式湿地小,处理效率高,整个系统可以完全建在地下,地上可以建成绿地和配合景观规划使用。
2.2.2 水平潜流人工湿地技术
在水平潜流人工湿地中,基质表面高于污水运行水位,污水运行水位直接接触湿地植物地下部分,在水平潜流人工湿地中,包含植物、砾石基质以及多种水位控制装置及防渗设施,在应用此种技术时,因为并非直接暴露污水,让病菌传播可能性得到减少,同时,此种技术的应用可以在一定程度上防止蚊蝇出现。和表流湿地技术相比,水平潜流人工湿地处理技术的应用在建设费上相对较高,但是和其他污水处理技术相比,其投入成本中等偏下。
3 人工湿地污水处理技术具体应用中的问题及管理措施
3.1 人工湿地植物应用方面的问题及管理措施
在我国城市污水处理中,人工湿地技术发挥作用的重要原因之一是其中水生植物对氮磷等元素的吸附以及处理,而植物能否科学设置与管理能够影响人工湿地净化作用的效率,因此对人工湿地中植物应用进行严格管理是提升人工湿地净化效果的重要途径,在人工湿地建设中应该尽量选用一些有扩张能力的植物,这样能够更容易维护湿地生态系统的稳定,而在湿地植物的生长维护中通常会出现如下问题:其一就是植物之间的竞争,由于人工湿地环境中资源有限,野生植物以及人工种植植物间就会出现资源竞争问题,这样会对湿地植物的生长不利,进而影响湿地水质净化的效果;其二就是湿地植物枯萎问题,因为湿地植物出现枯萎就会给湿地微生物的活性以及生态协调造成一定的影响,对于湿地污水净化效果的提升造成阻碍。
为了降低植物竞争对人工湿地的影响,我们在进行人工湿地建设与管理中应该根据当地人工湿地环境以及所要种植的湿地植物特性进行了解,比如芦苇通常具有比香蒲更强的生长能力,因此我们在进行人工湿地营建时就要选择生命顽强、扩张能力大的植物,同时还要结合植物对于营养物去除的效果、当地污水主要富集营养物等情况进行植物选择。而针对植物枯萎这一问题,我们不仅要做好湿地内植物收割安排,利用植物减量的方式来提升植物生长质量,进而提高其污染物去除能力,降低植物因为生长太过旺盛而出现大面积枯萎腐烂等情况出现的几率,为了提升植物生长效果以及去污效率,对于植物收割管理应该做到科学安排、勤于观察。
3.2 人工湿地运行中发生堵塞问题的管理方法
由于在人工湿地中,不仅湿地植物会吸收污染物,同时湿地中还有一些物理与化学反应进行,因此,湿地管理难度较大,也较易出现基质堵塞的情况,其中水平流湿地发生堵塞问题的情况较为缓慢,也是分阶段发生的,控制起来较为容易,而垂直流湿地因为堵塞压力较大,容易造成堵塞问题发生迅速、影响较大的情况,湿地出现堵塞不仅会造成污水处理能力下降,还会导致湿地水力系统出现故障,从而影响湿地运行并提高人工维护成本。通常针对湿地堵塞有两种方法:其一就是预防,在进行湿地建设运行管理时做好方案的优化工作,以提升湿地运行对进水以及处理负荷的调节能力,并做好基质沉淀物的清理安排,以此来降低湿地堵塞问题出现的几率;其二就是修复,如果人工湿地长期运行后就要通过对湿地基质的更换与清理来对湿地环境进行修复,降低堵塞问题的影响,通常可以选择在湿地中投放药剂溶解基质中的杂质或者投入蚯蚓等生物来除去基质中的污泥。
4 结束语
总之,在我国城市污水处理中,人工湿地技术的应用范围较为广泛,而对其进行科学管理才能提升人工湿地在污水净化处理中的应用效果,因此我们要根据各类湿地的应用需求进行针对性分析和管理,并采取措施对人工湿地污水处理中所呈现出来的问题进行管控。
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