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[  回首頁  |   使用說明  |   密碼查詢  |   申請加入  |   聯絡站長  |   加入我的最愛  ]   基本觀念與解答 版主: lca1206     << 人工濕地生態系統在城市污水回用中的可行性 >> 張貼者:   hsm  (master) 張貼日期:   2004-12-20 人工濕地生態系統在城市污水回用中的可行性探討（康軍利） 摘要：文章對我國城市污水回用的方式及存在的問題進行分析，闡述了人工濕地生態系統的機理及在污水回用中具有的高效率、低投資、低運轉費、低維持技術、處理量靈活、低能耗、處理效果好等優點，提出了人工濕地生態系統在城市污水回用中是可行的。 關鍵字：人工濕地；污水回用；可行性 我國是一個水資源貧乏的國家，人均水資源占有量僅�d世界平均水平的1/4。隨著經濟發展和城市化進程的加快，城市缺水問題日益突出。當前相當一部分城市水資源短缺。據統計，全國669個城市中，400個城市常年供水不足，其中110個城市嚴重缺水。�d了解�K水資源短缺的問題，污水回用工作日益受到重視，國內許多城市的污水處理廠建設了回用處理設施。但將人工濕地運用于污水回用方面，國內尚未見報道。 1 濕地的概念及人工濕地生態系統的淨化機理 濕地是由水、永久性或間歇性處于水飽和狀態下的基質以及水生生物所組成。是一具有較高的生�{力和較大活性 ,處于水陸交接相的複雜的生態系統。而人工濕地則是�d處理污水人�d設計建造的、工程化的濕地系統 ,是通過人工挖掘 ，增加水負荷 ,幷移栽植物形成的。 運用人工濕地處理污水可追朔到1903年 ,建在英國約克郡 Earby的被認作世界上第一處用于處理污水的人工濕地連續運行直到1992年。 而人工濕地生態系統在世界各地逐漸受到重視幷被運用 ,還是在70年代德國學者Kichuth提出根區法(The Root-Zone-Method)理論之後開始的。 根區法理論�F調高等植物在濕地污水處理系統中的作用 ,首先是它們能���d其根圍的异養微生物供應氧氣 ,從而在還原性基質中創造了一種富氧的微環境 ,微生物在水生植物的根系上生長 ,它們就與較高級的植物建立了共生合作關係 ,增加廢水中污染物的降解速度。 在遠離根區的地方�d兼氧和厭氧環境 ,有利于兼氧和厭氧淨化作用。另一方面 ,水生植物的根的生長有利于提高床基質層的水力傳導性能。 人工濕地生態統是由一些適合污染環境條件下生存的以大型水生植物�d主的高、低等生物和處于水飽和狀態的基質組成的人工複合體——污染生態系統。相對于天然濕地來說 ,其生態系統的群落結構和種群結構要簡單要多 ,但其按照管理者願意進行污水處理的功能�j更�F,可以說 ,這類人工濕地生態系統的生理功能 ,就在各種濕地生物的共同參與下 ,將進入濕地系統的污染物質——同時也是濕地生物的營養物質 ,經過系統內各環節的“新陳代謝”,進行分解、吸收、轉化、利用 ,達到去除目的。 2 目前城市污水的主要回用方式及存在的問題 2.1 城市污水的主要回用方式 目前，我國城市污水深度處理或三級處理，已在應用的工藝有：混凝、沈澱、過濾等常規工藝，微絮凝過濾法以及生物接觸氧化後纖維球過濾，生物炭過濾等方法。國外深度處理方法很多，主要有混凝澄清過濾法、活性炭吸附過濾法、超濾膜法、半透膜法、微絮凝過濾法、接觸氧化過濾法、生物快濾池法、流動床生物氧化硝化法、離子交換、反滲透、臭氧氧化、氯吹脫、折點加氯等工藝。 我國傳統的污水回用方法歸納有如下幾種： (1)經二級處理後，出水直接回用。 (2)污水經二級處理後，再經過濾供用水單位回用。 (3)污水經二級處理後，再經混凝、沈澱、過濾後回用。 (4)污水經二級處理後，經混合、沈澱、過濾、活性炭吸附後回用。 (5)污水經二級處理後，改造A／O法，經混凝、沈澱、過濾後回用。 2.2 傳統污水回用方式存在的問題和不足 我國自20世紀80年代以來所研究和應用的污水處理回用工藝，在一定程度上緩解了局部地區嚴重缺水的問題，但也有一些不足。 2.2.1 處理設施複雜，運行成本較高 我國傳統的污水回用方式，除回用于水質要求不高的途徑之外，基本上是借鑒了我國給水處理的工藝，也就是在“污水廠＋傳統的給水廠”模式，圖1是我國環保部門推薦的以污水回用�d主的典型流程示意圖。 由此可以看出，要想達到污水深度處理 ，傳統的處理設施是相當複雜的，勢必要增加基建費用和處理成本。據資料報道，深圳濱河水質淨化廠建成的污水回用示範工程，采用二級處理後，僅經過濾的工藝，其處理成本就達到0.22元/m3(不包括二級生化處理)。 2.2.2 處理效果受限制 我國污水經過二級處理後，其水質與我國地面水源水質還有許多差別，對部分污染物質的去除效果較差。 如二級出水進行傳統混凝、沈澱處理後，可去除濁度73％∼88％，SS60％∼70％，色度40％∼50％，BOD531％∼77％，COD25％∼40％，總磷29％∼90％。 研究表明，混凝—過濾法去除可生物降解的有機物比不易生物降解的有機物更多，可使二級出水的濁度由6∼14NTU降至0.12NTU，總磷由1.3∼2.6mg／L降至小于0.1mg／L，BOD由7∼13降至1∼2.5mg／L，TOC由10—11降至4.2—4.5mg／L，�j不能去除氨氮。 活性炭可有效地去除色度、臭味，能除去水中大多數的有機污染物和某些無機物，包括某些有毒的重金屬，但活性炭對THMS的去除能力較低，僅達到23％∼60％。 膜分離中的最新技術——納米過濾，可直接除去一切病毒，細菌和寄生蟲，同時大幅度�陽C溶解有機物(消毒副�{物的前它可去除90％∼95％的THM，85％∼95％的硬度和大于70％的一價離子(在操作壓力�d482∼689 kPa時)，但對一價陽離子和分子量低于150的有機物的去除率較低，對二價和高價陽離子及分子量大于200的有機物質的選擇性吸收，且運行費用在0.08∼0.14美元／m3。 2.2.3 處理量受到限制 受傳統污水回用工藝運行費用及技術經濟限制，我國現有污水回用工程處理量均較小。例如我國最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠二期污水處理量�d100萬m3/d ，而中水回用系統處理規模僅1萬m3/d ；天津紀莊子污水處理廠回用工程規模�d2000m3/d ；青島市諶山污水處理廠深度處理後回用規模僅�d480m3/d。 我國城市污水排放量大約在414億m3，但污水處理率和二級污水處理率分別�d30％和15％，污水回用率比例更低。因此尋找一種經濟、高效、節能、環保、適用的污水回用工藝已經刻不容緩。 3 人工濕地應用于污水回用中的優點 人工濕地是一種由人工建造和監督控制的、與沼澤地類似的地面 ,它利用自然生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實現對污水的淨化。這種濕地系統是在一定長寬比及底面有坡度的窪地中 ,由土壤和填料 (如礫石等 )混合組成填料床 ,廢水可以在床體的填料縫隙中流動 ,或在床體的表面流動 ,幷在床的表面種植具有處理性能好、成活率高、抗水性能�F、成長周期長、美觀及具有經濟價值的水生植物 (如蘆葦、茳芏等 ),形成一個獨特的生態環境 ,對污水進行處理。人工濕地在污水回用上具有高效率、低投資、低運轉費、低維持技術、處理量靈活、低能耗、處理效果好等優點。 3.１高效率 人工濕地的顯著特點之一是其對有機物有較�F的降解能力。二級處理後的污水中不溶性有機物通過濕地的沈澱、過濾作用 ,可以很快地被截留而被微生物利用； 污水中可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。有關人工濕地對二級污水處理廠出水試驗的研究表明, 以二級污水處理廠出水作�d原水的條件下,人工濕地對BOD5的去除率可達85%—95%,COD去除率可達80%以上,處理出水中BOD5的濃度在5mg/L左右,SS小于8mg/L。 我國大多數的二級污水處理廠出水中N、P的含量較高，濕地對Ｎ、Ｐ有很高去除率,可分別達到80%、90%以上。而傳統的污水回用工藝對Ｎ、Ｐ的去除率僅能達到20%—40%。 污水中的氮、磷可直接被濕地中的植物吸收,通過對植物的收割而從污水和濕地中去除,另外,氮還可通過濕地中微生物的硝化和反硝化作用去除,磷則通過微生物的積累和填料床的理化作用協同完成去除。隨著處理過程的不斷進行,濕地床中的微生物相應地繁殖生長,通過對濕地床填料的定期更換最終將有機物及氮、磷從系統中去除。此外，人工濕地對微量元素和病原體也有相當高的去除率。 深圳市環境科學研究所于1999年設計幷建成的“洪湖人工濕地系統水質淨化工程”,經實際運行效果很好(見表1)。 3.2 低投資、低運行費、低維持技術 據國外統計,一般濕地系統在污水處理方面的投資和運行費用僅�d傳統的二級污水廠的1/10—1/2。對我國已建成或正在建的常規生化二級水處理廠投資進行分析,也表明人工濕地的投資遠遠低于常規二級水處理設施(見表2)。 在污水回用方面，由于人工濕地工藝無需曝氣、投加藥劑和回流污泥,也沒有剩餘污泥�{生,因而可大大節省運行費用,通常只消耗少量電能,用于提高進水水位(如果水位無需提升則無此項費用),處理費用一般不會超過0 05元/ｍ3，據國外有關資料研究表明人工濕地污水回用工程處理費用在美國約�d2.5∼25美元/1000噸。 至于維護技術,由于人工濕地基本上不需要機電設備,故維護上只是清理渠道及管理作物,一般農民完全可以承擔,只需個別專業人員定期檢查。高昂的運行費用常常是我國開展污水回用的限制條件,而人工濕地則避免了這些缺點。 實踐證明,低投資、低運行費用和低維護技術將使我國廣大（特別是西部缺水地區）采用人工濕地進行污水回用成�d可能。 3.3 低能耗 人工濕地基本上不耗能,這是其他處理方法無法與之相比的(表2)。而且其他水處理工藝的能耗不僅是經濟問題,同時也是環境問題,因�d耗能過程中�{生的CO2、SO2等氣體,還會污染大氣環境。 3.4 處理量靈活 人工濕地可根據污水處理廠的規模，可大可小、就地利用；另外，建設施工方便，處理構築物、處理設備少。 3.5 處理效果好 出水水質可以因植物池內填料的不同達到《地面水環境質量標準》(ＧＢ3838-88)Ⅱ類至Ⅴ類標準,處理後的水可用作飲用水水源和景觀用水的湖泊、水庫或河流中,亦可用作沖�銵B洗車、灌溉、綠化及工業回用等。 另外，由于植物池內種植的是濕地植物,如果選擇合適的植物品種可以美化環境,改善地面景觀。 4 結論 4.1 與傳統的污水回用工藝相比，人工濕地系統水質淨化技術是一種生態工程方法,該技術簡便易行,工藝先進,運行可靠,操作簡單,運行管理費用低廉,幷且不會對環境�{生影響，在城市污水回用方面是可行的。 4.2 因植物生長的環境溫度不宜低于5℃,因而該技術更適合于我國南方地區的水質淨化。 4.3 該處理系統的缺點是占地面積較大。 參考文獻 [1]雷樂成，楊岳平等.污水回用新技術及工程設計.北京：化學工業出版社，2002；28－44. 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Preliminary Study on Wastewater Reuse by Constructed Wetland Ecology System Kang Junli （College of Environmental Engineering of SWUST，Sichuan，Mianyang 621002） Abstract：The paper analyses the wastewater reuse pattern and its main problems in China。Elaborates the principle of constructed wetland ecology system and that constructed wetland have the advantage of high efficiency，low investment cost, low energy, low operation cost, flexible flow, easy handing in wastewater reuse。It has prospect to urban wastewater reuse。 Keywords：Constructed wetland； wastewater reuse；　 Preliminary 作者單位：西南科技大學環境工程學院 作者簡介：康軍利（1978—），男，河北石家莊人，現工作于西南科技大學環境工程學院，主要從事水污染控制方向的教學和科研工作。

........................................................................................................................... 水水世界參觀試驗展示場 不是這個地址是隔壁的田(埔里鎮房里里三勰路25-2號 的隔壁.記得是隔壁) E 120。56'19.48" N 23。58'40.09" 地圖:水水基地 團體解說預約電話:0919-718732邱惠萍 E-mail:service@goch.com.tw