近年來,水體富營(yíng)養(yǎng)化加劇,不僅造成藻類暴發(fā),而且嚴(yán)重影響水質(zhì)和安全。其中,氮、磷和有機(jī)物是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要污染物。作為一種低成本,高效的生態(tài)處理技術(shù),人工濕地適合修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化的水體。通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知,影響人工濕地凈化的主要因素包括:濕地類型和施工方法,水力工況以及碳和氧水平等因素。
一、影響人工濕地去污的主要因素
?首先,根據(jù)不同的水分配方法,人工濕地可以分為表面流人工濕地和地下流人工濕地。根據(jù)水流的方向,地下流動(dòng)人工濕地又分為水平地下流動(dòng)人工濕地和垂直地下流動(dòng)人工濕地。地表流人工濕地通常占據(jù)很大的面積。當(dāng)污水流過底物表面時(shí),大氣的復(fù)氧效果更好,其可以有效去除水中懸浮物,有機(jī)物和氨氮的效果更好,適合作為污水預(yù)處理系統(tǒng)。當(dāng)?shù)叵铝鲃?dòng)的人工濕地開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),水體在基質(zhì)內(nèi)部流動(dòng),并且水體中的氮,磷,藻類和其他污染物被植物攔截,沉降,吸收,基質(zhì)吸附和微生物降解、凈化和去除,使底流人工濕地對(duì)水體中的總磷,總氮和藻類具有更好的去除效果;同時(shí),該系統(tǒng)具有較好的衛(wèi)生條件,適合作為修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的主要處理單元。
其次,人工濕地的水力工況包括水力停留時(shí)間,水力負(fù)荷和工況。在正常情況下,水力停留時(shí)間越長(zhǎng),濕地植物和底物就可以更充分地吸收和吸收水體中的污染物。另外,微生物很可能在底物表面上形成生物膜。污水在濕地中停留的時(shí)間越長(zhǎng),污染物就會(huì)越多,生物膜中微生物接觸和反應(yīng)的時(shí)間越豐富,人工濕地的去污效果就越好。但是,如果停留時(shí)間過長(zhǎng),則處理成本將增加,并且對(duì)于大體積的污水,處理效率將降低。
第三,氮和磷是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的兩種營(yíng)養(yǎng)元素。與水體中的磷污染相比,氮污染對(duì)水環(huán)境的影響更為嚴(yán)重。人工濕地主要通過微生物硝化反硝化去除氮,影響硝化反硝化的關(guān)鍵因素是溶解氧含量和碳源水平。當(dāng)濕地中的溶解氧含量不足時(shí),硝化反應(yīng)會(huì)受到明顯抑制,進(jìn)而影響濕地中氮的轉(zhuǎn)化。
二、如何有效優(yōu)化人工濕地的效果
如果生活污水未經(jīng)有效處理而排入鄰近水域,將在鄰近水域引起富營(yíng)養(yǎng)化問題。熊家慶等人將地表流動(dòng)人工濕地和地下流動(dòng)人工濕地合并為復(fù)合人工濕地,用以處理高污染的河水。結(jié)果表明,該系統(tǒng)對(duì)TSS,BOD5,TN和TP的平均去除率分別為97.9%,96.7%,57.3%和57.3%。96.4%。通過表面流人工濕地基質(zhì)和植物的吸附和截留,去除了污水中的大部分有機(jī)物和懸浮物(包括懸浮的磷),避免了污水流過地下流人工濕地時(shí)的堵塞問題。當(dāng)污水在地下流人工濕地中流動(dòng)時(shí),微生物的同化和吸附作用可以去除水中的溶解磷,并且表面流人工濕地的污水中富含氧氣,可以為水體提供好氧和厭氧的交替環(huán)境。并且,地下流人工濕地能夠增強(qiáng)反硝化作用,從而不會(huì)讓系統(tǒng)限制人工濕地的水凈化效果。