作為傳統污水處理技術的合適替代品,過去二十余年開發利用的人工濕地系統吸引了全世界越來越多的關注。通過對人工濕地作業過程中填料堵塞的綜合分析,國投盛世的小編總結了影響人工濕地堵塞的因素。

一、人工濕地的堵塞機制

堵塞是所有高負荷污水過濾系統中常見的自然現象,其具體體現在兩個方面:首先堵塞層是一種良好的生物過濾器,可以提高濕地系統的處理效率,適度的基質孔堵塞可以擴大濕地。處理系統內部的非飽和流動區域,以提高處理效果。其次堵塞將使濕地的水力性能惡化,從而影響水的流動路徑,并最終影響濕地的處理效果和使用壽命。

人工濕地通常由結構單元組成,例如不可滲透層、基質層、腐殖質層和濕地植物等。堵塞本質上是降低有效孔隙率的過程,長期堵塞會導致產生厭氧環境并加速系統的堵塞。人工濕地的堵塞機理可分為以下幾個狀態:滲透率接近初始運行水平,但滲透率緩慢而穩定地降低,在基質表面的間歇滲透持續進行,直到水繼續蓄積為止。

二、人工濕地堵塞的成因和影響因素

人工濕地有兩種類型:地表流和地下流。從目前的研究來看,地下流濕地的除污效果要好于表面流濕地,但其操作管理復雜,容易堵塞。因此,對人工濕地堵塞的研究主要集中在地下流人工濕地系統上。通常研究者認為,濕地堵塞的原因是固體顆粒在基質層中的不斷積累導致的。目前該領域的大部分研究都集中在堆積物的主要成分是有機物、填料。

在地下流動人工濕地中,通常使用礫石堆積和土壤或沙子來形成基質層。另外一些新的填料(例如沸石等)正在逐漸被廣泛應用。基質層是濕地系統的核心部分,填料的選擇直接影響濕地對污染物的去除效率和基質層的堵塞,因此選擇合適的填料對人工濕地系統至關重要。選擇填料時,必須考慮諸如水力負荷,微生物生長活性和植物生長適合性等因素。在此基礎上,沙、礫石、土壤、工業副產品(例如礦渣、鋼渣、粉煤灰等)的比例不同。不同粒徑的混合物可用作人工濕地的基質材料。

造成人工濕地基質阻塞的因素很多,有許多相應的預防措施和恢復措施,但效果卻大不相同。因此在很長的一段時間內,堵塞問題將成為人工濕地廢水處理技術研究的重點。