人工濕地技術與污泥干化床相結合,便構成了新的污泥處理系統。該系統中常用的濕地植物為蘆葦,因此該技術多被稱為“污泥干化蘆葦床”。該技術的大量研究和實踐來源于國外。從20世紀80年代開始,人工濕地技術開始在歐洲應用于污泥的脫水和穩定。

在利用人工濕地處理污泥系統中,濕地植物實際上是生存在逆境環境中,其生長要承受來自污泥中有毒有害物質的不利影響。蘆葦可以向根系傳遞氧,在根系附近形成微氧環境,并因而減弱污泥中厭氧環境產生的物理和化學危害,因此,通常選擇耐污植物蘆葦作為濕地植物。同時,污泥中營養物質豐富,含有氮、磷、鉀等營養元素和植物生長所必需的微量元素,這些元素可以有效地促進蘆葦的生長。蘆葦生長過程中吸收和轉化污泥中的各類物質;根系分泌物為根系附近微生物提供了可利用的碳源,提高了微生物多樣性;根系釋放氧氣形成了局部微氧環境,激發了好氧微生物活性,促進了污泥的礦化作用。這些因素協同作用,促發了污泥的穩定和無害化。

在系統運行期間,蘆葦床中污泥層高度的增長速度相對穩定。當接近系統處理能力時,最后有數月到一年的間歇期,系統停止進泥,污泥進入自然穩定期,目的是進一步穩定污泥,提高最終污泥產品的礦化程度,降低污泥含水率。最后將污泥從蘆葦床中清空。但是,在清除污泥時,預留部分底層污泥,保留蘆葦根系,以便在下一個運行周期中蘆葦可以快速恢復。

人工濕地污泥處理技術的主要功能之一就是將液態污泥轉變為固態污泥,污泥中固體含量越高,污泥體積越小,后續處置費用就越低。因此,在相關研究中,針對污泥脫水的研究較多。表1列舉了幾個人工濕地污泥處理系統中的污泥脫水效果。

間歇期過短問題。有些系統的所有蘆葦床連續運行,即使將污泥中的水分排出,污泥干化也不充分,運行一段時間后將出現嚴重的排水問題。足夠長的間歇期對床體表面污泥產生龜裂很重要,而間歇期的長短與天氣情況有直接關系。在系統運行初期,負荷期可以相對短一些,但間歇期要長,可以是幾天甚至幾周時間。而且,隨著系統運行時間的延長,積累污泥層變厚,間歇期會更長。

污水處理廠產生的剩余污泥可在人工濕地污泥處理系統中得到很好的穩定,這一方法與傳統的污泥處理技術相比有很多優勢。在脫水和穩定過程中,污泥中的有機質大部分得到礦化,從而減小了污泥的體積,提高了污泥的質量。該方法無需使用化學藥劑,且能耗和運行費用較低。最后得到的穩定化污泥產品可在農田中安全使用。