【文章內(nèi)容簡介】 范圍廣泛，如湖泊、水庫、河流、魚塘、噴泉等，具有良好的市場前景和推廣應(yīng)用價值；人工水草技術(shù)應(yīng)用于富營養(yǎng)水體水質(zhì)改善屬國內(nèi)首創(chuàng)；其凈化效果明顯優(yōu)于國外進口同類產(chǎn)品(AquaMats)，且銷售價格僅為其1/2～2/3。 圖44 人工水草示意圖利用工程菌和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在填料上生長繁育，形成膜狀生物污泥，水體與生物柵接觸時，水體中的有機污染物、藻類、氮、磷等營養(yǎng)物，被生物柵上的微生物所攝取，使水體得到凈化，微生物自身也得到繁殖。這種處理方法能夠有效的去除污水中氮磷總量，使水體得到凈化。 漂浮型人工濕地技術(shù)漂浮型人工濕地多功能凈水浮島 漂浮型人工濕地也稱移動式人工濕地，廣泛適用于河湖的深水、淺水區(qū)域。該裝置利用陶粒、生物碳等填料作為浮體，和水生植物構(gòu)成可移動的人工濕地，克服了常規(guī)濕地和浮島的種種缺陷。漂浮濕地獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可使能培植的植物類型多樣化，挺水、浮水、沉水和陸生植物都能適應(yīng)；漂浮濕地的浮體填料和種植管里水體修復藥劑增強了治理污染水體的效率。技術(shù)特點::漂浮濕地獨特的透氣構(gòu)造孔便于各種植物生根。：利用漂浮濕地上的功能植物,吸收和去除水中的N、P等富營養(yǎng)化物質(zhì)；：可根據(jù)污染水體治理要求不同，選擇不同植物，也可以進行輪種和套種，形成立體種植、四季種植，景觀效果四季延續(xù)。：植物、浮體填料、水體修復藥劑共同作用，促進懸浮物沉降，削減污染物含量，抑制浮游藻類生長；：通過消浪作用穩(wěn)定湖濱帶，形成有利于水生植物恢復的相對的靜水環(huán)境；：結(jié)構(gòu)新穎，植物造型與色彩可隨意組合，便于管理；：漂浮濕地單元具有防腐抗氧化特點，使用壽命為78年。 圖45 漂浮濕地單體結(jié)構(gòu)作用機理:(1)漂浮濕地上功能植物的根系增加了水體與氧的接觸面積，加強了水體氧化能力，凈化水質(zhì)，同時根系釋放出能降解有機物的分泌物，可加速降解有機污染物的分解；植物對水體中N、P營養(yǎng)物及其相應(yīng)的營養(yǎng)鹽（硝酸鹽和磷酸鹽）的吸收、吸附，在光合作用和呼吸作用下，轉(zhuǎn)化為植物機體的一部分，帶走水中的污染物質(zhì)。(2)由于浮體填料作為載體，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強對污染物的降解作用。其反應(yīng)過程是：①基質(zhì)向生物膜表面擴散，②在生物膜內(nèi)部擴散，③微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學反應(yīng)，④代謝生成物排出生物膜。（3）種植管里的水體修復藥劑，可根據(jù)污染水體的不同治理要求，配制菌劑來修復水體，以光合菌群和酵母菌群為主導，協(xié)同其他土著菌群共同作用，氧化、還原等途徑，增加水體溶解氧含量，分解氧化有機物，除臭去污?！案u” 原本是指由于湖岸的植物附著泥碳層向上浮起，漂浮在水面上的一種自然現(xiàn)象。本工程的浮島是一種象筏子的人工浮體,在上邊栽培一些蘆葦之類的水生植物, 漂浮在水面。凈化浮島以為框架控制植物生長區(qū)域，避免漂浮植物在水域內(nèi)狂長形成二次污染，失去控制。浮島上種植的植物主要是香蒲，黃菖蒲，美人蕉等具有凈化水質(zhì)功能的品種。它具有附著生物多、水中直接吸收N、P等特點，在對浮游植物的抑制、提高水的透視度等方面效果比較顯著。以往工程結(jié)果表明人工浮島在抑制浮游植物，提高水體透明度、降低COD方面效果突出。浮島凈化水質(zhì)要素：植物莖等表面對生物特別是藻類的吸附；植物的營養(yǎng)吸收；水生昆蟲的攝餌；魚類的攝餌、捕食；防止已沉淀的懸浮性物質(zhì)再次上?。蝗展獾恼诒涡Ч?，河道表面的除氮。 圖46 景觀浮島照片 景觀植物帶修復 浮水植物系統(tǒng)此系統(tǒng)中水生植物漂浮于水面；根系呈淹沒狀態(tài)。浮水植物目前主要用于N和P的去除。主要代表植物有浮萍、青萍、鴨舌草、水蓮花等等。壓舌草 眼子菜 青萍 睡蓮水胡蘆 沉水植物系統(tǒng) 此系統(tǒng)水生植物完全淹沒于水中。系統(tǒng)中水的濁度不能太高，否則會影響植物的光合作用。代表植物黑藻、貍藻、狐尾藻、輪藻、沮草等等。 挺水植物系統(tǒng)以挺水植物為主，挺水型水生植物植株高大，花色艷麗，絕大多數(shù)有莖、葉之分；直立挺拔，下部或基部沉于水中，根或地莖扎入泥中生長，上部植株挺出水面。植物根系發(fā)達，可通過根系向基質(zhì)送氧，使基質(zhì)中形成多個好氧、兼性厭氧、厭氧小區(qū)，利于多種微生物繁殖，便于污染物的多途徑降解；挺水型植物種類繁多，常見的有荷花、紅美人焦、茭白、黃花鳶草，蘆葦?shù)取? 蘆葦 紅美人蕉 黃花鳶草 茭白 人工濕地人工濕地是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統(tǒng)，其設(shè)計和建造是通過對濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物作用的優(yōu)化組合來進行污水處理。人工濕地污水處理技術(shù)是20世紀七八十年代發(fā)展起來的一種污水生態(tài)處理技術(shù)，一般由人工基質(zhì)和生長在其上的水生植物(如蘆葦、香蒲等)組成，是一個獨特的土壤(基質(zhì))－植物一微生物生態(tài)系統(tǒng)。人工濕地凈化污水主要機理如表41所示。表41 人工濕地凈化污水主要機理物理作用大顆粒物沉降水生植物和生物濾膜對輕顆粒物的過濾通過沉淀或過濾聚集顆粒物以達到去除目的化學反應(yīng)沉降吸收到基質(zhì)和腐殖質(zhì)揮發(fā)生物反應(yīng)微生物降解、有機物質(zhì)礦化轉(zhuǎn)化作用(硝化／反硝化)從水體直接生物吸收(藻類、細菌生物膜)從根區(qū)間接生物吸收(水體生物膜、挺水植物)微生物競爭導致部分病菌死亡①SS的去除SS中有有機物和無機物，顆粒的密度和大小變化很大，不同密度、大小的顆粒物具有不同的去除機理和路徑。大塊物質(zhì)可通過隔柵去除。部分小顆粒物質(zhì)可在水解酸化池沉降去除。在人工濕地中SS的去除是相當迅速的物理過程。主要去除機理為沉淀、聚集、表面粘附和過濾等。②BOD、COD的去除濕地中的不溶性的有機物主要是通過濕地的過濾作用而被截留在濕地中；可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物降解過程而被分解去除。生物降解過程主要是通過好氧和厭氧代謝降解，從而降低污水的BOD、COD。③氮的去除大多數(shù)污水中N是主要成分。N在環(huán)境中以多種形式存在，有復雜的循環(huán)路徑。TN由不同比例顆粒的有機氮、溶解有機氮、氨氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮。N2和N20在N循環(huán)中很重要。礦化、生物吸收、硝化和異化(硝態(tài)氮到氨氮DNRA)是使氮的一種形式轉(zhuǎn)到另一種形式的過程，這些過程是物質(zhì)平衡過程，N在同一個系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，從而致使N從系統(tǒng)中得到去除。大量的研究表明濕地中氮的去除路徑主要為生物硝化一反硝化。N在濕地中的主要轉(zhuǎn)化過程如表42所示：表42氮的主要轉(zhuǎn)化過程過程物質(zhì)產(chǎn)物礦化有機質(zhì)氨氮生物吸收氨氮、硝態(tài)氮硝化氨氮硝態(tài)氮反硝化硝態(tài)氮氮氣DNRA硝態(tài)氮氨氮揮發(fā)氨氮+高pH氨氣同氮氮氣有機氮④磷的去除無機磷是濕地植物必需的養(yǎng)分。廢水中無機磷在植物吸收及同化作用下可變成植物的ATP、DNA及RNA等有機成分，通過植物收割而去除。物理化學作用包括填料對磷的吸附及填料與磷酸根離子的化學反應(yīng)，這種作用對無機磷的去除會因填料中Ca和Fe可與P043反應(yīng)而沉淀去除P043因而除磷效果較好的填料非常重要，含鈣質(zhì)或鐵質(zhì)的地下水滲入人工濕地也有利于磷的去除。微生物對磷的去除包括它們對磷的正常同化(將磷納入其分子組成)和對磷的過量積累。由于植物中植物光合反應(yīng)、暗反應(yīng)交替進行，根毛輸氧多少的交替出現(xiàn)，以及系統(tǒng)內(nèi)部不同區(qū)域?qū)ρ跸牧康牟町悾瑢е铝讼到y(tǒng)中厭氧、好氧的交替出現(xiàn)，使磷的過量釋放和過量積累得以完成，這是常規(guī)二級處理方式所難以滿足的。在濕地系統(tǒng)中磷有著一系列的變化形式。如表43 所示。表43 磷主要轉(zhuǎn)化過程過程物質(zhì)產(chǎn)物礦化有機質(zhì)正磷酸生物吸收正磷酸有機磷吸附正磷酸磷粘土／金屬水化合物沉降正磷酸離散狀態(tài)磷礦物質(zhì)脫附磷粘土／金屬水化合物正磷酸人工濕地是集廢水處理凈化功能與景觀功能于一體的綜合處理系統(tǒng)，當污水通過系統(tǒng)時，其中污染物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)被系統(tǒng)吸收、轉(zhuǎn)化或分解，從而使水質(zhì)得到凈，運行簡單，操作自動化程度高。從工程實用的角度出發(fā)，按系統(tǒng)布水方式的不同或水流方式差異一般分為自由表面流人工濕地和潛流型人工濕地。（1）自由水面系統(tǒng)自由水面系統(tǒng)的污水從系統(tǒng)表面流過，水深較淺()，氧通過自由擴散補給。進水中所含的溶解性和顆粒性污染物與系統(tǒng)介質(zhì)和植物根系接觸。常用的植物包括香蒲、蘆葦、慈姑、莎草等。與潛流型系統(tǒng)相比，其優(yōu)點是投資省，缺點是負荷低。北方地區(qū)冬季表面會結(jié)冰，夏季會滋生蚊蠅、散發(fā)臭味，目前已較少采用。圖57 自由水面式人工濕地（2）潛流系統(tǒng)在潛流系統(tǒng)中，污水在濕地床的表面下流動，一方面可以充分利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留等作用，提高處理效果和處理能力；另一方面由于水流在地表下流動，保溫性好處理效果受氣候影響較小，且衛(wèi)