一、基本原理

　　功能型精準濕地—礦物天然自?xún)艋?a href="http://www.lishizhenys.com/" target="_blank" class="keylink">水處理技術(shù)是在潛流人工濕地基礎上發(fā)展而成的具有污水處理功能的濕地技術(shù)，通過(guò)植物、微生物及礦物功能填料的協(xié)同作用實(shí)現污水的凈化。該技術(shù)通過(guò)污染負荷和水力負荷精準計算，保證了濕地負荷安全；通過(guò)均壓通氣布水系統、出水收集系統和高滲透基質(zhì)的應用，濕地水力和供氧條件改善，布水均勻度提高；通過(guò)低滲透基質(zhì)、固磷基質(zhì)和微生物基質(zhì)的配比和應用，使污染物去除效率明顯提高；通過(guò)隔離層基質(zhì)、液位調節裝置和微生物基質(zhì)的應用，起到保溫隔熱、防止結冰和提高微生物活性的作用。

　　濕地去除的污染物主要包括有機氮和氨氮、磷、有機物、懸浮物和病原菌等。污水中的有機氮和氨氮主要通過(guò)植物和微生物同化吸收，界面揮發(fā)以及濕地內部連續好氧-厭氧反應單元中的硝化/反硝化作用轉化為氮氣而去除；磷主要通過(guò)植物和微生物同化吸收，聚磷菌的固定以及填料的吸附沉淀作用去除；有機物主要通過(guò)根際氧化還原反應轉化為二氧化氮，以及植物吸收等方式去除；懸浮物顆粒物主要通過(guò)填料過(guò)濾和重力沉積去除；在微生物、植物根際微生物的共同作用下，污水中的致病微生物也得以去除。通過(guò)加入高碳礦物質(zhì)形成半導體，促進(jìn)產(chǎn)電菌的形成，進(jìn)而增加孔隙率，加速微生物和化學(xué)反應，形成礦物、植物、微生物之間的協(xié)同作用，提高系統的凈化效率。

　　二、工藝流程

　　功能型精準濕地污水處理系統由沉淀池、調節池、濕地植物床、均壓通氣布水系統、出水收集系統、液位調節井、及控制系統等構成。污水經(jīng)由沉淀池去除固體有機物和雜質(zhì)后，存儲于調節池中，由水泵定時(shí)提升至濕地植物床。污水在植物床下滲過(guò)程中，污染物被去除，凈化過(guò)的水通過(guò)出水收集系統收集并溢流出濕地，出水可作為中水或景觀(guān)水回用。

　?。?）沉淀池采用鋼筋混凝土地埋結構，用于去除污水中的固體懸浮物和顆粒有機物。

　?。?）調節池采用鋼筋混凝土地埋結構，有效容積為平均水力負荷的4倍。調節池內置有潛污泵，每天啟動(dòng)四次，每次啟動(dòng)20分鐘，將存儲的污水通過(guò)均壓通氣布水系統泵入濕地。

　?。?）濕地植物床為土壩結構，深度0.8米~2米，由下自上依次布設抗滲膜、土工布、高滲透基質(zhì)、固磷基質(zhì)、低滲透基質(zhì)、微生物基質(zhì)、保溫基質(zhì)及濕地植物。濕地植物床是污染物去除的主要場(chǎng)所，為污染物的物理吸附、生化降解及植物吸收創(chuàng )造良好的環(huán)境條件。污水在濕地植物床平均停留2天。

　?。?）均壓通氣布水系統位于濕地植物床表面20cm以下，為HDPE雙壁波紋多孔管、均壓結構，可保證濕地布水的均勻，兼具向濕地輸送氧氣的功能。

　?。?）出水收集系統設于濕地植物床底部，為HDPE雙壁波紋多孔管結構，凈化后的水于此處收集，利用液位差流出濕地。

　?。?）液位調節井為鋼筋混凝土地埋結構，內設有液位調節裝置，可調節濕地液位高度。

　?。?）控制系統用于控制調節池潛污泵的啟動(dòng)和停止。

　　三、關(guān)鍵技術(shù)

　　1、濕地設計過(guò)程中確定了濕地負荷與填料理化性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系，圍繞提高濕地運行穩定性和污染物去除效率，進(jìn)行了如下功能填料的開(kāi)發(fā)：與北京大學(xué)礦物環(huán)境功能北京市重點(diǎn)實(shí)驗室合作，圍繞提高濕地運行穩定性和污染去除效率、延長(cháng)使用周期，進(jìn)行功能填料的開(kāi)發(fā)，形成了低滲透基質(zhì)、固磷基質(zhì)及微生物基質(zhì)等功能填料。

　?。?）低滲透基質(zhì)由天然礦物篩分級配而成，用于濕地功能層填充，粒徑0.15mm～4mm

　?。?）固磷基質(zhì)由高鈣、鐵及鎂礦物質(zhì)粉碎燒結膨化而成，用于功能層填充，Ca2+、Fe2+、Mg2+總有效濃度30%以上，粒徑0.2mm-3mm。

　?。?）微生物基質(zhì)包括厭氧微生物和好氧微生物兩類(lèi)功能菌，用于濕地填料微生物接種和快速穩定。通過(guò)對多種功能微生物性能試驗、篩選、配比而形成，有效活菌數≥2億/g。在現有基質(zhì)技術(shù)基礎上，通過(guò)對礦物和微生物進(jìn)行指向性的篩選和開(kāi)發(fā)，對現有指標進(jìn)行進(jìn)一步的提升。

　　2、圍繞改善濕地水力及供氧條件、提高布水均勻度，開(kāi)發(fā)水力計算軟件1套、開(kāi)發(fā)均壓通氣布水系統、出水收集系統以及應急檢修系統等濕地專(zhuān)用部件結構。其中

　?。?）均壓補水系統采用自回水設計，通氣量5-8m3/㎡.d，布水量20-60l/㎡.h，依據位點(diǎn)、負荷流量可調節，布水均勻度±10%，壓力均勻度±10%，冬季運行空管率95%以上。

　?。?）出水收集系統：清水收集率95%以上，可通過(guò)粒徑＜0.1mm，收集量10-40l/㎡.h。

　?。?）應急檢修系統的反沖洗流量0.3-0.6m3/㎡.h；置換率80%以上。

　　3、通過(guò)結構部件的研發(fā)、改良以及功能填料的應用，冬季濕地內部溫度可保持在15℃左右，解決一般濕地在冬季北方結冰、無(wú)法周年運行的問(wèn)題。

　?。?）濕地水位可調節，冬季保持低水位（50cm）運行，避免結冰的發(fā)生。

　?。?）濕地接種微生物并快速穩定，微生物生理活動(dòng)過(guò)程是熱量釋放的過(guò)程。

　?。?）濕地表面覆蓋隔離層基質(zhì)，起到保溫蓄熱作用。

　　4、通過(guò)濕地負荷的精準計算、功能填料的精確配比，解決傳統濕地負荷過(guò)載、水力不均造成的堵塞斷流問(wèn)題，一般使用壽命可達到30年以上。北京地區常年監測顯示，延慶區永寧鎮上磨村項目運行9年，-25℃仍可穩定運行，平谷區大興莊鎮西柏店村項目運行4年，-20攝氏度運行穩定，出水水質(zhì)達標。

　　四、水污染防治效果

　　功能型精準濕地可作為二級工藝或深度處理工藝，用于生活污水處理，主要污染物去除率為：BOD590%～97%、CODCr85%～94%、SS95%～98%、NH3-N88%～97%、TP85%～95%。功能型精準濕地用于城市雨洪水處理時(shí)，主要污染物CODCr、SS、NH3-N、TP的去除率可達到50%以上。用于高濃度廢水（如屠宰場(chǎng)廢水）深度處理時(shí)雖然去除率不高，但仍可達到BOD530mg/L、CODCr80mg/L、SS60mg/L、NH3-N15mg/L的國家標準。

　　五、適用范圍

　　適用于村鎮生活污水處理、城鎮污水處理廠(chǎng)升級改造、高濃度有機污水處理、河湖水體修復、雨水污染物控制以及農村面源污染阻隔等領(lǐng)域。

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