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1、人工濕地在北方沿海地區(qū)冬季運行的研究進展 人工濕地在北方沿海地區(qū)冬季運行的研究進展 摘要：人工濕地運行效果受季節(jié)、溫度等因素影響較大,在冬季低溫地區(qū)運行效率下降，限制了其在冬季低溫地區(qū)的推廣應用。結(jié)合目前國內(nèi)北方地區(qū)人工濕地在冬季低溫地區(qū)的應用情況,分析了影響人工濕地低溫運行的因素,并對提高人工濕地在冬季低溫地區(qū)運行效率的各種強化措施進行了總結(jié)。 關(guān)鍵詞：人工濕地；北方地區(qū)；低溫； 中圖分類號：S156.8 文獻標識碼：A 文章編號： 引言 近3O年來，人工濕地因具有初期建設(shè)資金少、后期運行費用低、處理效果好、耐沖

2、擊負荷能力強和美化周邊生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點，在城市生活污水、高濃度回用水的尾水排放、和一些工業(yè)廢水的處理以及污染河流、湖泊的修復過程中得到了廣泛的應用。但受季節(jié)、氣溫、濱海鹽化土壤等因素影響較大, 人工濕地在冬季低溫工況時，植物生長緩慢或枯萎、死亡，存在冬季濕地表面凍結(jié)造成床體缺氧等許多問題，污染物的去除率比夏季低，影響了其在北方地區(qū)冬季低溫的推廣使用。近年來,國內(nèi)外學者開展了人工濕地在冬季低溫地區(qū)運行的研究。通過總結(jié)人工濕地在北方沿海地區(qū)冬季低溫地區(qū)運行的影響因素,并對其解決措施進行了總結(jié)，以利于人工濕地在該區(qū)域的應用與推廣。 1 人工濕地凈化技術(shù)概述 眾多研究者認為，人工濕地處理

3、技術(shù)屬于一種生態(tài)治理污水的方法，它根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的再生潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益，是一種較好的生態(tài)污水處理方式。在去除污染物的同時，濕地植物還起著維持濕地的過濾條件、防止淤塞的作用；系統(tǒng)可以實現(xiàn)連續(xù)進水。 其主要污染物的去除原理為： BOD5的去除：包括過濾、吸附和生物氧化作用。 SS的去除：通過預處理和土壤（或填料層）的過濾作用。 P的去除：通過植物的吸收、微生物的積累及濕地床的物理化學作用等幾個方面共同完成。污水中的無機磷在植物的吸收

4、和同化作用下，被合成為ATP、DNA和RNA等有機成分，通過對植物的收割而將磷從系統(tǒng)中去除。 N的去除：主要包括植物吸收、生物脫氮以及揮發(fā)。其中植物直接吸收只占很少的一部分，主要的去除途徑是通過微生物的硝化、反硝化作用來完成的。 2 人工濕地工藝選擇 國內(nèi)外人工濕地工藝常用類型有表面流人工濕地、垂直潛流人工濕地和水平潛流人工濕地。人工濕地相互間的組合應用成為最常用的污水處理工藝，充分利用各種類型濕地優(yōu)點，提高水體中污染物去除效率。針對北方沿海地區(qū)進水含鹽量高、有機污染物種類多和區(qū)域土壤本底高鹽堿等特征，主要采用以下三種組合工藝：（1）調(diào)節(jié)塘+表面流人工濕地組合；（2）調(diào)

5、節(jié)塘+垂直潛流人工濕地+表面流人工濕地；（3）調(diào)節(jié)塘+水平潛流人工濕地+表面流人工濕地。 表――1 三種組合濕地類型的比較 3 冬季低溫對人工濕地的影響 3.1 冬季低溫去除污染物效果分析 眾多研究者認為，人工濕地在冬季低溫條件下對BOD5、COD 仍有較高的去除率。李占華等研究了在長城以北冬季條件下人工濕地對延慶生產(chǎn)基地的生產(chǎn)廢水的處理情況，進水水質(zhì)BOD5為100 mg/ L、COD為200 mg/ L，在冬季條件下，人工濕地對二者的平均去除率分別達到80%、72.2%。北京市環(huán)科院曾于1996 年，在我國北方膠南市設(shè)計建設(shè)了兩個污水地表流濕地處理

6、系統(tǒng)。膠南人工濕地處理情況，進水水質(zhì)BOD5為364mg/ L、COD為1224mg/ L，在冬季條件下，人工濕地對二者的平均去除率分別達到66.8%、60.3%。 Werker等【1】指出構(gòu)造人工濕地如同其他廢水生物處理工藝一樣，對污染物去除率存在一定的波動，在冬季條件下，對有機物去除率為50%～90%，對SS為40%～94%，對總氮為30%～52.2%，對P為20%～46.4%，對氨氮為30%～45.3%。但彭燾等[2 ]認為，BOD5 去除率會隨溫度的降低而下降；王世和等【3】也認為,冬季低溫條件下，人工濕地對COD 的去除會有影響，但總體差距不大，這差異可能與各濕地系統(tǒng)的污水類

7、型、水力負荷、運行措施等實際情況不同有關(guān)。 3.2 冬季低溫對植物的影響分析 植物是人工濕地的重要組成部分，通過吸收、吸附、過濾、富集作用去除污染物【2】 。此外，植物還 可以起到固定床體表面、為微生物提供良好的根區(qū)環(huán)境、提高填料基質(zhì)的過濾效率、抗沖擊負荷、在冬季支撐冰面起保溫等作用。在冬季時，人工濕地的植物種植是有必要的，有研究表明，收割蘆葦?shù)臐竦卦诙緦Π钡娜コ嗜匀槐瓤瞻诐竦馗?，認為低溫和植物休眠期間蘆葦?shù)母咳匀挥幸欢ɑ钚裕⒛艽龠M微生物的代謝。在冬季低溫地區(qū)，人工濕地植物收割、枯萎或進入休眠狀態(tài)，在生態(tài)和形態(tài)上都發(fā)生了變化，影響了植物對污染物的去除能力。

8、 4 結(jié)論 （1）寒冷冬季對處理效果的不利影響的減緩措施 北方冬季氣溫低，污染物去除效果降低。相關(guān)減緩措施包括： 適當降低進入濕地工程的水量和污染物負荷量，延長污水水力停留時間，可在一定程度上減緩冬季低溫的不利影響。 為了保溫，植物收割可在開春后進行，或?qū)⒍臼崭畹闹参锶灾糜跐竦氐乇?，開春后再處置。 （2）植被收割問題 由于植物收割能有效地去除營養(yǎng)物，因此都需要實施對植物的收割。由于淹水將對植物收割造成不便，一般通過交替布水方式解決。 （3）高含鹽量對植物的不利影響 本濕地工程土壤基底為海泥吹填造陸而成，含鹽量極高，對植物生長

9、繁殖極為不利，直接或間接地影響濕地處理的效果。為此，應采取以下措施： 嚴格限制進入濕地的污水含鹽量，最好不高于6000mg/L； 土方工程完成后、做好濕地工程防滲處理； 參考文獻： 【1】 Werker A G，Dougherty J M，McHenry J L，et alreatment variability for wetland wastewater treatment design in cold climates[J]. Ecol Eng, 2002, 19(1): 1-11. 【2】彭燾, 徐棟, 賀鋒等. 人工濕地系統(tǒng)在寒冷地區(qū)的運行及維護[J]. 給水排水, 2007, 33 (增刊) . 【3】王世和, 王薇, 俞燕. 潛流式人工濕地的運行特性研究[J] . 中國給水排水,2003 ,19 (4) .