人工濕地監理細則范文第1篇
[關鍵詞]人工濕地;植物;污水處理
[作者簡介]馬勝華，南寧市城市規劃設計院工程師，研究方向：給排水專業設計，廣西南寧，530012;劉存莉，廣西工聯工業工程咨詢設計有限公司工程師，研究方向：給排水專業設計，廣西 南寧，530003
[中圖分類號]X703
[文獻標識碼]A
[文章編號]1007-7723(2007)08―0033-0003
一、前言
城市污水是目前我國江河、湖泊水域污染的重要原因，已越來越成為制約我國經濟發展和社會可持續發展的因素，各種水污染事件已嚴重影響到人們的生產、生活(如太湖藍藻事件等)，加強城市污水處理已刻不容緩。目前，我國正處于城市污水處理事業的大發展時期。隨著國家西部大開發戰略的實施，中西部環境與生態保護已被提上首要議事日程。位于廣西南寧市隆安縣的“邕江水源地上游人工濕地處理污水示范工程”是南寧市創建國家級生態示范區的重點工程之一，該項目是人工濕地處理污水技術在南寧市的首次應用。
二、工作原理
人工濕地處理污水技術是一種生態工程方法，其基本原理是在一定的填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個類似沼澤濕地的生態系統;當污水通過系統時，利用土壤―植物―微生物之間的復合生態系統，通過物理、化學和生物等方面的協同作用對污水進行凈化處理，其中的污染物質和營養物質被系統吸收或分解，使水質得到凈化，并實現水與營養物質的生態循環。
人工濕地通過植物的光合作用及其根系的輸氧作用、水自流負壓吸氧等獲取濕地床的除污需氧量。人工濕地通過發達的植物根系及填料表面生長的生物膜的作用、填料床體的截流作用及植物對營養物的吸收等作用，實現對污水的凈化;同時由于存在根系周圍的好氧區、缺氧區和厭氧區，依靠細菌的硝化和反硝化作用，可完成脫氮效果;通過植物的吸收、微生物的積累及濕地床的物理化學等幾方面共同作用完成除磷效果;此外，還可依靠流動相在濕地系統流動過程中產生沉淀、過濾、絡合、吸附等作用去除重金屬。
三、設計實例：邕江水源地上游人工濕地處理污水示范工程
(一)項目概況
南寧市是廣西壯族自治區首府，是一年一度的中國―東盟博覽會舉辦城市。邕江是南寧市的唯一飲用水源，但邕江上游左、右江流域各縣市的污水治理卻相對滯后。隨著經濟的發展，直接排入江河的污水大量增加，致使邕江水質逐年下降，特別是在枯水季節，南寧市的水質安全受到嚴重影響，個別時段其水質已低于《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)V類標準。“邕江水源地上游人工濕地處理污水示范工程”位于南寧市隆安縣下游2公里處，濱臨右江，是自治區環保局為保障首府南寧市飲用水安全而設的項目;按照規劃，該項目的污水處理規模為2x104m3/d，占地99畝，其中一期工程1.2x104m3/d。
(二)污水處理工藝選擇
1、生物處理可行性
根據隆安縣環境保護監測站對縣城生活總排污口的水質監測結果，待建污水廠的設計進水水質見表1。
城市污水能否采用生物處理工藝主要取決于生物處理過程中自身營養能否平衡，其相關指標分析如下：
(1)BOD5/COD：該指標是鑒定城市污水可生化性的最常用、最簡單的方法，比值>0.45可生化性較好，比值<0.3較難生化，比值<0.25不易生化。本項目BOD5/COD=0.6，可采用生物處理方法。
(2)BOD5/TP：該指標是鑒別污水能否采用生物除磷的主要指標，一般認為該值應>20，比值越大，生物除磷效果越好。本項目BOD5/TP=50，可采用生物除磷工藝。
2、工藝選擇
本項目采用人工濕地處理污水。近年來，根據國內外專家的論證與實際工程的運行情況，對比傳統活性污泥法及目前中、小型城市污水處理廠較流行的氧化溝和SBR工藝，人工濕地處理污水的技術特點有：
(1)生態協同作用處理污水，抗沖擊負荷強，出水水質非常好;
(2)使用設備少，操作、管理簡單，無需大量專業人員管理;
(3)相對其他各種處理技術，其建造成本、運行費用都較低，無需人工充氧，無需污泥處理，節約能耗;
(4)配合選擇植物品種，可建成公園、景觀綠地，可美化城市環境;
(5)可通過植物利用，形成循環產業鏈獲取一定的經濟效益;
(6)人工濕地系統主要缺點是布置不夠緊湊，占地面積大，只適用于中、小型污水廠。
3、工藝流程
本項目人工濕地工藝流程如下：
城區污水首先經過格柵、沉砂池攔截、沉淀污水中較大雜質后，進入水解酸化池(兼做調節池)，在水解酸化池中細小的顆粒、部分的SS、BOD
5、COD可以得到部分去除，水質經均化、水解酸化后由泵站提升，在滿足流量、壓力的要求下，通過配水管網分配進入主處理單元――人工濕地，污水經過兩級人工濕地處理后，利用地形高差重力流進入氧化塘(兼做事故排放池)，出水達標后排入右江。由于本工藝不產生剩余污泥，主要是格柵產生的柵渣及沉砂池積砂，對于這部分雜質只需定期進行外運填埋處理。項目污水經過處理后的排放標準執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級標準的B標準。見表2：
(三)設計濕地基本參數的確定
根據國內外人工濕地系統運行經驗，本項目采用潛流型人工濕地，其主要物點是：污水基本上在濕地床表面下流動，保濕效果、衛生條件好，污水處理能力較強。
1、濕地床表面積的確定
濕地床表面積計算公式：
As=Q(lnS0―lnSe)/KTDn
式中：S0，Se―進水、出水BOD5，mg/L(本項目設計值分別為105mg/L，21mg/L)
As――濕地床表面積，m2
Q――平均設計流量，m3/d
KT――溫度T℃時的速率常數，d-1
D――濕地床深度，m
n――床體填料的孔隙率
KT的確定
KT=K20(1.1)T-20
K20=K0(37.3n4172)
式中：K20，KT――溫度20℃，T℃時的速率常數，d-1
K0――某一填料中植物根系充分發展后的速率常數，d-1
對于城市污水一般取KO=1.839d-1
對于本項目生活污水，平均溫度取20℃，床體填料的空隙率0.40～0.47，取n=0.44，
則計算得：
KT=1.839×37.3×0.444172×1.1(T-20)=2.23
濕地床深度一般根據所栽種的植物種類及其根系的生長深度來確定，以保證濕地床中必要的好氧條件。本設計中取D=1.2m，超高高度為0.3m。則
2、水力負荷
濕地平均的水力負荷為：
3、水力停留時間
下式是基于BOD去除率參數計算：
水力停留時間的理論值為0.77d，即1848h，取19h。
(四)植物的選擇
植物在人工濕地中起著非常重要的作用，人工濕地植物的選擇直接關系到污水的處理效果。其主要作用可歸納為以下三個方面：
(1)直接吸收利用污水中可利用態的營養物質，吸附和富集重金屬和一些有毒有害物質;
(2)為根區好氧微生物輸送氧氣，在根系周圍形成好氧/缺氧，厭氧區;
(3)增強和維持介質的水力傳輸。
因此，篩選出適種的、優良的植物種類，是構建人工濕地的關鍵之一。選擇人工濕地的植物時考慮的因素主要有：適合本地，來源廣泛;耐污染能力、凈化能力、抗蟲害能力強;根系發達，成活率高，生長周期較長;具有經濟、觀賞價值;合理搭配，易管理。
隆安縣位于北回歸線以南，屬南亞熱帶季風氣候，濕潤多雨，日照充足，年平均氣溫21.6℃，年平均降雨量1301mm，年平均日照時數為1528.4h，年平均相對濕度80%。根據項目的環境條件及相關因素所選濕地植物主要有：蘆葦、風車草、燈心草、美人蕉、香根草、象草、黑麥草、皇竹草。同時，按一定比例在空間分布和時間分布方面進行合理布局，以使整個濕地生態系統高效運轉，最終形成穩定可持續利用的生態系統。
(五)人工濕地系統的處理效果
人工濕地系統的出水水質較好，完全能達標排放。本工程在設計過程中對國內已建成的一些人工濕地系統項目進行了實地調查，其中較早建成運行的“深圳洪湖公園人工濕地污水處理系統”最具代表性。該項目由深圳市環境科學研究所設計，于1999年9月建成運行，日處理能力為5000T，其目的是抽取污染嚴重的布吉河水，經人工濕地系統處理凈化后補充入洪湖，同時對洪湖周邊進行截污，從而達到改善洪湖水質、美化公園環境的目的。經調查其出水水質優于景觀用水標準，其處理效果見表3：
(六)人工濕地系統的不足與應對
人工濕地系統的主要缺點是占地面積大，并由此存在著污水滲入地下水，造成二次污染的隱患。針對上述情況，本工程在設計中對濕地床采用了嚴格的防滲漏措施：(1)在整個濕地床底下鋪設一定厚度的防水黏土層(經實際檢驗其封水效果較明顯);(2)在各濕地處理池內壁設防水層，其是主要的防滲措施，必須保證施工質量。
人工濕地系統的實際運行中還存在著初期處理效果不佳、穩定周期長的特點(一般在半年左右)。出現這種情況的主要原因是濕地植物的適應期較長、初期死亡率較高。本設計的植物選種試驗由廣西大學的相關部門負責。在初次試驗中不同植物都出現了較大面積的死亡，后期相關人員在植物的培養過程中給予逐步的耐污性試驗，尤其在選種后成活率明顯提高。
四、結語
人工濕地監理細則范文第2篇
摘要 人工濕地不但能夠存儲水資源，而且有助于調節氣候，同時還可以提供動物的棲息場所。一般來說，人工濕地的建設主要是以池塘的形式為主。自然濕地和人工濕地在污水處理和水環境保護方面都發揮著重要作用。人工濕地技術出現于上世紀的五十年代。這項技術的出現為污水處理提供了新的解決方案。近年來，隨著我國對這項技術的研究不斷加深，已經取得了一定的成果，并逐漸在實際工程中得以應用。
關鍵詞 人工濕地;污水處理廠;尾水深度處理;應用
引言
目前，我國水資源相當匱乏，如何提高水資源的利用率極具關注。通過污水處理廠的處理，能夠一定程度提高水資源利用率。然而，污水處理廠尾水中污染物濃度并不能達到地表Ⅴ類水的指標，需要進行深度處理，才能滿足全面消除劣Ⅴ類水體的國策。
一、人工濕地概述
人工濕地是指利用人工手段創造濕地環境或人為控制濕地生態環境的方式。形成的濕潤區主要通過土壤、植物、微生物和人工方式處理污水。濕區建造技術結合了材料的循環和再生原理，包括吸附、過濾、氧化還原與沉淀等。
該技術具有污染物去除效果好、投資費用少、運行維護成本低等優點，在污水處理廠的尾水處理中具有明顯的優勢。
二、我國污水處理廠尾水深度凈化處理現狀
我國城市污水處理廠的尾水中含有大量的氮和磷。一般來說，我國城市污水處理廠的尾水COD濃度低于50mg/L，而總氮濃度為20-30 mg/L，磷約為2-4 mg/L。
目前我國8成以上的污水處理廠使用的污水處理方法，主要還是歐美國家早期的技術，尾水中的N、P含量較高，一般僅能達到一級A的標準，有點甚至只能達到一級B的標準，尾水受納水體受到了不同程度的污染。因此，需要進一步采用脫氮除磷技術深度處理。
三、人工濕地在污水處理廠尾水深度處理領域的應用必要性
城市污水處理廠一般采用二次生物技術處理，以減少和控制污染物的排放?，F階段地表水已經受到了一定程度的污染，其自凈能力相對較弱，自凈效果有限。日益匱乏的水資源要求我們不斷提升水資源利用率。
除了提高污水處理廠各階段的處理水平外，尾水深度處理是非常重要的發展方向，這也是國家非常鼓勵的。因此，從國家的政策鼓勵方面，以及自身的發展需求，市政污水處理廠都需要進行尾水處理工藝有關的研究和開發工作，以實現低成本、高效率地優質出水。
人工濕地深度凈化的優勢：①投資較低、運維費用便宜;②運行維護簡便;③出水水質好;④污染物表面負荷適應范圍廣;⑤能夠產生一些經濟效益，如綠化、水產、娛樂和教育等。因此，人工濕地在污水廠尾水處理中有極大的應用價值。
四、人工濕地的應用
人工濕地的設計應結合進水水質指標、可使用建設用地面積、出水水質指標以及周邊的景觀協調美觀需求等因素，來選擇系統的處理工藝、平面布置、生態營造、動植物選擇等，確保達到濕地處理工藝效率高、穩定性強、運維簡便、景觀效果好、生態效益高的要求。
（1）人工濕地工藝論述
人工濕地來水水質一般滿足一級A標準，主要超標污染物為NH3-N、TN、TP等，是典型的低碳氮比、高氮磷污水。
來水中有機物可生化性較差，且碳氮比較低，對脫氮不利。厭氧塘的厭氧環境有利于厭氧微生物分解水體中的難降解有機物，在一定程度上提高水體的有機物的可生化性與碳氮比，因此可以在水質凈化系統前端設置厭氧塘，以提高水體中有機物的可生化性和碳氮比。
水體中存在一定濃度的氨氮，需將其轉化為氧化態氮，以利于后期進行反硝化脫氮，因此需設置好氧環境，建立氨氮硝化的生化反應功能區，而好氧塘可以很好的滿足使用要求。
對于總氮的去除，通過設置潛流濕地，創建缺氧環境建立硝酸鹽反硝化的生化反應功能區，最后潛流濕地出水進入表流濕地進行復氧，將水體內的氮由還原態轉變為氧化態，以進一步提升水體的自凈能力。
對于總磷的處理主要依靠濕地系統的沉淀、植物吸收、填料基質的吸附及其它生物化學作用進行去除。
（2）人工濕地動植物選擇
綜合考慮經濟效益和景觀協調性，同時堅持生物多樣性以及因地制宜的原則，避免生態入侵，以鄉土濕地植物作為選用植物來源。依據現有地形，將經濟價值高的挺水植物種植在地勢較高的臺田淺水處，例如蘆葦等。將香蒲、蓮藕等挺水植物種植在地勢略低的臺田間水面處;將本土浮葉植物散播于開闊水面，例如菱角、芡實等;將沉水植物栽植在水深較深處，如苦草、狐尾藻、金魚藻等，與此同時選用本土水生動物放養于水生植物塘表流濕地內，例如魚、螺、蚌、泥鰍等。
通過優化上述植物搭配，形成一個景觀效果良好、水質自凈能力強以及生物多樣性豐富的人工濕地生態系統;運用微生物、水生動物、水生植物相融合的生態凈化模式。
濕地面積較大的區域，可以適當引入鳥類、獸類等動物，健全并豐富生態系統食物網，進一步合理化、穩定化人工濕地的生物種群結構，與此同時保障其具備較強的景觀觀賞性。
（3）人工濕地調試運行
人工濕地工程試運行時，應對濕地的進出水水質采樣檢測，將污水中重點污染物作為檢測項，對濕地的凈化效果分析研究，根據實際的進水水質、溫度等影響因子調整濕地進出水量。濕地系統進水水質在不考慮總氮指標時，主要超標因子為氨氮和總磷。經濕地處理系統處理后， 氨氮、總磷的去除率分別為20～70%、 35～80%，可以有效地提高出水水質，達到了削減污染物濃度的目的。
（4）人工濕地維護管理
①及時清理枯敗落葉、莖稈，避免腐敗后增加濕地系統污染物;
②適時收割濕地植物，以便提高氮的去除率;
③春季可適當提升濕地水位，抑制濕地中非功能作物的生長;
④應避免使用殺蟲劑除蟲，導致殘留農藥二次污染。
（5）人工濕地應用的案例
為進一步提高污水處理廠出水水質，浙江金華金東區深入研究探索了人工濕地深度凈化尾水的工藝，以期徹底消除劣Ⅴ類水。
在市、區相關部門大力推動下，利用人工濕地來處理污水在金東區逐步得到推廣。2016年，曹宅鎮人工濕地凈化污水處理廠尾水的項目開工建設，并于2017年建成投入使用。曹宅污水處理廠日處理量1萬噸，生態濕地工程22185平方米。
據悉，該項目采用“尾水→進水配水管網→垂直流人工濕地→出水集水管網→穩定塘→出水”工藝流程，具體涉及地形塑造、管道、填料、植被、輔助道路、防水堤等多個分項目。其中，以蘆葦為主要植物，在凈化尾水的同時，兼具休閑、觀賞功能的景觀是項目的一大特色。
結語
利用人工濕地技術處理城市污水處理廠的尾水，既能滿足減少污染物排放的要求，又能在更大程度上美化生態環境。同時，具有運行成本低的許多優點。濕地生態凈化工程實現了節約水資源、減少污染物排放總量、提高水資源利用率的目標。人工濕地的建設可以提供更多的生態水源，對城市生態景觀有著重要的影響，可以極大地提升城市環境品種。人工濕地生態系統的污染物凈化機理有著其獨有的特殊性，在難降解有機物、低濃度污染物以及特殊污染物等多類復雜水質的凈化處理中有著廣泛的適用性，前景廣闊。但人工濕地在運行時需要加強管理和維護，以確保人工濕地內的動植物和構筑物處于一個良好的狀態，從而提高人工濕地的運行效率和處理效果。
參考文獻
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人工濕地監理細則范文第3篇
人工濕地主要由透水性的基質 (如土壤、砂、礫石等) 、流動的水體、植物、動物和微生物五部分組成, 是一種簡單、低耗、高效并具有高度環境友好性的污水處理生態工程。國外已經有不少將人工濕地成功應用于油田污水凈化的實例。我國從8 0年代末開始了對人工濕地凈化石油污水的相關研究, 探索了人工濕地植物對污水中各種污染物的凈化效果。人工濕地基于自然生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實現對污水的凈化作用。尤其對復雜有機物的凈化有其他技術無法比擬的優勢。
1 油田污水特性
油田污水是在石油的勘探、開采、煉制的一系列過程中產生的工業污水。油田污水以含有大量油類、有機物為主要特點, 成份非常復雜, 不同于一般工業廢水。
采油污水主要由浮油、分散油、乳化油、膠體溶解物質和懸浮固體等組成。鉆井污水中主要污染物是懸浮物、鉻、酚和油等, 且鉆井污水中還含有大量難以處理的CO D。煉油廢水其主要污染物由油、硫化物、酚等組成, 含油量可高達數千 (mg/L) , 低的只有10mg/L左右。
油田污水的特點如下: (1) 水溫高:一般水溫在40℃~60℃; (2) p H值偏堿性:p H值一般在7.5~8.5之間; (3) 溶解氧DO含量低, 無法滿足生化需求; (4) 礦化度高:含鹽量通常在10000~40000mg/L, 氯離子通常在3000~20000mg/L; (5) COD高, 且難降解。BOD5/COD值異常偏低, 可生物處理性差; (6) 含一定濃度的硫化物, 以及一些其它雜質如懸浮物、泥砂及聚合物。
處理后的油田污水檢測指標主要有:p H、CODcr、BOD5、石油類、懸浮物、氨氮、揮發酚、硫化物。通常COD的達標排放是個難點。這是由于在原油開采過程中投加了用以改善采出水性質的各種化學藥劑, 且化學藥劑的投加種類、性質和數量變化非常大, 而大部分是生物難降解的, 廢水中的各種化學添加劑十分穩定和對難降解COD具有直接貢獻。
對這種廢水通常采用隔油、浮選、過濾等物理化學方法處理后回注地下或通過二級生化處理達標后排放。但由于油田污水性狀過于復雜, 生化處理 (如活性污泥法) 有時也難以使其達到排放標準, 受經濟條件的限制也難以使用更昂貴的技術對其進行治理, 而使用人工濕地則從凈化效果和費用成本上較其他現有方法具有優勢, 可更好地解決采油污水的達標排放問題。
2 人工濕地凈化機理及國內外進展
2.1 凈化機理
人工濕地是由水-基質-植物-微生物組成的復合體系。其凈化作用是物理沉積、化學反應和生化反應的綜合作用。含油污水經過濕地系統的吸附、過濾、沉降和生物降解, CODcr、BOD5、石油類、硫化物、揮發酚等主要指標的濃度急劇降低, 可達到較高的處理效率。
人工濕地的基質層是處理污水的核心部分。自由表面流型一般直接采用土壤和植物根系構成基質層, 地下潛流濕地一般采用礫石填料和土壤或砂構成基質層?；|層的作用有: (1) 提供水生植物生長所需的基質; (2) 為污水在其中的滲流提供良好的水力條件; (3) 為微生物提供良好的生長載體。
污水一進入濕地流速就明顯變緩, 首先, SS由基質層填料和植物根系的阻截、過濾沉積在濕地中。濕地系統對SS的去除率表現穩定, 一般在86%左右。隨后, 污水凈化的主要過程在基質層中進行?；|層中含有大量的植物根系和微生物, 植物根區是人工濕地發揮凈化功能的主要場所。早在20世紀70年代, 德國學者Kickuth提出的根區法理論認為:植物根系可對污水中的營養物質進行吸收、富集, 而根區附近豐富的微生物群落更可以通過其旺盛的代謝活動利用污水中的物質, 將其降解、轉化。研究已證明濕地中生長的蘆葦、香蒲等濕生維管束植物能將空氣中的氧氣通過疏導組織輸送到根部, 在根區附近形成局部富氧區域, 利于好氧菌的生長代謝。而在離根系遠的土壤中溶氧較低, 有許多種厭氧菌和兼性菌生存。這就使人工濕地床體成為一個好氧/缺氧/厭氧反應器, 相當于許多串聯或并聯的A2/O處理單元, 它能夠降解去除多種多樣的有機污染物。這是其他污水處理系統所無法比擬的。
植物根圈與微生物之間存在相互作用。植物滲出的可溶性有機和無機物質為微生物生長提供了基質, 使根際微生物的數量和活性明顯高于非根際帶。植物能提供可利用的補充碳源來促進根際微生物的生長, 增加土壤微生物的種群總量。而土壤微生物通過在根圈內吸收、積累、代謝和生物遷移刺激污染物的去除。這一植物微生物相互作用的結果尤其對難降解有機污染物的生物降解具有重要意義。
濕地對有機物的去除主要是靠微生物的作用。藻類、水生植物、水生動物等都能夠一定程度地降解石油烴, 但主要的降解生物仍是細菌、真菌等微生物。事實上, 在合適的條件下, 微生物幾乎能降解所有的石油烴。在污水處理過程中, 人工濕地床體可被視為一個復雜的微生物反應系統。濕地系統成熟后, 填料表面和植物根系由于大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經生物膜時, 不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用, 可以很快被微生物利用;可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。
人工濕地是兼有基質過濾、植物吸附、污染物共沉淀、離子交換等物化作用和植物吸收、微生物代謝、植物代謝等生物化學作用的復合高效凈化系統。按傳統理論, 若原污水BOD5/COD值不足0.3, 則很難采用生物法降解, 但人工濕地系統在這種情況下仍表現出了對有機污染物較高的去除率, 是由于濕地系統的床體 (在其中有物理、化學和生物學作用) 和植物的共同作用, 使各自的凈化效能加合在一起達到了更高水平的緣故。
2.2 應用及凈化效果
2.2.1 國外進展
國外許多先進工業國家在八十年代就嘗試用人工濕地對二級處理后的污水進一步處理, 以滿足再利用的需求, 使排放水質更好。O.Rambeau等認為, 適當處理的油田污水在食物鏈之外的回用可作為回注以外的另一種處理方法, 還可以保護水源。在含5 5m g/L油量的進水條件下, 經過2個蘆葦床裝置后, 去除石油烴的效率在99%以上。大多數情況下 (83%的樣本) 中, 都檢測不到石油烴。經過4個蘆葦床后, 96%的樣本中檢測不到烴。Salmon (1998) 證實, 在100mg/L含油量的進水條件下, 石油烴去除率能達到90%。以下為部分將人工濕地成功應用于油田污水處理的實例。
美國:加利福尼亞州Chevron Richmond煉油廠從1989年開始, 分兩個階段分別建設了兩個12.14hm2大小的濕地工程, 在進行煉油廠污水凈化的同時, 給各種水禽和岸禽類提供了棲息地。Chevron Richmond煉油廠濕地穩定運行的關鍵在于控制污水負荷, 恰當的運行管理是優化穩定運行、提高出水水質和能夠提供生物棲息地的關鍵。
哥倫比亞:Kelt石油公司應用以蘆葦為基礎的根區過濾系統去除采出水中污染物, 蘆葦根區吸收分解污染物, 處理后水用于灌溉稻田。該系統建立在河流眾多、高地下水位、對污水敏感的Casanare草原地區, 得到了生物技術研究和發展公司Tr ans For m的幫助。該公司稱:一年后該系統能去除90%的苯酚污染物, 三年后發揮全部效果, 并且SS、COD、Phenolics都有不同程度的下降。
蘇丹:1/2/4油田污水處理系統中, 油田污水經過一級沉降和降溫池以后進入一個寬125米, 種有6.5萬株蘆葦的植物降解池。處理后的污水經過灌溉池和循環系統, 進入植物種植區被用來灌溉植物, 處理后的污水指標包括CODcr、BOD5、含油量、懸浮物、總溶解鹽量等已經完全符合《世界糧農組織關于農業灌溉水質標準》要求及蘇丹本國農業灌溉水質標準。
巴基斯坦:2003年, 為了推進人工濕地在巴基斯坦工業廢水處理中的應用進程, 開展了一系列評估將人工濕地應用于凈化煉油廢水的可行性研究。在種植了P h r a g m i t e s k a r k a (卡開蘆) 的垂直流濕地進行了一年的處理實驗發現, 最初凈化效率較低, 但隨著植物的生長和生物膜的形成, 凈化效率逐漸提高。
2.2.2 國內進展
國內也在這方面進行了不少相應的探索。
早在20世紀80年代, 吳玉樹、吳振斌、鄭師章等就已經對鳳眼蓮、蘆葦等水生植物對石油化工廢水的凈化能力進行了研究, 研究表明它們對氨氮、酚、芳烴、油及硫化氫均有較明顯的凈化作用。90年代初, 盧顯文等研究發現利用香蒲、菖蒲建立的濕地系統對煉油污水有很好的凈化能力, 指出人工濕地系統是解決煉油廢水深度處理的一種有效途徑。濕地系統對COD的平均去除率為21.0%, 全年對COD平均去除率達31.9%, 且香蒲、菖蒲的凈化效果好于鳳眼蓮。
2000年以后, 國內的應用和研究較之前有了進一步的深入, 有了不少成功將人工濕地在油田應用的實例。
勝利油田樁西采油廠在隔油沉淀池無法使油田污水出水水質達標的基礎上, 因地制宜, 將天然蘆葦濕地改建為蘆葦氧化塘, 對外排污水進行二級處理。蘆葦氧化塘出口水質中主要污染物全部達標, CODcr總去除率為34.05%、石油類去除率85.30%、BOD5去除率78.40%、硫化物去除率99.7%, 揮發酚的去除率為42.05%, 污染物治理效果比較理想。
新大采油廠采用工廠化處理工藝與人工濕地相結合的工藝處理路線, 即氣浮除油+生物氧化+人工濕地處理的處理模式, CO D去除率86.8%, 石油類去除率83.8%。該工藝已被證明系統穩定可行, 具有較強的耐沖擊負荷能力, 出水達標排放。證明人工濕地是一種經濟可靠的二級處理模式。
籍國東等從中試水平對人工濕地對油田污水的凈化效果、機理以及運行參數進行了一系列探索。研究表明, 礦物油向土壤深層遷移對土壤的影響一般不會超過40cm。礦物油對深層濕地土壤理化性質無顯著影響。在遼河油田某采油廠采用自由表面流蘆葦濕地處理超稠油廢水的研究中, 當蘆葦床的水力負荷為3.33cm/d時, 對于超稠油廢水去除率分別為:COD83.18%, 石油類9 4.86%, BO D5 88.3 7%, T N8 8.36%, p H值由7.87降至7.7 7。處理后的超稠油廢水對土壤的污染并不明顯, 對蘆葦的生長和材質指標幾乎沒有影響。在遼河油田某采油廠另一人工潛流濕地由3個面積各為900m2的蘆葦床組成, 平均布水量分布為6m3/d、18m3/d和30m3/d。經潛流濕地處理后污染物分別減少了:COD67.25%~80.77%, BOD580.02%~89.05%, 石油類78.00%~88.45%, TN75.32%~82.43%。兩種人工濕地都表現出出水水質穩定、耐沖擊負荷強, 被認定為是一種經濟有效的油田污水處理方法。
籍國東等的在落地原油的凈化試驗中, 蘆葦濕地對不同施入劑量的落地原油都表現了較好的凈化率, 在試驗運行期內, 蘆葦濕地對礦物油的凈化率高達88%~96%。落地原油一方面抑制蘆葦的葉齡指數和株高生長量, 另一方面又能刺激蘆葦的長粗、增加蘆葦的生物量。冷延慧等的研究表明, 如果濕地水體中石油類污染物的濃度小于3mg·L-1、土壤中石油濃度小于500mg·L-1, 石油會刺激蘆葦的生長。采用蘆葦濕地生態工程凈化落地原油是保護油田開發地區土壤環境和濕地自然保護區的有效方法。
另外, 何良菊等對遼河油田石油污染的土樣進行了細菌的分離、鑒定研究。研究表明, 石油降解菌主要是微球菌 (Micrococcus sp.) 、黃桿菌 (Flavobac-terium sp.) 、假單胞菌 (Pseudomonas sp.) 和無色桿菌 (Achromobacer sp.) , 研究表明該混合菌降解能力比單株菌好。李科德等通過研究認為假單胞桿菌屬 (Pseudomonas) 、產堿桿菌屬 (Alcaligens) 和黃桿菌屬 (Flavobacterium) 都是快生型細菌, 而且大多含有降解質粒, 因此推斷它們在有機污染物的分解代謝中起著十分重要的作用。
3 人工濕地法的優勢及存在問題
3.1 優勢
利用人工濕地處理油田污水符合污水生態處理技術, 即運用生態學原理, 采用工程學方法, 使污水無害化、資源化, 是污水中污染物治理與水資源利用相結合的方法。它能對污水中的水、肥資源加以利用符合循環再生原理和和諧共生原理。
與傳統的污水處理技術相比, 人工濕地具有以下優點: (1) 若設計合理, 其處理穩定、有效、可靠; (2) 投資費用低; (3) 能耗低甚至無能耗, 運行費用便宜; (4) 適宜對與小流量或間歇排放污水的處理; (5) 其外觀優美; (6) 過剩的蘆葦可作為造紙原料創造收益; (7) 還可以作為生物棲息地, 兼具生態效益和景觀效益。
如果把人工濕地和較為常用的微生物處理法的經濟性相比較, 以蘆葦氧化塘為例:蘆葦氧化塘的運行管理費用僅為生物膜法的1/4~1/5, 僅為普通活性污泥工藝的1/4~1/2, 同時, 蘆葦塘系統中每年的蘆葦收獲也具有可觀的經濟效益, 基本可收回每年的人工費用, 因此, 其運行成本更低。
以吉林新大采油廠為例, 工廠采用人工濕地處理采油污水, 與傳統二級生化處理相比較, 盡管占地面積增加100%, 節省一次投資80%、運行費用92%、人工濕地產量20000~30000kg/hm2, 每年濕地可產100t蘆葦, 可以抵消低廉的運行費用。
3.2 問題與策略
(1) 高COD是油田污水的特征之一, 而COD的去除率與植物長勢關系密切。一般在植物生長旺期 (8月) 達到最高, 但如在冬季進入高COD污水, 則出水水質會因為植物的凈化能力減弱而大幅下降。致密的植物可以在冬季寒冷季節起到保溫作用, 減緩濕地處理效率的下降。在華南地區, 盡管濕地植物的生長季節可貫穿全年, 但濕地植物也易受降溫和大風的侵襲形成寒害。
(2) 油田污水溫度高且溶解氧低, 在進入濕地前最好采取降溫增氧措施, 包括降溫明渠、出水回流、曝氣裝置等。
(3) 濕地系統被截留的懸浮物在濕地中存在積累現象。另外還有微生物量的增長, 二者都會使基質層的滲流能力逐漸下降, 最終造成堵塞, 使濕地處理能力下降。同時, 有機物的不斷積累會逐漸向濕地出口移動, 最終影響出水水質。專家建議增加干化期, 使污泥通過堆肥作用自行降解。
(4) 機理的復雜性問題。由于其所涉及機理的復雜性和領域的廣泛性, 雖然有些機理研究已經得到初步的認可, 但是仍有許多問題需要進一步研究。比如, 目前各種污染物的去除反應動力學模型仍未完整地建立起來, 現有的模型基本為一些經驗模型而無法得到廣泛的應用。
(5) 濕地系統投入使用后缺乏長期連續的動態檢測, 不能獲得全面可靠的運行參數。而且對系統的后續運行管理研究不足, 使濕地系統的工作效率下降很快, 正常工作期限縮短。只有加強對人工濕地后續運行、管理優化模式的研究, 才能促進其健康、穩定、持續運行。
(6) 加強對濕地植物和微生物等生物因素的研究, 有助于確定并提高進水負荷。如利用基因工程和生物技術, 篩選超積累、高耐性修復植物和具有特異降解功能的微生物進入處理系統, 構成強化式生態處理系統。
4 展望
人工濕地污水處理技術是一項非常適合我國國情的技術, 在我們這樣地域遼闊、經濟、技術發展水平不高、能源短缺、城鎮環境污染已經相當嚴重的國家, 人工濕地有著極其廣闊的應用前景。盡管人工濕地在油田污水處理方面應用還較少, 技術還不成熟, 需要積累運行管理經驗。作為一種新興的污水生態處理技術, 其高效低耗的優勢不容忽視。就目前而言, 我國的經濟發展水平還很低, 同時存在能源缺乏的問題, 同時, 我國擁有大量的次生蘆葦沼澤, 在這些地區建設蘆葦人工濕地, 不僅不存在占地問題, 而且是沼澤地合理開發利用的一種途徑, 具有較大的環境效益和一定的經濟效益。雖然目前人工濕地技術在我國還一定程度缺乏相應的技術和管理人才, 但是經過不斷的基礎研究和實踐積累, 人工濕地技術將更好地在凈化油田污水方面得到推廣應用。
摘要：油田污水高溫高含烴, 成分復雜, 可生化性差, 普通污水處理法難以達標。人工濕地利用物理、化學和生物的三重協同作用來實現對污水的凈化, 對復雜的油田污水有較強的降解能力。近年來, 國外已有在凈化油田污水上的成功應用。我國部分油田也在嘗試將人工濕地運用于油田污水的凈化, 對人工濕地凈化油田污水的效果進行了研究。綜述了人工濕地處理油田污水的機理以及國內外已有的各個凈化系統取得的處理效果, 提出了當前人工濕地在油田污水凈化中存在的問題和相應的對策。
關鍵詞：人工濕地,油田污水,石油烴,蘆葦
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人工濕地監理細則范文第4篇
1 北方小城鎮污水處理技術現狀與要求
1.1 北方小城鎮污水特點
由于小城鎮污水一般由居民生活、餐飲服務、小型輕工業和手工業生產及公共衛生服務單位排放的污水組成, 水中基本不含重金屬和有毒有害物質, 但懸浮物、氮和磷含量較高。且大部分小城鎮排水系統不完善, 采取明渠排水, 雨水和地下水入滲嚴重, 污水中有機物濃度低。北方小城鎮冬季水溫低, 水量小且波動大。
1.2 北方小城鎮污水處理要求及面臨的問題
污水產生量低;污水水質和水量變化大;冬季水溫低;經濟發展水平較低, 經濟承受能力差;由于處理規模小而造成建設及運行費用過高;日常維護管理技術人員及運行管理經驗嚴重缺乏等。
1.3 北方小城鎮污水處理工藝要求
針對我國北方小城鎮污水產生特點及小城鎮社會經濟發展特點, 北方小城鎮污水處理工藝應滿足以下要求:抗沖擊負荷能力強;造價低、運行費用少、低能耗或無能耗;運行管理簡單, 維護方便。
2 人工濕地處理技術及其在污水處理的應用
應用濕地凈化污水始于20世紀50年代對人工濕地污水凈化的研究始于20世紀70年代末。人工濕地作為一種傳統污水處理技術的替代方案, 越來越受到世界各國的普遍重視。與傳統的污水處理法相比人工濕地具有建設投資低、運行費用少, 操作與維護簡單等優點。這項技術符合我國國情, 尤其適合廣大農村、中小城市的污水處理。
國內外研究人員對人工濕地污水處理系統進行了大量研究。最早在德國建造的潛流式人工濕地, 比較適宜在溫帶地區冬天運行, 其主要優勢是污水在處理過程中被覆蓋起來, 使污水因蒸發和流動造成的能量損失最小。劉紅等人在北京官廳水庫潛流人工濕地系統的試驗研究表明, 冬季在水力負荷率為0.15~0.45m/d時, 高錳酸鹽指數和氨氮的去除效率分別為1 5%和50%。北京市環境科學研究院在北京市延慶沈家營鎮建設了一座200t/d的潛流人工濕地, 進水為預處理后的工業廢水, COD小于200mg/L, 2004年冬季運行顯示COD去除率在64%~77%, 直接運行成本 (不含折舊) 為0.05元/噸。東北地區第一座人工濕地污水處理系統——沈陽市滿堂河人工濕地生活污水處理, 其一級處理由沉淀池和浮動生物床組成, 考慮到凍土層, 濕地深度大于1m, 經過一年的運行, 出水水質穩定達標[9]。
3 人工濕地在我國北方應用前景分析
通過大量的研究和應用推廣, 人工濕地污水處理技術已較為成熟, 相對于傳統工藝更適合在北方小城鎮地區的應用推廣。但是, 在人工濕地系統實際應用過程中暴露出許多問題, 比如易受氣候等條件影響, 易受植物種類影響, 容易產生堵塞, 易受水力和污染負荷的影響。針對人工濕地在北方應用的局限性, 我們需要根據我國北方小城鎮污水處理的特征, 采取濕地保溫、改良微生物及其處理過程、合理選擇濕地植物和基質、減低負荷等措施, 大力推廣, 使其進一步推動我國北方小城鎮可持續發展中發揮積極作用。
4 結論與展望
小城鎮污水處理已經成為下一步我國北方地區污染減排工作的重點之一, 開發經濟、技術可行的處理技術迫在眉睫。人工濕地污水處理技術在北方小城鎮污水處理上所表現出來的優勢, 為我國北方地區小城鎮污水處理提供了一項可行的技術。
摘要：介紹了人工濕地污水處理技術及其應用, 分析了該技術在我國北方小城鎮污水處理中的應用前景。
關鍵詞：小城鎮,人工濕地,應用前景
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