生态污水净化处理技术（水污染控制技术）

生态污水净化处理技术人工湿地技术人工湿地技术湿地湿地是地球上一种重要的生态系统。它处于陆地生态系统（如森林和草地）与水生生态系统（如深水湖和海洋）之间，陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带。人工湿地技术地球的“肾”若尔盖湿地（四川省阿坝）三江平原湿地(黑龙江)人工湿地技术地球的“肾”黄河三角洲(山东)辽河三角洲湿地（渤海辽东湾）人工湿地人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行废水处理的。人工湿地技术应用我国1987年（“七五”）建立了第一个人工湿地系统。近10年来，人工湿地技术在我国被广泛应用于农业面源污染控制及生活污水、垃圾场渗滤液、采油废水、啤酒废水、制浆造纸废水等的处理，还可以用来改善饮用水源水质、净化富营养化水。人工湿地技术案例：人工湿地技术成都活水公园北京官厅水库滇池边人工湿地人工湿地技术特点优点：投资费用低，建设、运行成本低；处理过程能耗低；污水处理效果稳定可靠；污水处理系统的组合具有多样性和针对性等优点；良好的景观效应；可持续的经济效益；运行管理简单。缺点：受气候条件限制较大；设计，运行参数不精确；占地面积相对较大；容易产生淤积、饱和现象；对恶劣气候条件抵御能力弱；净化能力受作物生长成熟程度的影响大；此外，可能需要控制蚊蝇孳生。人工湿地技术组成绝大多数人工湿地由五部分构成：基质具有透水性，如土壤、砂、砾石水体（在基质表面上或下流动的水）植物适于在饱和水和厌氧基质中生长，如芦苇，水葫芦等无脊椎或脊椎动物好氧或厌氧微生物种群净化机理人工湿地具有独特而复杂的净化机理，利用基质—微生物—植物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化。人工湿地技术净化机理湿地基质的过滤吸附作用人工湿地技术污水中的固体颗粒直接碰到基质颗粒表面被吸附拦截；湿地床体长时间处于浸水状态，床体很多区域内基质形成土壤胶体，具有很强的截留和吸附性能；物理过滤和吸附作用是湿地系统对污水中的污染物进行拦截从而达到净化污水的目的的重要途径之一。净化机理湿地植物的作用人工湿地技术湿地植物直接吸收污水中的营养物质。植物根系吸附和富集重金属及有毒有害物质。植物为微生物的吸附生长提供了更大的表面积。植物的根系是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。净化机理湿地微生物的作用人工湿地技术湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。净化机理其他生物作用人工湿地技术湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。人工湿地技术污染物去除悬浮物（SS）的去除去除区域：进口处5～10cm内完成机理：基质层的填料植物的根、茎腐殖层“过滤、拦截”作用SS去除效率高低，取决于污水同植物与填料的接触程度人工湿地技术污染物去除有机物的去除微生物降解：兼性细菌；厌氧细菌；好氧细菌有机物颗粒的沉淀、过滤人工湿地技术污染物去除氮的去除植物吸收及其收获而去除有机基质的吸附和阳离子交换作用氨的挥发硝化－反硝化作用——其中微生物的硝化－反硝化作用是脱氮的主要过程——其中氧的供应和碳源数量与质量是限制性因子人工湿地技术污染物去除磷的去除微生物正常的同化或植物的吸收作用；聚磷菌的过量摄P作用；基质的物理化合作用。人工湿地技术污染物去除重金属离子的去除去除途径：植物吸收和微生物富集作用土壤胶体颗粒的吸附作用（离子交换）与S2-形成硫化物沉淀问题：存在富集而饱和的问题新增重金属离子对微生物种群的胁迫作用生态污水净化处理技术人工湿地系统人工湿地系统人工湿地处理系统人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。通过合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动物、金属离子和其他物质处理达到二级和高级处理水平。预处理主要去除粗颗粒和降低有机负荷。构筑物包括双层沉淀池、化粪池、稳定塘或初沉池。人工湿地中的流态采用推流式、回流式、阶梯进水或综合式。人工湿地系统人工湿地处理系统的性能人工湿地污水处理系统主要由植物、微生物、基质、水体及动物组成,各组成成分分别起着不同的作用,并且相互协同,使得整个湿地生态系统平衡运转,发挥良好的净化功能。人工湿地系统人工湿地处理系统的种类根据布水方式和水的流动方式不同进行划分：B水平潜流人工湿地SSFWC垂直潜流人工湿地VFWA表面流人工湿地SFW人工湿地系统表面流人工湿地湿地表面布水，维持一定水层厚度；水流呈推流式前进，整个湿地表面形成地表水流；人工湿地系统表面流人工湿地特点：造价低；操作简单，运行费用低；占地面积大，水力负荷小；净化能力有限；受气候影响大；易滋生蚊蝇。人工湿地系统水平潜流人工湿地污水在湿地床的表面下经水平方向渗滤流动；通过植物传输到根际的氧气有助于污水的好氧处理。可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料进行土壤的物理、化学和土壤微生物的生化作用等，提高处理效果和处理能力；由于水流在地表下流动，保温性好，处理效果，且卫生条件较好；人工湿地系统水平潜流人工湿地人工湿地系统垂直流人工湿地水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排出，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出，使水得以净化。床体处于不同的溶解氧状态，有利于进行硝化-反硝化脱氮。人工湿地系统垂直流人工湿地人工湿地系统垂直流人工湿地出水人工湿地系统存在问题温度问题占地面积问题出水污染物浓度回升问题堵塞问题生态污水净化处理技术稳定塘技术稳定塘技术概述稳定塘又名氧化塘或生物塘。稳定塘对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似，是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。稳定塘多用于小型污水处理，可用作一级处理、二级处理，也可用作三级处理。稳定塘技术种类按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等划分为：厌氧塘兼性塘好氧塘曝气塘深度处理塘稳定塘技术特点优点：基建投资低

当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作为稳定塘时，稳定塘系统的基建投资低。运行管理简单经济

稳定塘运行管理简单，动力消耗低，运行费用较低，约为传统二级处理厂的1/3~1/5。可进行综合利用

实现污水资源化，如将稳定塘出水用于农业灌溉，充分利用污水的水肥资源；养殖水生动物和植物，组成多级食物链的复合生态系统。稳定塘技术特点缺点：占地面积大没有空闲余地时不宜采用。处理效果受气候影响如季节、气温、光照、降雨等自然因素都影响稳定塘的处理效果。设计不当时，可能形成二次污染如污染地下水、产生臭气和滋生蚊蝇等。稳定塘技术好氧塘完全依靠藻类光合作用和塘表面风力搅动自然富氧供氧，使塘内污染物在有氧状态下被净化。分类：高负荷好氧塘

这类塘设置在处理系统的前部，目的是处理污水和产生藻类。特点是塘的水深较浅，水力停留时间较短，有机负荷高。普通好氧塘

这类塘用于处理污水，起二级处理作用。特点是有机负荷较高，塘的水深较高负荷好氧塘大，水力停留时间较长。深度处理好氧塘

深度处理好氧塘设置在塘处理系统的后部或二级处理系统之后，作为深度处理设施。特点是有机负荷较低，塘的水深较高负荷好氧塘大。稳定塘技术好氧塘工作原理塘内存在着菌、藻和原生动物的共生系统。塘内的藻类进行光合作用，释放出氧。塘表面的好氧型异养细菌利用水中的氧，通过好氧代谢氧化分解有机污染物并合成本身的细胞质（细胞增殖），其代谢产物CO2则是藻类光合作用的碳源。稳定塘技术好氧塘工作原理稳定塘技术兼性塘上层有氧，下层无氧的条件下净化污水的稳定塘，是最常用的塘型。常用于处理小城镇原污水及中小城市污水处理厂一级沉淀处理后的出水或二级生物处理后的出水；也可用于工业废水的二级处理塘使用。运行效果取决于藻类光合作用产氧量和塘表面复氧情况。稳定塘技术兼性塘工作原理好氧区对有机污染物的净化机理与好氧塘相同，好氧微生物利用光合作用及表面复氧产生的O2降解污染物。兼性区的塘水溶解氧较低。异养型兼性细菌利用水中的溶解氧氧化分解有机污染物，也能在无分子氧条件下，以NO3、CO2作为电子受体进行无氧代谢。厌氧区无溶解氧。污泥层中的有机质被厌氧微生物分解，包括酸发酵和甲烷发酵两个过程。发酵过程中未被甲烷化的中间产物进入塘的上、中层，由好氧菌和兼性菌继续进行降解。而CO2、NH3等代谢产物进入好氧层，部分逸出水面，部分参与藻类的光合作用。稳定塘技术兼性塘工作原理兼性塘不仅可去除一般的有机污染物，还可以有效地去除磷、氮等营养物质和某些难降解的有机污染物。稳定塘技术厌氧塘面积小、深度大；在无氧状态下净化污水的稳定塘；有机负荷高、以厌氧反应为主；常用于预处理设施及高温高浓度的污水。稳定塘技术厌氧塘工作原理厌氧塘对有机污染物的降解，与所有的厌氧生物处理设备相同，是由两类厌氧菌通过产酸发酵和甲烷发酵两阶段来完成的。即先由兼性厌氧产酸菌将复杂的有机物水解、转化为简单的有机物(如有机酸、醇、醛等)，再由绝对厌氧菌（甲烷菌）将有机酸转化为甲烷和二氧化碳等。由于甲烷菌的世代时间长，增殖速度慢，且对溶解氧和pH敏感，因此厌氧塘的设计和运行，必须以甲烷发酵阶段的要求作为控制条件，控制有机污染物的投配率，以保持产酸菌和甲烷