人工濕地堵塞問題的探討
人工濕地是指人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)和建造是通過對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用等優(yōu)化組合來進(jìn)行污(廢)水處理。它一般由人工基質(zhì)和生長在其中的水生植物(如蘆葦、香蒲等)組成，是一個(gè)獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。據(jù)美國環(huán)保局對(duì)100多個(gè)運(yùn)行中人工濕地的調(diào)查，有將近一半的濕地系統(tǒng)在投入使用后的5年內(nèi)出現(xiàn)了堵塞問題，其水力傳導(dǎo)系數(shù)降低，除污效果變差，運(yùn)行壽命縮短。人工濕地的堵塞問題越來越成為其應(yīng)用的障礙，弄清人工濕地堵塞的機(jī)理，探尋相應(yīng)的解決措施和預(yù)防對(duì)策十分必要而迫切。
筆者從人工濕地堵塞機(jī)制和影響因素入手，總結(jié)了國內(nèi)外在本領(lǐng)域的研究進(jìn)展，提出了堵塞的解決措施和預(yù)防對(duì)策，以供借鑒和參考。
1人工濕地的堵塞機(jī)制
堵塞是所有高負(fù)荷污水過濾系統(tǒng)中常見的自然效應(yīng)，其表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先，堵塞層是一個(gè)很好的生物過濾器，能提高濕地系統(tǒng)的處理效率，適度的基質(zhì)孑L隙堵塞可以擴(kuò)大濕地處理系統(tǒng)內(nèi)部的非飽和流動(dòng)區(qū)域，提高處理效果；其次，堵塞會(huì)使?jié)竦氐乃π阅茏儾，從而影響水流路徑，最終影響到濕地的處理效果和運(yùn)行壽命¨。
人工濕地一般由防滲層、基質(zhì)層、腐質(zhì)層和濕地植物等結(jié)構(gòu)單元組成，其堵塞實(shí)質(zhì)上是有效孔隙率減小的過程，長時(shí)間的堵塞會(huì)導(dǎo)致厭氧環(huán)境的產(chǎn)生，加速系統(tǒng)的堵塞。人工濕地堵塞的形成機(jī)制可分為三個(gè)階段：①滲透速率接近開始的運(yùn)行水平，但呈下降趨勢；②滲透速率緩慢穩(wěn)定下降；③基質(zhì)表面間歇滲透直到持續(xù)積水。
在人工濕地的滲透初期，污水中的ss開始在濕地填料表面和孔隙中聚集，堵塞部分填料孔隙，使基質(zhì)層局部的氧化還原電位下降并開始形成厭氧微環(huán)境。氧化還原電位高則反映基質(zhì)層中微生物的氧化能力強(qiáng)，胞外聚合物的蓄積較緩慢；反之，則還原水平高，微生物產(chǎn)生的胞外聚合物在填料孔隙內(nèi)越聚越多，具有很高的堵塞潛能。隨著污水滲透的進(jìn)行，厭氧區(qū)域的基質(zhì)層逐漸趨于還原狀態(tài)，微生物的胞外聚合物不斷積累，進(jìn)一步堵塞了填料孔隙，使厭氧形成過程進(jìn)一步加速。此時(shí)的堵塞稱為暫時(shí)性堵塞。由于細(xì)菌胞外多聚物的高含水性，這種堵塞經(jīng)一段時(shí)間的落干(即濕地不過水而干化)后可以消除。
在堵塞過程的后期，基質(zhì)層的結(jié)構(gòu)特別是土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)被破壞，所形成的細(xì)微粘土粒子與許多淤積的Ss共同組成致密不透水層，胞外聚合物不斷凝聚和吸附不同粒徑的懸浮或膠體狀態(tài)的底物，進(jìn)而形成大粒徑絮團(tuán)狀的累積物，造成有機(jī)物和無機(jī)物共同積累，加速并繼續(xù)堵塞填料孔隙。隨著生物量的增加，進(jìn)水區(qū)的厭氧化程度加劇，有機(jī)固體顆粒的累積加速J，最終在各種因素的綜合作用下，基質(zhì)層的孔隙被完全堵塞，凈化能力消失，此時(shí)形成的堵塞很難再通過落干等操作消除，可以認(rèn)為是一種永久性的堵塞。當(dāng)堵塞現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，水體的有效停留時(shí)問縮短，出現(xiàn)短流或繞流等現(xiàn)象。
詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)查看附件部分：
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
如果需要了解更加詳細(xì)的內(nèi)容，請(qǐng)點(diǎn)擊下載 
201209290838174736.zip
下載該附件請(qǐng)登錄，如果還不是本網(wǎng)會(huì)員，請(qǐng)先注冊(cè)
