湿地 - 废水处理技术

1. 概念：

湿地技术 是通过自然或人工湿地来处理废水的技术。具体来说，是指被水淹没但深度不超过0.6米的土地，这些土地适合香蒲、芦苇和莎草等植物的生长。

由Nanoen设计和建造的湿地废水处理系统，位于Phú Quốc, Kiên Giang的生态农场股份公司

该技术使用植被 (主要是人工植被)来处理废水。通过提供表面积供微生物附着，形成生物膜以执行废水处理功能。植被将有助于过滤和吸附废水成分的过程更有效，同时帮助控制藻类的生长。自然湿地和人工湿地都可以用于废水处理，但使用人工湿地进行处理将带来更优越的效果，因此大多数湿地系统都采用人工形式来处理废水。

由Nanoen设计和建造的湿地废水处理系统，位于Phú Quốc, Kiên Giang的生态农场股份公司

2. 分类：

基于湿地技术的废水处理有两种主要类型：

• 自然湿地：由于自然湿地是废水的接收源，因此排放的水必须达到一定的标准（通常是经过二次处理的废水）。然而，这种形式不被鼓励，因为使用自然湿地作为废水处理区通常会对当地生态造成伤害。

• 人工湿地：使用人为创造的湿地，并设计和运行以利用自然湿地的类似功能来满足人类的需求。根据人工湿地的设计，主要有两种形式：

                      + 垂直流动系统（Horizontal Flow System – HFS）：设计使得进入的废水沿垂直方向流动（从上到下或从下到上）以到达废水排放管道。垂直流动系统可以细分为不同类型，如：有植物的垂直流动或没有植物的垂直流动；从下到上的流动或从上到下的流动。

垂直流动系统

                      + 水平流动系统（Vertical Flow System – VFS）：设计使得进入的废水沿水平方向流动以到达废水排放管道。分为两种类型：表面流动和地下流动。

• 表面流动（Surface Flow）或称为自由水面（Free Water Surface – FWS），包括植被、小岛和适合的植物以及湿地。

• 地下流动系统（Subsurface Flow System – SFS）是水位位于植物根系下方的类型。进出SFS的水管布置使水流形成地表水膜。这些系统的基质主要是自然土壤，底部有粘土防水层。

水平流动系统

3. 处理机制：

人工湿地中污染物的处理机制：

• 人工湿地系统主要通过生物过程（如微生物的代谢活动、植物的吸收等）和其他化学物理过程（如：沉淀、吸附、沉淀等）去除污染物。

• 对于BOD5的处理能力，附着在植物根部、植物茎和落叶上的微生物将负责去除可溶性有机物。微生物的主要氧源来自于大气中的氧扩散到土壤和水中，以及植物从叶子向根部输送氧气。

• 对于悬浮固体的去除能力，所有类型的人工湿地都有极高的去除能力。由于水流静止且浅，只需系统的前端小段就足以去除悬浮固体。

• 对于氮、磷和重金属的去除能力，系统的处理效果因设计而异。

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一些在湿地废水处理系统中应用的水生植物：

• 香根草：这种草处理环境的过程被比喻为一个封闭的循环，有效处理废物而不对环境造成负面影响或不利变化，不需要人类直接干预，成本低，易于获取和简单应用。

香根草

• 芦苇（Typpa）：芦苇的根系在地下横向扩展以繁殖。芦苇的根系群发达，有助于防止土壤侵蚀，通常种植在沼泽中以处理废水，具有很好的吸附能力。

  

芦苇

• 花蕉（Canna）：是一种可以在世界多种气候条件下生存的植物，能够有效处理富含氮和磷的废水，并具有吸附高浓度污染物的能力。

花蕉（Canna）

• 水葱（Cyperus Alternifolius）：水葱是一种生长在潮湿土壤或沼泽中的草，具有较大的生物量增长速度，根系发达。水葱能够很好地吸收氨和砷。

  

水葱

• 水百合（Echinodorus Cordifolius）：水百合是一种喜水植物，根系在水中发达，在水源充足和光照充足的地方生长良好。该植物主要去除废水中的磷和重金属成分。

  

水百合

4. 湿地处理技术的优缺点：

优点：

• 人工湿地促进了可持续使用自然资源，并且是环保的废水处理系统。

• 成本低且不需要高技术。系统主要依赖于太阳能以及生活在湿地的植物和微生物。因此，系统的运行和维护成本低，能耗、原材料和人力消耗少。

• 该系统还能够适应废水流量和污染物浓度的变化。除了废水处理功能外，人工湿地还为野生动物提供栖息地，吸引游客。

缺点：

• 占用较大的建设面积，是传统废水处理系统的4-10倍。

• 某些处理废水能力强的植物可能不适合该地区的地理位置。此外，某些植物引入系统后会扰乱当地生态。

• 某些类型的湿地可能成为害虫、病原体的栖息地，如果管理不当，可能会产生异味。

5. 结论：

位于Phú Quốc, Kiên Giang的湿地项目的实际照片（Nano环境技术建设公司）

基于湿地技术 的废水处理系统是一种环保系统，主要使用自然来源的原材料。该技术能够处理多种废水成分，基于不同的水生植物，确保出水水质，适合与生态模式结合，创造居民区或旅游地点的景观。

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