09 2019年6月09日
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自由液面连续波

自由液面连续波

作者编制的/
eawag(瑞士联邦水生科技学院)
Beat Stauffer (seecon international gmbh)

执行概要

一个自由水表面构造的湿地(也称为自由水表面,FWS)是一系列淹没的种植渠道或盆地。它旨在复制天然湿地,沼泽或沼泽的天然存在的过程。随着水慢慢地流过湿地,颗粒沉淀,病原体被破坏,生物和植物利用营养素。这种类型的构建湿地通常用作次级或三级处理过程后的先进治疗方法。预处理污水中的污水。避免过度积聚的固体和垃圾是必要的化粪池或沼气沉降器。由于开阔的水面,如果没有正确设计,蚊子育种风险是风险。在湿地上生长的植物可用于堆肥或能量生产,流出物可用于水产养殖和灌溉。该系统适用于城市地区的小部分(例如,社区或几个住房或小型行业的分散处理),或者由于所需的土地表面而更适合围城市和农村群落。

优势
美观,为动物提供栖息地
BOD和固体的高还原率;温和的病原体清除
可以用本地可用的材料构建和修理
不需要电能
如果设计和维护得当,没有真正的气味问题
无需化学试剂,工艺稳定
低运营成本
水产养殖能与农业相结合吗
缺点
可能促进蚊子滋生
需要一个大型土地面积
开机时间过长,不能满负荷工作
需要专家设计和建设
需要监督
不太能忍受寒冷的气候

黑水公司灰水Brownwater

灌溉水,处理水

介绍

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人工湿地是家庭(黑水或灰水,在某些情况下也褐水)和/或可生物降解的城市或工业废水的二级处理设施。人工湿地是DEWATS系统的一个处理步骤,甚至可以作为抛光后的三级处理系统活性污泥或者滴滤池植物(Hoffmann等,2010)。在湿地生长的植物可用于堆肥或沼气生产(另见堆肥小规模堆肥大规模或者厌氧消化)。废水,如果符合世卫组织的准则(另见世卫组织2006年):污水排泄物和灰水的安全使用准则体积我卷二世第三卷第四卷)可用于灌溉施肥。不像水平潜流人工湿地,自由水表面构造的湿地允许水流到地上暴露在大气中并指导阳光。随着水慢慢地流过湿地,同时​​物理,化学和生物过程过滤固体,降解有机物并从废水中除去营养素。

未经处理的黑水应进行预处理,以防止固体和垃圾的过量积累。一旦进入池塘,较重的沉积物颗粒就会沉淀下来,这也带走了附着在它们上面的营养物质。植物和它们所支持的微生物群落(在茎和根上)吸收氮和磷等营养物质。化学反应可能使其他元素从废水中沉淀出来。病原体通过自然腐烂、高等生物的捕食、沉降和紫外线照射从水中去除。

虽然水下水下滑是厌氧,但植物根部散发出(释放)氧气进入立即围绕根毛的区域,从而产生复杂的生物和化学活性的环境。

基本上,人工湿地有三种类型。它们根据水流状态分为:

这三种水煤浆可以相互结合混合人工湿地为了利用不同系统的具体优势。

CWS的主要优点之一是自然系统,因此不需要化学品,能源或高科技基础设施。此外,它们很适合与水产养殖或可持续农业(灌溉)结合。

设计注意事项

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在自由表面构造的湿地(也称为表面流动CW或自由水表面CW)中,在地面和植物上方的水流动在盆地底部的沉积层中或漂浮在水中。随着水慢慢地流过湿地,同时​​物理,化学和生物过程过滤固体,降解有机物并从废水中除去营养素。沟道或盆地衬有覆盖着岩石,砾石和土壤的不透水屏障(粘土或地理纺织品),并用本土植被种植(例如,香蒲,芦苇和/或冲动)。湿地充斥着废水,深度为地上10至45厘米。湿地被划分为至少两个独立的流动路径。串联的隔室数取决于治疗目标。自由水表面构造的湿地的效率也取决于水分布在入口处的水平。废水可以用堰或通过分配管中的钻孔进入湿地,以允许其以均匀间隔的间隔进入。

盆地里种植了有利的本地植物。与地下湿地(水平流量或者垂直流),自由表面CW可以植被植被,潜水和浮动植物(Sa'at 2006; Tilley等,2008)。

一个自由水面人工湿地的功能示意图。资料来源:TILLEY等人(2008)“data-entity-type=
一个自由水面人工湿地的功能示意图。来源:Tilley等。(2008)

为了避免堵塞和多余的固体和垃圾堆积,必须进行预处理。废水的预处理将固体物质(如粪便或厨房泔水)以及油脂或油从液体中分离出来。视情况而定,有多种可能,例如隔油池、化粪池沼气定居者厌氧困惑反应堆Imhoff坦克UASB反应器,或堆肥过滤器(Hoffmann等人2010)。

经过预处理的废水通过堰或分配管道进入水池。它在整个宽度上的分布对处理效果很重要。一旦进入池塘,废水缓慢地流过水池,较重的沉淀物颗粒会沉淀下来,也会带走附着在颗粒上的营养物质。植物和它们所支持的微生物群落(在茎和根上)吸收氮和磷等营养物质。化学反应可能使其他元素从废水中沉淀出来。病原体通过自然腐烂、高等生物的捕食、沉降和紫外线照射从水中去除。虽然水下面的土层是厌氧的,但植物的根释放氧气到根毛周围的区域,从而创造了一个复杂的生物和化学活动的环境(TILLEY et al. 2008)。

植物的自由水面流人工湿地。Source Sa'at(2006)            “data-entity-type=
植物的自由水面流人工湿地。Source Sa'at(2006)

自由表面CW通常需要比地下系统更多的表面(例如,a水平流量或者垂直流湿地)。这是因为地下系统中的多孔地下过滤介质提供了用于治疗活动的更大接触区域。因此,与地下过滤器相比,自由表面湿地设计成相同的废水量更大(SA'AT 2006)。

健康方面/验收

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开放式表面可以充当蚊子的潜在养殖场。然而,良好的设计和维护可以防止这一点(例如,适当的预处理,在Walton 2003中阅读更多信息)。

自由水面人工湿地通常很美观,特别是当它们与已有的自然区域相结合时。因此,它们可以在处理过程之外提供野生动物栖息地。

应注意防止人们接触废水,因为可能传播疾病(TILLEY等人,2008年;SA 'AT 2006)和深水溺水的危险。

在检查和排空期间,最大的健康风险来自预处理设施中的沉降废水。适当的排空过程(人类的或者机动)可以降低健康风险(TILLEY et al. 2008)。之后,污泥也必须正确处理,例如在干燥床或者堆肥设施

费用考虑因素

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人工湿地的资本成本高度依赖于沙子的成本,因为河床必须用沙子填满,以及土地的成本(HOFFMANN et al. 2010)。处理过程的财务决策不应主要基于资本成本,而应基于净现值或全寿命成本,其中包括运营和维护的年度成本(HOFFMANN等,2010年)。

与其他密集型(高速)有氧治疗方案相比(例如活性污泥),人工湿地是自然系统,发挥着广泛的作用。这意味着治疗可能需要更多的土地和时间,但由于操作成本较低,成本是安全的,不需要或只需要很少的电能,操作人员可以来自社区(低技能人员)受过培训。这也意味着不需要复杂的设备,昂贵的零件或化学品(GAUSS 2008)。根据HOFFMANN等人(2010)的说法,人工湿地通常比高速率的需氧植物建造成本更低,但对于大型植物来说,它们通常在资本成本方面更昂贵。

在土地便宜的地区,超过10000 PE的大型处理厂,自由水面和废物稳定池塘比水平地下流人工湿地的投资成本更低(水平的垂直的)。地表流人工湿地的维护和修复费用也比地下系统低。另一方面,如果土地面积不可用或地价高,大的表面可能是一个很大的劣势(SA 'AT 2006)。

操作和维护

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一般而言,建造湿地的O&M要求相对简单(无高科技设备或化学添加剂),允许社区组织或私人小型企业家在足够的能力建设和技术支持之后管理系统(Gause 2008)。

定期维护应确保水不会因掉落的树枝、垃圾或海狸水坝堵塞湿地出水口而短路或倒流。植被可能需要定期修剪或修剪稀疏。一般来说,自由地表连续油管比地下系统更容易控制。另一方面,它们对低温的耐受性不强,如果操作和维护不当,可能会出现气味和蚊子问题。许多系统存在堵塞和意外表面流的问题(SA’at 2006)。

运维工作的一个重要部分,是排空预处理设施(例如:化粪池)。这应该以适当和安全的方式进行(见人力排空和运输机动排空和运输)。也可以有时改变构造的湿地的过滤床。旧材料,充满地球和有机物,可以直接用作土壤修正或首先堆肥,类似于a种干燥床

乍看上去

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工作原理

经过预处理的废水通过堰或分配管道进入水池。一旦进入池塘,较重的沉积物颗粒就会沉淀下来,也会带走附着在颗粒上的营养物质。植物及其所支持的微生物群落(在茎和根上)吸收氮和磷等营养物质(TILLEY等,2008年)。

能力/充分性

根据水量和大小的不同,湿地可以适合城市的小区域,也可以更适合城市周边和农村社区(TILLEY等,2008年)。

性能

自由水表面流动CW可以达到悬浮固体的高温,中度除去病原体,营养素和其他污染物如重金属磷(Tilley等,2008)。

成本

与其他CW系统相比,地面成本高(需要大地面),运维成本低

自助的兼容性

由受过训练但技能不高的工人进行运维,大部分建筑材料在当地可用。施工需要专家设计。

运营管理

排空预先沉淀的污泥,清除多余的植被,清洗进口/出口系统。

可靠性

如果废水经过正确的预处理,它是一种非常可靠的技术。

主要优势

不需要电力,可以用当地材料建造

主要弱点

需要高永久空间,以及广泛的建筑。它可以产生蚊子养殖和气味问题。

适用性

自由水表面构造的湿地可以达到悬浮固体的高度去除,并中度除去病原体,营养素和其他污染物,如重金属。该技术能够耐受可变水平和营养载荷。植物将水中的溶解氧从阴影中限制在水中及其对风的缓冲;因此,这种类型的湿地仅适用于低强度废水。这也使其适当,只有在遵循某种类型的主要处理以降低BOD时。主要治疗,如化粪池厌氧困惑反应堆imhoff坦克沼气定居者UASB反应器,或堆肥过滤器最适合降低BOD,防止人工湿地堵塞。由于人类暴露于病原体的可能性,这项技术很少用作二次治疗。通常,它用于抛光已经过二级处理的污水,或用于雨水保留和处理。

自由水面湿地是一个很好的选择,因为土地是便宜和可用的。根据水量和湿地相应的面积需求,它可以适用于城市的小区域,也可以适用于城市周边和农村社区。对于已经拥有初级治疗设施的社区来说,这是一项很好的治疗技术。在这种情况下,混合人工湿地可能与asolids-free下水道系统

这项技术最适合温暖的气候,但可以旨在忍受一些冻结和低生物活性的时期。来自植物的阴影和风混合的保护是限制水中的溶解氧。

构造的湿地是天然系统,不需要电能(除非泵),也不需要化学品,尽管湿地需要在其生命期间需要一些维护。土地便宜且可用的地方,只要社区组织足够彻底计划并维持生命期间的湿地,就是一个好的选择。

人工湿地可以与水产养殖和农业(灌溉)相结合,有助于优化当地的水和营养循环。

媒体PPT
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