2019年4月16日

垂直流动构造湿地(VFCW)

作者/编译
Fabio Masi(Iridra S.R.L.)
Riccardo Bresciani(Iridra S.R.L.)

执行摘要

VFCWs是家庭、城市和工业废水的二级和/或三级处理设施。预处理废水间歇式分布在整个表面,垂直流经过滤介质。植物的作用虽不如水平流人工湿地重要,但仍能提高湿地的生态性能,特别是长期来看。有机通过过滤和主要的微生物降解以有氧条件的过滤除去物质,铵和悬浮固体。

优势
高效除去有机质,营养和病原体。
低O&M成本和过程稳定性。
没有高科技成分或化学添加剂。
自然过程和能源的利用。
缺点
需要永久空间 - 高足迹。
需要专家的设计和监督。
预防堵塞所需的预处理(FRB除外)。
低硝化和消毒性能。

该事实表的内容是Indo-Europleit项目Nawatech-“天然水系统和处理技术,以应对印度城市化地区的水资源短缺”,由EC和DST - 印度共同资助。

设计与施工原则

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垂直流动建造湿地

水煤浆中的水通过吸附、沉淀、过滤等生物和物理过程相结合的方式进行处理(HOFFMANN et al. 2011)。VFCWs在去除悬浮物和碳以及硝化作用方面特别有效,而反硝化作用则有限。预处理废水通过管道系统分布在整个床层表面以上,由泵或无能量虹吸装置供油,间歇短期负荷间隔(4 ~ 12剂/天),长时间休息(2 ~ 6 h);废水以垂直路径流过多孔介质,直到到达底部连接到出口人孔的排水系统。

通常填充媒体由砂层的至少50厘米,与一个额外的排水层15 - 20厘米粗砂砾在底部,之间的一个过渡层砂和10 - 15厘米,粗砂砾,10 - 20厘米的细砾石床的顶部,以确保适当的砂层均匀分布。总高度一般在0.8-1.2 m左右。为了避免湿地堵塞,预处理是必要的,除了“法国系统”垂直流床(FRB),用于处理原始废水,没有任何一级处理和产生一级污泥。法国系统由两个阶段组成,共2-2.5 m²/PE (MOLLE et al. 2005)。在这里,污泥堆积在第一阶段的顶部,填充物有不同的层数和粒度分布。

在VFCWs和FRB的盆是防水的塑料衬垫和种植合适的植物。奥地利开发了一种两级VF系统,可将占地面积减少到2 m²/PE (LANGERGRABER et al. 2010)。在寒冷气候条件下,液压加载速率不应超过100-120毫米/天(DWA 2006)。BOD的减少5.约为90-99%,对于TSS为90%至99%,对于大约30%(Ridderstolpe 2004)和Fc是大约1-2个原木(Morel和Diener 2006)。

操作和维护

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VFCW的O&M要求相对简单,可以由不熟练的劳动力进行(没有高科技组件或化学品)。该维护包括在主要处理单元(FRB)中的期间污泥和浮渣控制和排空,植物收获(可用作能量生产的生物量,或作为热和声学绝缘的建筑材料),确保堵塞不会发生堵塞床(VF床在阳光明媚的干燥季节两三周后,休息时间恢复良好),并在排出的水中取样。对于FRB,必须在大约10年的频率下除去在第一阶段的表面上显影和增加的有机层(该有机物与初级污泥不相似,而是堆肥和脱水如果没有受重金属或持久性有机物污染的话,可以用作土壤调节剂的污泥)。

成本考虑因素

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VFCWs的变现成本在50-110欧元/百万之间2根据设计,国家,该地区的合适材料的可用性(即填充介质和防水衬垫)和劳动力成本。预处理单元和管道连接的价格必须添加到上述成本中。填充媒体构成总投资成本的30-50%。WSP(2008)报告2,100卢比的费用2(50美元/米2)对于垂直流动床而言,发达国家的维护成本在10-15欧元的范围内,在发展中国家,这一成本在2-8€/ PE的范围内。尼泊尔的平均O&M成本约为0.5-2美元/ m2(联合国人居署2008)。

欧洲和世界其他城市的经验

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与其他CW相比,VFCW的影响较小,并且还需要较少的土地,因此它们主要用于北欧国家(奥地利,丹麦,法国,德国和英国)(Kadlec&Wallace 2009)。此外,垂直流动系统更适合于管理液压和有机载荷的波动。在摩尔多瓦的奥尔河,次要待遇世界上最大的CW是在实现的:2012年初的建设开始,由世界银行创立。城市废水将被预先处理,然后由四条平行线形成的“法国CW系统”处理,每个阶段组成的两个阶段,首先是RBF和第二个正常的VF床;最后水将选择应急消毒治疗,然后将其排放到Raut河上。

该厂设计的平均流量为4,600米3.预计2020年/d(2010年测量流量为2100 m3./d),占地4公顷(VFB床1.8公顷,VF床1.7公顷)。法国的系统已经使用了20多年,在法国大约有1000台这种类型的水煤炉在运行(MOLLE等人,2005年)。目前,在德国、葡萄牙、西班牙(HOFFMANN et al. 2011)和奥地利(LANGERGRABER & HABERL 2012),已有数千座常规VF电厂在使用(超过10万台,主要用于家庭)。

在印度的经验

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尽管CWs由于其低成本和易于维护,在发展中国家,特别是在小型农村社区有很强的应用潜力,但这些系统在印度并没有得到广泛使用,这是由于缺乏认识和在当地基础上开发技术的当地专门知识。

BORKAR & MAHATME(2011)研究了Amba Nala废水的VF CW。实验用塑料制成的人工湿地试验模型,并包含在一个圆柱体直径23厘米,高45厘米从上面装满了15厘米的土壤媒体(黑棉土和砂土),5厘米的砂层,一层土工布和两层砾石,10厘米深(16毫米Ø)和15厘米深(31.5毫米Ø)。实验比较了一个没有植物的系统和一个有植物的系统Typha Orientalis.:具有黑色棉花土的种植的系统在BOD和COD减少方面具有较好的结果(分别为植物覆盖的CW和86%和63%的59%和53%)。

在钦奈安娜大学实现了试点规模CW单位,研究了VF床去除重金属(镍)的容量;细胞用砾石和沙子填充并种植Arundo donax,显示从7-8 mg / L的初始浓度去除70-75%的镍(Sivaraman等,2011)。

在尼泊尔,由于各种非政府组织和联合国合作服务的努力,为各种类型的废水意识到了几个CW(如在Un-Habitat 2008中报道)。报告的VF CWS的例子是:

  • 合并实验室和国内废水处理(Enpho.), 15 m的小VF床2自2002年以来的7 PE运行;
  • 灰水处理(私人住宅),有点6米28 PE的VF床铺用芦苇Karka和Canna Latifolia允许重复使用园艺。

如需更多资料,请浏览:垂直流连续波

导致这些结果的研究获得了欧盟第七框架计划([FP7/2007-2013])的资助,根据拨款协议N°[308336]和英国科学技术部印度政府DS.O DST / IMRCD / Nawatech / 2012 /(G)。

库引用

垂直流人工湿地处理污水

水是创造和发展健康生活的最重要因素之一。家庭、机构和工业对未经处理的废水的随意处理正在发展中国家许多城市地区造成水体严重恶化。有几种方法来处理城市污水的预期用途。其中一种处理方法是人工湿地。人工湿地已被证明是传统污水处理技术的有效和可持续选择。本研究利用所构建的模型研究了含植物和不含植物时Amba Nala局部出水的pH、DO、TS、BOD、COD等特性。

Borkar,R.P.;Mahatme,P.S.(2011):垂直流动建造湿地的废水处理。在:国际环境科学杂志:第2卷,590-603。URL.[访问:04.05.2013]

Arbeitsblatt DWA-A 262:我们的生活很美好,我们的生活很美好,我们的生活很美好

IM JAHR 1998帽子DIE ATV-DVK ORSTMALIGBEMESUNGSVORGABENFÜRBEPFLANZTEBODENFILTERin Form Eines ArbeitsblattesVeröffentlicht。die seither gesambelten praxiserfahrungen gezegen gezegen,dass der Vorbehandlung EinGrößererStellenwerteinzuräumenistundemflächenbemessungnachden bshergen vorgaben vorgaben andziChend战争。在Der Vorliegenden Neufassung des Arbeitsblattes DWA-A 262 Finden Die Aktuellen ErkenntnisseBerücksichtigung。

DWA (2006): Arbeitsblatt DWA- a 262: Grundsaetze fuer Bemessung, Bau and Betrieb in the Pflanzenklaeranlagen麻省理工学院,Bodenfiltern zur biologisen Reinigung kommunalassers。德国邮政协会:德国邮政协会、德国邮政协会和德国邮政协会

语言:德语

构建湿地的技术回顾

该出版物旨在帮助在发展中国家传播关于潜流人工湿地技术的认识和知识。人工湿地(CWs)可以作为分散式污水处理系统的一部分,因为其“强大”、“低技术”的性质,没有或只有很少的活动部件(泵)和相对较低的操作要求。水煤浆可用于处理生活和城市污水或污水,在许多生态卫生概念中发挥着重要作用。

HOFFMANN, H. PLATZER, C. WINKER, M. MUENCH, E. von GIZ(2011):人工湿地技术综述。潜流人工湿地用于污水和生活污水的处理。德国国际机械制造有限公司(GIZ)URL.[访问:01.06.2019]

处理湿地。第2版

这本书可以帮助你做出有关湿地设计的明智决定。

陈晓华(2009):污水处理湿地,第2版。博卡拉顿:CRC出版社,泰勒和弗朗西斯集团URL.[访问:09.06.2019]

在奥地利建造的湿地技术

本文试图举办奥地利CWS使用的发展历史概述,描述了当前的实践和讨论新的发展。

Langergraber,G.;Haberl,R。(2012):奥地利的湿地技术。历史,现行实践和新发展。在:科学eaux和Territoires:第9卷,32-34。URL.[访问:26.03.2015]

不同负荷情况下单级和两级垂直流人工湿地系统的比较

已知构造的湿地(CWS)是稳健的废水处理系统,因此非常适合小型村庄和单一家庭。当需要硝化时,垂直流动(VF)CW被广泛使用。根据欧洲标准EN 12566-3所述的小型废水处理厂的标准化测试程序,该贡献比较了单级VF CW和两级VF CW系统的行为和治疗效率。

Langergraber,G.;按下,A;LEROCH,K。;Rohrhofer,R.;Haberl,R。(2010):单级和两级垂直流量的比较构造了不同负荷情景的湿地系统。:水科学和技术:第61卷,1341-1348。URL.[访问:26.03.2015]

如何用人工湿地处理原污水:法国系统综述

在过去的20年里,法国垂直流人工湿地处理原废水的发展被证明是非常成功的。鉴于此,我们对80多家工厂进行了调查,以研究它们的性能,并在必要时纠正设计。本研究表明,该系统在满足低出水COD、SS和硝化作用目标方面表现良好。

麦卢,P.;Lienhard,A;Boutin,C.;Merlin,G.;IWEMA,A.(2005):如何用构造的湿地对待生原料污水:法国系统的概述。在:水科学和技术:第51卷,11-21。URL.[访问:26.03.2015]

低收入和中等收入国家的灰水管理,审查家庭或社区的不同治疗系统

本报告编制了低中和中等收入国家的家庭和邻居水平的灰尘管理国际经验。The documented systems, which vary significantly in terms of complexity, performance and costs, range from simple systems for single-house applications (e.g. local infiltration or garden irrigation) to rather complex treatment trains for neighbourhoods (e.g. series of vertical and horizontal-flow planted soil filters).

莫雷尔,A. DIENER, S.(2006):中低收入国家的灰水管理,对不同家庭或社区处理系统的审查。(= SANDEC第14/06号报告)。Duebendorf:瑞士联邦水科学研究所(EAWAG),发展中国家水和卫生部门(SANDEC)URL.[访问:27.05.2019]

Greywater管理介绍

该报告在成功的Greywater管理中提供了对主要组成部分的全面描述。给出了用于设计和尺寸的治疗系统的建议。

RIDDERSTOLPE, P.(2004):污水管理导论。(= EcoSanRes出版系列,2004-4报告)。斯德哥尔摩:斯德哥尔摩环境研究所,EcoSanRes项目URL.[访问:19.05.2010]

可行性研究,用于重用构建的湿地处理含有地下水的模拟镍

近几十年来,人工湿地被认为是处理生活和工业废水的低成本选择。废水中有毒重金属的存在是一个有问题的问题,因为这些重金属有可能在处理系统中积累。因此,重金属对人工湿地的效率有很大的影响。因此,提出了长期使用人工湿地作为处理系统的可行性研究。

Sivaraman,C.;Arulazhagan,P。;Walther,D.;Vasudevan,N。(2011):可行性研究,用于处理含有地下水模拟镍的构建湿地。in:Universal Chinabal of Environal Resalion和Technology:第1卷,293-300。URL.[访问:04.05.2013]

建造湿地手册

本手册已准备好作为构造湿地的设计,施工,运营和维护的一般指南,用于治疗家庭废水,以及污泥干燥构建湿地设计的介绍。

联合国人居署(2008年):建于湿地手册。加德满都:联合国人居署,亚洲城市计划的水URL.[访问:15.02.2012]
进一步读物

构造的湿地:一个有前景的小型地区的废水处理系统。拉丁美洲的经验

本报告概述了人工湿地如何作为天然废水处理系统。特别关注地下水平流- a型技术,该技术简单、性能可靠、运行维护要求低,对中小社区具有很大潜力。如果采取额外的健康和环境保护措施,该湿地减少病原体的能力使出水适合某些作物的灌溉。本报告介绍了中南美洲人工湿地项目的几个经验:尼加拉瓜的一个全面试验工厂,萨尔瓦多的一个社区管理的人工湿地项目,以及哥伦比亚、巴西和秘鲁的其他系统。

Gauss,M. WSP(2008):建造湿地:用于小型地区的有希望的废水处理系统。拉丁美洲的经历。华盛顿D.C:世界银行URL.[访问:12.12.2011]

天然水系统和治疗技术的纲要,以应对印度城市化地区的水资源短缺

Nawatech Technologies的纲要提供了适当的水和废水技术,可以实现印度城市的可持续水资源。基于分散的方法,它旨在作为负责印度城市情景中的可持续水系统的水专业人员的参考。

Barreto Dillon,L.;Doyle,L.;Langergraber,G.;Satish,S。;Pophali,G.(2013):天然水系统和治疗技术的纲要,以应对印度城市化地区的水资源短缺。柏林:EPUBLI GmbHURL.[访问:11.12.2015]

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