人工湿地技术与污泥干化床相结合,便构成了新的污泥处理系统。该系统中常用的湿地植物为芦苇,因此该技术多被称为“污泥干化芦苇床”。该技术的大量研究和实践来源于国外。从20世纪80年代开始,人工湿地技术开始在欧洲应用于污泥的脱水和稳定。

人工湿地污泥处理技术效果如何?-国投盛世

在利用人工湿地处理污泥系统中,湿地植物实际上是生存在逆境环境中,其生长要承受来自污泥中有毒有害物质的不利影响。芦苇可以向根系传递氧,在根系附近形成微氧环境,并因而减弱污泥中厌氧环境产生的物理和化学危害,因此,通常选择耐污植物芦苇作为湿地植物。同时,污泥中营养物质丰富,含有氮、磷、钾等营养元素和植物生长所必需的微量元素,这些元素可以有效地促进芦苇的生长。芦苇生长过程中吸收和转化污泥中的各类物质;根系分泌物为根系附近微生物提供了可利用的碳源,提高了微生物多样性;根系释放氧气形成了局部微氧环境,激发了好氧微生物活性,促进了污泥的矿化作用。这些因素协同作用,促发了污泥的稳定和无害化。

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在系统运行期间,芦苇床中污泥层高度的增长速度相对稳定。当接近系统处理能力时,最后有数月到一年的间歇期,系统停止进泥,污泥进入自然稳定期,目的是进一步稳定污泥,提高最终污泥产品的矿化程度,降低污泥含水率。最后将污泥从芦苇床中清空。但是,在清除污泥时,预留部分底层污泥,保留芦苇根系,以便在下一个运行周期中芦苇可以快速恢复。

人工湿地污泥处理技术的主要功能之一就是将液态污泥转变为固态污泥,污泥中固体含量越高,污泥体积越小,后续处置费用就越低。因此,在相关研究中,针对污泥脱水的研究较多。表1列举了几个人工湿地污泥处理系统中的污泥脱水效果。

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间歇期过短问题。有些系统的所有芦苇床连续运行,即使将污泥中的水分排出,污泥干化也不充分,运行一段时间后将出现严重的排水问题。足够长的间歇期对床体表面污泥产生龟裂很重要,而间歇期的长短与天气情况有直接关系。在系统运行初期,负荷期可以相对短一些,但间歇期要长,可以是几天甚至几周时间。而且,随着系统运行时间的延长,积累污泥层变厚,间歇期会更长。

污水处理厂产生的剩余污泥可在人工湿地污泥处理系统中得到很好的稳定,这一方法与传统的污泥处理技术相比有很多优势。在脱水和稳定过程中,污泥中的有机质大部分得到矿化,从而减小了污泥的体积,提高了污泥的质量。该方法无需使用化学药剂,且能耗和运行费用较低。最后得到的稳定化污泥产品可在农田中安全使用。