生活污水特征污染物主要為?N、P、BOD、COD、動植物食用油和纖維素等,其中COD、BOD5、TN、TP?的質量濃度分別可達到100~300、50~130、8~40、1~5 mg·L-1。污水的有機污染物濃度較高,可生化性較強。人工濕地是通過人工模擬自然濕地的結構和功能而設計和建造的濕地。人工濕地主要由基質、植物、微生物等組成,它充分利用物理、化學和生物的三重協(xié)同作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等作用來實現(xiàn)對污水的高效凈化。研究表明,在進水濃度較低的情況下,人工濕地對BOD5的去除率可達?85%~95%,對?COD?的去除率可大于80%。人工濕地以其去污效果好、建造運營成本低廉、操作與管理簡便等優(yōu)點,在世界范圍內正越來越多地被用于生活污水的處理。
人工濕地中的基質一般由沸石、土壤、細砂、粗砂、礫石、碎瓦片、粉煤灰、泥炭、頁巖、鋁礬土、膨潤土等其中一種或幾種所構成。基質在濕地中的作用主要包括:為植物和微生物提供生長介質,通過沉淀、過濾和吸附等作用直接去除污染物等。基質對污染物的截留有利于后續(xù)植物和微生物作用的充分發(fā)揮,由于基質的理化性狀影響人工濕地的凈化能力和運行的穩(wěn)定性,選擇合適的基質能顯著提高濕地的污染物處理效率。
通過試驗可知,人工濕地基質對脫氮的貢獻主要是暫時性的吸附氮,然后通過微生物的硝化反硝化、植物吸收、氨氮揮發(fā)等作用去除。研究人員通過等溫熱力學吸附實驗,比較人工濕地的基質:沸石、高鈣廢渣、改性赤泥和火山石對污水中氨氮的去除效果。結果表明沸石作為人工基質,其對氨氮的吸附效果最好。而對磷的去除。人工濕地基質主要是通過物理化學吸附作用去除污水中的磷。國內外對不同基質對磷的凈化效果的研究較多。研究人員綜合比較了沸石、鋁土礦、頁巖、石灰石、輕質陶粒、飛灰、油性頁巖7種基質對磷的去除效果,認為沸石對磷的去除效果最好,其吸附效果明顯好于其他基質。
截至目前,人工濕地已被證明是處理生活污水的一種經濟有效的手段,并且已在國內外得到廣泛應用,取得了較理想的效果,成為生活污水處理的主流工藝之一。