將人工濕地技術(shù)與污泥干化床相結(jié)合,便構(gòu)成了新的污泥處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)中常用的濕地植物為蘆葦,因此該技術(shù)多被稱為“污泥干化蘆葦床”。該技術(shù)的大量研究和實(shí)踐來源于國(guó)外。從20世紀(jì)80年代開始,人工濕地技術(shù)開始在歐洲應(yīng)用于污泥的脫水和穩(wěn)定。
在利用人工濕地處理污泥系統(tǒng)中,濕地植物實(shí)際上是生存在逆境環(huán)境中,其生長(zhǎng)要承受來自污泥中有毒有害物質(zhì)的不利影響。蘆葦可以向根系傳遞氧,在根系附近形成微氧環(huán)境,并因而減弱污泥中厭氧環(huán)境產(chǎn)生的物理和化學(xué)危害,因此,通常選擇耐污植物蘆葦作為濕地植物。同時(shí),污泥中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富,含有氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素和植物生長(zhǎng)所必需的微量元素,這些元素可以有效地促進(jìn)蘆葦?shù)纳L(zhǎng)。蘆葦生長(zhǎng)過程中吸收和轉(zhuǎn)化污泥中的各類物質(zhì);根系分泌物為根系附近微生物提供了可利用的碳源,提高了微生物多樣性;根系釋放氧氣形成了局部微氧環(huán)境,激發(fā)了好氧微生物活性,促進(jìn)了污泥的礦化作用。這些因素協(xié)同作用,促發(fā)了污泥的穩(wěn)定和無害化。
在系統(tǒng)運(yùn)行期間,蘆葦床中污泥層高度的增長(zhǎng)速度相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)接近系統(tǒng)處理能力時(shí),最后有數(shù)月到一年的間歇期,系統(tǒng)停止進(jìn)泥,污泥進(jìn)入自然穩(wěn)定期,目的是進(jìn)一步穩(wěn)定污泥,提高最終污泥產(chǎn)品的礦化程度,降低污泥含水率。最后將污泥從蘆葦床中清空。但是,在清除污泥時(shí),預(yù)留部分底層污泥,保留蘆葦根系,以便在下一個(gè)運(yùn)行周期中蘆葦可以快速恢復(fù)。
人工濕地污泥處理技術(shù)的主要功能之一就是將液態(tài)污泥轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)污泥,污泥中固體含量越高,污泥體積越小,后續(xù)處置費(fèi)用就越低。因此,在相關(guān)研究中,針對(duì)污泥脫水的研究較多。表1列舉了幾個(gè)人工濕地污泥處理系統(tǒng)中的污泥脫水效果。
間歇期過短問題。有些系統(tǒng)的所有蘆葦床連續(xù)運(yùn)行,即使將污泥中的水分排出,污泥干化也不充分,運(yùn)行一段時(shí)間后將出現(xiàn)嚴(yán)重的排水問題。足夠長(zhǎng)的間歇期對(duì)床體表面污泥產(chǎn)生龜裂很重要,而間歇期的長(zhǎng)短與天氣情況有直接關(guān)系。在系統(tǒng)運(yùn)行初期,負(fù)荷期可以相對(duì)短一些,但間歇期要長(zhǎng),可以是幾天甚至幾周時(shí)間。而且,隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),積累污泥層變厚,間歇期會(huì)更長(zhǎng)。
污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥可在人工濕地污泥處理系統(tǒng)中得到很好的穩(wěn)定,這一方法與傳統(tǒng)的污泥處理技術(shù)相比有很多優(yōu)勢(shì)。在脫水和穩(wěn)定過程中,污泥中的有機(jī)質(zhì)大部分得到礦化,從而減小了污泥的體積,提高了污泥的質(zhì)量。該方法無需使用化學(xué)藥劑,且能耗和運(yùn)行費(fèi)用較低。最后得到的穩(wěn)定化污泥產(chǎn)品可在農(nóng)田中安全使用。