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垂直流人工湿地基质堵塞过程的发生机理
垂直流人工湿地是一种广泛应用于城市污水处理的低成本、高效率的处理技术。然而，其中一个常见的问题是流经基质的废水会导致基质的堵塞进而降低湿地的有效性和使用寿命。本文将简要探讨垂直流人工湿地基质堵塞的发生机理。
1.基质介绍
垂直流人工湿地的基质通常是混合材料，包括沙子、石子、土壤、有机物质等。基质的物理化学特性决定了其在湿地底部存储与过滤水处理、氧化和去除污染物的功能。它们被置于水平、倾斜或垂直一侧的贯通管道内，与水平和落水口相连，废水通过底部进入，通过贯通管流出，从而使水在基质层中进行过滤。
2.基质堵塞的影响因素
2.1废水中的物质
废水中的污染物质包括固体颗粒、油脂、悬浮物、溶解物和微生物，这些都会在基质中形成物理和生化带动的沉积，进而导致垂直流人工湿地基质的堵塞。
特别是，在处理污染废水时可能会导致特定的化学物质，如铁、氢氧化物和碳酸盐的沉积。这可能会导致基质的孔隙度下降，从而降低了其水过滤能力。
2.2水质特征
水质特征也会影响基质的堵塞性质。废水的胶凝和去除污染物有助于提高基质的过滤性能，并减少对基质的影响。水的高盐度和高硬度水通常增加了湿地堵塞的风险，因为这些水通常具有增加物质沉积的倾向。
2.3基质特性
基质的特性将决定其吸附和分解污染物的能力，如基质孔隙结构、原始物质的控制、灌注剂的配制等等。基质的粒度大小、材料类型和配比都可能影响到基质的吸附和过滤能力，从而影响到基质的实际应用效果。
3.堵塞机制
当废水通过基质层时，污染物质会通过吸附、退化和微生物代谢作用附着在基质表面，并在微生物、水动力和湿度作用下交叉附着在孔隙的内壁上。一次沉淀或向上迁移的颗粒可能会滞留在小孔旁边，形成次生污堵。
基质孔隙率的大小、大颗粒、小颗粒和有机物等可能导致堵塞。能形成堵塞威胁的物质分为两种类型：一种为微小的固体颗粒，这些颗粒粘稠并聚合，过滤线在它们周围且最终挤入孔隙。另一种为有机物质，它阻碍了基质孔隙、障碍废水的向内移动。
4.预防堵塞
为了避免基质堵塞，需要采取一些措施来减少通过湿地的污染负荷和有效地处理进入污染负荷，包括：
4.1适当的预处理和前置处理
有效的预处理和前置处理可以降低污染负荷，从而减少污垢的形成。适当的梳理、筛网和中草药处理等都可有效地去除污染物质。
4.2监控和清理
定期清理并监控基质孔隙度、传导性和氧化还原状态，使操作人员能够及时发现并清理塞在孔隙里的污垢。
4.3选择合适的基质材料
正确的基质材料可以改善湿地的处理能力，增加污染负荷，并减少堵塞的可能性。例如，选择大颗粒且特异的压缩强度。
5.结论
垂直流人工湿地是一种低成本、高效率的污水处理技术。基质堵塞是使用这种技术可能出现的一个常见问题，它会降低湿地的有效性和使用寿命。许多因素会导致基质堵塞的形成，包括污染物质、水质特征和基质特性等。预防堵塞的方法包括适当的预处理和前置处理、监控和清理、选择合适的基质材料等。只有采取预防措施、定期清理、更改污染负荷和选择合适的基质等，才能确保垂直流人工湿地的长期稳定性和有效性。