PKA湿地技术(垂直流人工湿地)- 广东省生态环境厅公众网

PKA湿地技术(垂直流人工湿地)

  一、技术简介

  PKA湿地技术是垂直潜流型人工湿地的一种。起源于德国60年代,由德国Seidel博士研发成功,1974年世界第一个湿地污水处理系统在西德建成,随后在欧美等发达国家得到迅速发展。经过五十多年的发展,德国人工湿地技术已成为德国联邦环境部重点推广技术,并制定了相应的设计和建造规范。


    

PKA湿地现场图

  PKA人工湿地:利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,污水经过人工湿地净化后,从人工湿地处理排出的水体达到广东省《农村生活污水处理排放标准》(DB44/2208-2019)中的一级标准。



    PKA模型图

  PKA湿地污水处理技术认为氧气进入湿地的途径有三种:(1)单纯依靠植物吸收占12.5%;(2)大气层与湿地表层介质层的氧气扩散占42.5%;(3)不同介质层之间、介质与介质之间形成的氧气对流占45.0%。PKA湿地污水处理技术是环境工程学与土力学相互结合渗透的学科。18年PKA湿地污水处理实践与上千个应用案例,经验累积研发成功的PKA湿地,为好氧、厌氧微生物提供了最佳繁殖环境的介质层构建,使污水处理工艺达到最大化,介质层的介质粒径配合比、组成成分、厚度和它的污水处理能力的关系,介质层每层孔隙率和渗透系数、介质层综合孔隙率和渗透系数、水饱和度、颗粒间作用力(van-der-Waals作用力和Coulomb作用力)等。介质不仅过滤固体物、固定由细菌引起的薄膜,而且通过表面的吸附和氧化作用提高对污染物的去除。PKA湿地的先进性尤其体现在五层由不同成分介质按特定配比混合组成的介质层。每层介质层由不同介质按特定配比混合组成,介质不仅过滤固体物、固定由细菌引起的薄膜,而且通过表面的吸附和氧化作用提高对污染物的去除。介质层由上至下分为好氧区、兼氧区、厌氧区,为好氧微生物、厌氧微生物提供生长和工作环境。湿地植物如菖蒲、西伯利亚鸢尾、旱伞草、美人蕉等经先前培育驯化,使其根系更适应污水环境,增强处理吸收功效,植物根系纵横生长,为湿地几十年正常运行起到了疏通介质的作用,稳定了介质的水渗透性。

  二、适用范围

  PKA湿地技术主要适用农村生活污水治理、景观水处理、河道水处理、中水回用及高浓度废水后续深度处理。

  三、技术内容

  工艺流程:污水通过污水管道,汇集到污水调节池。污水调节池分4个舱,前三个舱体的舱与舱之间、在三分之一位置联通,避免污水携带的漂浮物进入下一舱,并给予污水中的固体物充分沉淀。第四舱体为污水提升泵舱。污水经污水泵提升至PKA湿地上层出水。通过五层特殊构建的介质混合层,渗透至PKA湿地底层出水。污水在渗透过程中,综合物理、化学、生物三种功效,综合好氧、兼氧、厌氧三种反应,使污水净化工艺达到最大化。PKA湿地处理后的清水,通过集水管收集到控制井、最终排放或中水回用。中水回用需杀菌消毒,可用于厕所便器冲洗、绿化等植物灌溉等。整个PKA湿地污水处理系统由自控系统控制,自动运行、日常几乎无需专人管理。



  PKA湿地工艺流程图



  PKA湿地结构图

  四、技术应用情况

  4.1 PKA湿地在农村生活污水治理中的应用


   4.2 PKA湿地在封闭景观水体治理中的应用



  工艺流程图

  工艺流程:PKA湿地临靠景观水体建造。水体的取水点设置在远离湿地的位置,景观水通过一台放置在水里的潜水泵取水,通过进水管被送到PKA湿地净化处理。从湿地上层的布水管流出向下渗透,经五层介质层渗透至湿地底层,在此过程景观水中的污染物被逐步分解。由底层集水管导出就近流回景观水池。取水点和PKA湿地设置成对角线,这样一来,原本封闭、不流动的景观水体被强制性地从出水点一端流向取水点,循环净化,死水变活水。整个处理过程由自控系统控制自动运行。

  4.3上海黄埔丽园景观水体治理案例介绍



  建成日期:2008年

  黄浦丽园位于上海市黄浦区的核心地段,属于2010年世博会辐射区,总建筑面积为12万平方米,为了美化环境,提升楼盘品质,特别设计了水域面积1100㎡,平均水深约1m的景观湖。PKA湿地就建在水系边上,由下游取水,上游出水,常年循环净化水体,并与小区的景观融为一体。项目建成运行2年来,水体终年清澈,运行维护用低,管理简单方便,获得物业管理单位一致好评。

  4.4杭州艾博生物园景观水体治理案例介绍


  建成日期:2005年

  项目概况:艾康(杭州)生物公司是美国著名企业,为了企业形象要求景观水池终年清澈。景观水池分成户外水池2000平方米、水深0.5米和中庭水池200平方、水深0.5米两部分。均为露天、封闭水域、且相互不连通,砼结构。水池边栽植大型树种,池内养观赏鱼类,池底铺鹅卵石。为了水质终年清澈,分别建造户外PKA湿地和中庭PKA湿地,由各自的自控系统控制独立运行,循环净化水体。PKA湿地自建成后使用至今,水体全年清澈见底。

  4.5佘山珑原别墅景观水体治理案例介绍



  佘山珑原别墅是招商、万科联手打造,作为绿色建筑中雨水综合利用、结合景观水处理的最经典的案例。

  景观水生态湿地处理区。项目在设计过程中,力求营造居住文化上的精神归宿,其中雨水处理回用和景观水体生态处理部分是绿色评价的重要组成部分。我司结合上海区域的气候条件、地域特征和现行技术规范及措施,充分考虑对建成环境的影响和后期管理维护等综合要素,采用PKA生态湿地对该项目雨水进行生态处理和回用。

  4.6中国(泰州)科学发展观展示馆景观水体治理案例介绍



  中国(泰州)科学发展观展示馆是上海世博会中国馆总设计师、中国工程院院士何镜堂先生的作品。

  展馆中设置了雨水收集系统,结合景观水处理系统,采用德国PKA生态湿地对整体水系进行维护处理。景观水量有4000mm³,在户外绿化带中构建一块150m2的PKA湿地进行景观水、雨水处理。实现了展示馆内绿化灌溉和中央水庭的用水循环。展示馆中的生活污水经60㎡PKA湿地处理,实现污水零排放。处理后的出水用于绿化浇灌,多余水量直接排入稻河源头。

  4.7上海檀乡湾景观水体治理案例介绍


  建于2007年3月。

  檀乡湾是上海上投房地产集团投资建造的由公寓、叠加别墅组成的高档住宅社区,法兰西建筑风格。售楼广告语之一是“小区采用德国PKA湿地景观水处理高新技术”。

  为了打造亲水环境,提升檀乡湾小区品质及品位,景观设计师设计南北方向的景观水体。水域面积2800m2,平均水深0.60m,总水量2240m3。水体分上水池和下水池,上下水池有10cm落差,成瀑布造景。水池边设水位下降感应器,当蒸发、绿化浇灌致等原因,致使水池水位下降时,补水泵自动开启进行补水。补水水源为小区附近外河道,外河道属于劣V类,水质被周边居民生活污水严重污染。外河道水先由PKA湿地净化处理后再流入景观水池,仅此一项小区每年节约水资源25万立方米。本案体现PKA湿地另一大优势,被污染外河道处理后作为补充水和水池景观水的内循环净化在同一块湿地内完成。

  五、治理成效或应用效果

  PKA湿地配合沉淀池出水水质能够达到广东省《农村生活污水处理排放标准》(DB44/2208-2019)中一级标准。

  PKA湿地配合AO生化处理出水水质能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A/B标准。

  六、推广应用前景

  PKA人工湿地技术处理污水符合国家碳中和碳排放的国际大环境,污水处理能耗低无污染等优势。

  PKA湿地优势及特点

  •  建成后能用10年以上。国内运行时间最长的项目已超过18年。

  •  五层特殊构建的介质混合层,为微生物营建优良繁殖环境,国内唯一。

  •  介质层不使用泥土。湿地植物根系在介质层密布生长,外观宛如生态花园。

  •  无好氧曝气设施。污水处理全部由PKA湿地完成,除了一台水泵没有其他机械设备。

  •  对建设场地要求低,湿地通过泵采用垂直潜流布水,无需通过重力流布水,对建设场地几乎没有要求。

  •  运维方便。日常几乎无需管理,系统只有一台污水提升泵。

  •  污水处理效果好,出水达到“城镇污水处理厂污染物排放标准”一级A/B标准。

  •  处理规模可大可小。小至一家一户,大至上千户。


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