人工湿地处理技术简介
人工湿地处理技术是利用生态工程的方法，在一定的填料上种植特定的湿地植物，建立起一个人工湿地生态系统，当水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，使水质得到净化。该技术具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点，同时如果选择合适的湿地植物还具有美化环境的作用。适用范围经过人工湿地系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，因此它实际上是一种深度处理的方法。
一、人工湿地系统的构造
人工湿地是由填料、水生植物共同组成的独特的动植物生态系统
①湿地填料的选择填料的选择对人工湿地的处理效果有很大的影响。填料在人工湿地中为植物提供物理支持，为各种化合物和复杂离子提供反应界面及对微生物提供附着。常用到的填料有土壤、砾石、砂、沸石、碎瓦片、灰渣等。根据处理目的，污染物的特征不同而有不同的填料选择。一般来说，以处理SS、COD和BOD为主要特征污染物时可选用土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣中的一种或几种为填料。对脱N 除P要求高的，可以选择对这两者有较强去除能力的填料进行优化组合。如采用沸石和石灰石的结合既考虑了沸石对NH4+-N的吸附、活化土壤中难溶性P及进行生物再生作用又利用了石灰石对P的高吸附特性，达到同时脱N除P的目的。现在填料的选择多偏向于较大颗粒的粒径，原因是水流在粒径较大的填料床内的短路最小，能够形成渠流，并且堵塞现象发生少，不易分散。
②水生植物的选择植物是人工湿地的重要组成部分。水生植物在人工湿地的作用有：将景观水中的部分污染物作为自身生长的养料而被吸收；能够将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质；根系生长有利于景观水均匀地分布在湿地植物床过水断面上，向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境；增加或稳定土壤的透水性。可用于组合式湿地的植物有：芦苇、香蒲、灯心草、风车草、水葱、香根草、浮萍等，其中应用最广的是芦苇。植物的选择最好是取当地的或本地区天然湿地中存在的植物，以保证对当地气候环境的适应性，并尽可能地增加湿地系统的生物多样性以提高湿地系统的综合处理能力。植物的栽种方式有播种法和移栽插种法。移栽插种比较经济快捷。
二、人工湿地系统的类型
人工湿地系统根据湿地中主要植物类型可分为浮生植物系统、挺水植物系统和沉水
植物系统。沉水植物（如狐尾藻、金鱼藻）系统主要应用于初级处理和二级处理后的精处理。浮水植物（如浮萍、凤眼莲）主要用于N、P去除和提高传统稳定塘效率。
目前所指的人工湿地一般都是挺水植物系统。挺水植物系统根据水在湿地中流动的方式不同又分为三种类型：地表流湿地（SFW，SurfaceFlowWetland）、潜流湿地（SSFW，SubsurfaceFlowWetland）和垂直流湿地（VFW，VerticalFlowWetland）。OBAO组合式湿地处理系统即是挺水植物系统，根据以上三种类型湿地的优缺点，结合不同景观水域的特点进行合理、科学的有机组合。
①地表流湿地系统地表流湿地系统也称水面湿地系统，与自然湿地最为接近，但它是受人工设计和监督管理的影响，其去污效果又要优于自然湿地系统。污染水体在湿地的表面流动，水位较浅，多在0.1~0.9m之间。通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。氧的来源主要靠水体表面扩散，植物根系的传输和植物的光合作用，但传输能力十分有限。这种类型的湿地系统具有投资少，操作简单，运行费用低等优点，但占地面积大，负荷小，处理效果较差，易受气候影响大，卫生条件差。处理效果易受到植物覆盖度的影响，与潜流湿地相比，需要较长时间的适应期才能达到稳定运行。
②潜流湿地系统潜流湿地系统也称渗滤湿地系统。这种类型的人工湿地，污水在湿地床的内部流动，水位较深。它是利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留的作用来净化污水。由于水流在地表以下流动，具有保温性能好，处理效果受气候影响小，卫生条件较好的特点。与水面流湿地相比，潜流湿地的水力负荷大和污染负荷大，对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好，出水水质稳定，不需适应期，占地小，但投资要比水面湿地高，控制相对复杂，脱N除P的效果不如垂直流湿地。
③垂直流湿地系统垂直流湿地的水流情况综合了地表流湿地和潜流湿地的特性，水流在填料床中基本上呈由上向下的垂直流，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直流湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水，但对有机物的去除能力不如潜流湿地，落干/淹水时间较长，控制相对复杂，基建要求较高，夏季有孳生蚊蝇的现象。
三、人工湿地系统的工艺流程
人工湿地系统的流态主要有四种：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式。阶梯进水式可以避免填料床前部的堵塞问题，有利于床后部的硝化脱氮作用的发生；回流式可
以对进水中的BOD5和SS进行稀释，增加进水中的溶解氧浓度并减少处理出水中可能出现的臭味问题，出水回流同样还可以促进填料床中的硝化和反硝化脱氮作用；综合式则一方面设置了出水回流，另一方面还将进水分布到填料床的中部以减轻填料床前端的负荷。
人工湿地系统的运行方式可根据其处理规模的大小及处理目的不同，对地表流、潜流、垂直流三种湿地类型进行多种方式的有机组合，一般有单一式、并联式、串联式和综合式四种。
四、人工湿地系统的净化机理
人工湿地系统对景观水体的净化机理十分复杂，但一般认为，净化过程综合了物理、化学和生物的三重协同作用。
物理作用，主要是对可沉固体、BOD5、氮、磷、难溶有机物等的沉淀作用，填料和植物根系对污染物的过滤和吸附作用；
化学作用是指人工湿地系统中由于植物、填料、微生物及酶的多样性而发生的各种化学反应过程，包括化学沉淀、吸附、离子交换、氧化还原等；
生物作用则主要是依靠微生物的代谢（包括同化、异化作用）、细菌的硝化与反硝化、植物的代谢与吸收等作用，达到对污染物的去除。
最后通过对湿地填料的定期更换或对栽种植物的收割，而使污染物质最终从系统中去除。下面分别对人工湿地系统中氧的变化特性，有机物的去除，氮的去除及磷的去除加以阐述。
①组合式湿地中氧的变化特性
湿地中各种物质传递和转化因含氧差异而有所不同。湿地中氧的来源主要是植物根毛的释放、来水及水面更新溶氧。湿地植物通过光合作用产生的氧气，一部分通过输运组织和根毛输送释放到湿地环境中，并在根毛周围形成了一个好氧区域，而离根毛较远的区域呈现缺氧状态，更远的区域则完全处于厌氧状态，这样就形成了连续的好氧、缺氧及厌氧环境。这些溶解氧（DO）含量不同的区域分别有利于废水中不同污染物的降解、转化及去除。在芦苇湿地处理污水前，随光照强度的增加及光照时间的延长，芦苇根区的氧化还原势（Eh）逐渐升高，夜间，由于缺乏光照，Eh逐渐降低。这说明芦苇叶片通过光合作用产生的O2是通过芦苇的茎和根输送到了根区，同时不断向水体扩散，使得水体中的溶解氧增加。DO在水体中具有累积效应，到天黑时累积量达到最大值。夜间，由于芦苇根系的呼吸作用和床内微生物的代谢作用使得水中的溶解氧浓度下降。根据一天内湿地床中溶解氧的累积量可以计算出芦苇向水体的供氧能力。一般水生
植物根区水DO浓度常保持在1.53~1.95mg/l之间。
②人工湿地对有机物的去除
人工湿地处理系统的显著特点之一就是对有机物有较强的降解能力。水体中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留而被微生物利用，而出水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。因此湿地对有机物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的结果。水中大部分有机物最终是被异氧微生物转化为微生物体及CO2和H2O，通过对填料床的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。人工湿地系统虽对有机物具有较高的去除能力，但是随着处理的运行会出现有机物的积累现象，影响了湿地对水中有机物的净化效果。研究表明，水体在植物床填料内流动时，随着迁移距离的延长，COD的降解速率呈现减慢的趋势。关于有机物在湿地中的动态变化规律还有待更深入的研究。
③人工湿地对氮的去除
人工湿地系统对氮的去除作用包括填料的吸附、过滤、沉淀以及氨的挥发，植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。氮在湿地系统中呈现一个复杂的生物地球化学循环，它包括了七种价态的多种转换。水体中的氮通常是以有机氮和氨的形式存在。在土壤—植物系统中，有机氮首先被截留或沉淀，然后在微生物的作用下转化为氨态氮，由于土壤颗粒带有负电荷，氨离子很容易被吸附，土壤微生物通过硝化作用将氨离子转化为NO3-，土壤又可恢复对氨离子的吸附功能。同时水中的无机氮可作为植物生长过程中不可缺少的物质而直接被植物摄取，并合成植物蛋白质等有机氮，通过植物的收割而从废水和湿地系统中去除。但氮的去除主要还是通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用。研究表明，微生物的反硝化是人工湿地脱氮的主要途径，植物吸收总氮量仅占入水量的15%左右。如果通过选择有效的植物组合，能够对脱氮起到良好效果。如研究报道芦苇具有较强的输氧能力，菱白具有较强的吸收氮、磷的能力，将两种植物混种对TN和氨氮的去除率分别达到了60.6%和80.9%。另外，湿地中的填料也可通过一些物理和化学的途径如吸收、吸附、过滤、离子交换等去除一部分污水中的氮。据报道沸石对NH4+-N 具有较高的吸附功能，并且大多都用此填料来处理含氮废水的试验。还有研究表明，蛭石对氨氮的去除要好过沸石，其主要是通过离子交换作用来去除污水中氨氮，物理吸附作用相对很少，并且阳离子交换反应速度快，饱和吸附量可达20.83mg/l。因此，强化湿地内部填料层的作用，有利于提高系统的硝化能力。在潜流式湿地中，硝化能力沿水流方向逐渐减小，主要为前部高后部低，这主要是与潜流湿地内的氮转化细菌分布有
关。张甲耀等对潜流湿地内的氮转化细菌的研究结果表明，人工湿地系统中氨化细菌，亚硝化菌，硝化菌，反硝化细菌数量都处于较高水平，其中氨化细菌、反硝化细菌数量高于硝化细菌，亚硝化菌又高于硝化菌，亚硝化菌数量前部高于后部，硝化菌数量中后部高于前部，这样反硝化作用受到硝态氮含量的影响使得硝化能力随水流方向减小。可以通过改进布水方式如分段进水，多点布水来提高系统的整体硝化能力。污水中所含重金属离子也影响到硝化能力，当污水中重金属离子含量较多时，处理水中的NH4+-N非减反增，影响湿地处理效果。
④组合式湿地对磷的去除
人工湿地系统对磷的去除是由植物吸收、微生物去除及填料的物理化学作用而完成的。如同无机氮一样，废水中的无机磷在植物吸收及同化作用下，可变成植物的有机成分（如ATP，DNA，RNA等），通过植物的收割而得以去除。填料的物理化学作用主要是填料对磷的吸收、过滤和与磷酸根离子的化学反应，因填料不同而存在差异。填料中含有较多的Fe、Al及Ca的离子时能有利于对磷的去除。研究报道，以花岗石和粘性土壤为主要介质的湿地能高效去除水中的磷物质，就是因为土壤中含有较丰富的铁、铝离子而花岗石含钙离子较多能与磷酸根离子结合形成不溶性盐固定下来。但填料对磷的这种吸附和沉淀作用并不是永久性的，而是部分可逆的。实验表明，土壤对磷的吸附过程存在着积累现象，当达到饱和状态后，会降低对磷的去除率。当污水中磷的浓度过低时，填料中会有部分被吸附的磷重新回到水中。吴振斌等的研究表明，在系统运行初期，进水无机磷含量较低的情况下（0~0.05mg/l之间），填料向系统中释放了磷酸盐，致使出水无机磷浓度升高。而且还研究发现植物的生长状况也直接影响到去除效果的好坏，在春季和夏季，植物生长迅速，生物量增加，对磷的吸收加快，出水中磷含量减少，而在秋季植物枯萎后，吸收速度放慢，冬季死亡的植株会释放磷到湿地中，致使出水磷含量上升，无机磷含量甚至高于进水。因此，对植物的及时收割和填料的定期更换有助于延长湿地系统的处理寿命。
微生物对磷的去除，包括对磷的正常同化作用（将磷纳入其分子组成）和对磷的过量积累。一般二级污水处理中，当进水磷含量为10mg/l时，微生物对磷的正常同化（形成污泥组成式C60H87O23N12P的一部分）去除，仅是进水总量的4.5%~19%，所以，微生物除磷主要是通过强化后对磷的过量积累来完成的。对磷的过量积累，得益于湿地植物光合作用中光反应、暗反应，形成根毛输氧多少的交替出现，以及系统内部不同区域对氧消耗量的差异，而导致了系统中厌氧、好氧状态的交替出现。地表流人工湿地系统对P的去除效果要好于潜流式人工湿地系统，地表流人工湿地处理系统的出水中总
P含量一般小于1mg/l。而潜流式人工湿地的情况则比较复杂，去除率变化较大，从40%左右到90%以上都有报道。当进水的TP浓度在2~3mg/l和PO43-浓度在0.32mg/l左右时，芦苇湿地系统对TP和PO43-的去除率可分别达86.3%~90.9%和
74.7%~92.6%。
五、影响人工湿地净化效果的主要因素
近年来研究发现，影响人工湿地净化效果的因素很多，如进水浓度、床体结构、湿地植物、温度、PH、水力停留时间（HRT）、水力负荷、水流类型等。下面就水力停留时间、水力负荷及温度、PH对湿地净化效果的影响作一简单介绍。
①水力停留时间的影响人工湿地的处理效果与停留时间有着很密切的关系。停留时间过短，不能给净化提供足够的时间，停留时间过长，又可能引起滞流和厌氧。湿地中NH4+-N和TKN的降解量是污水在床体中停留时间的函数，它们随停留时间的增加而呈指数增长，并且与湿地进水浓度无关。对猪场废水的研究也发现，湿地对NH4+-N 和可溶性磷酸盐S-PO43-的去除率随停留时间延长而提高，去除规律符合指数方程规律。Garcia等的实验表明，芦苇床系统微生物的去除是与HRT有着直接的关系，当HRT大约为3d时，对微生物的去除达到饱和值，超过3d后，出水的微生物浓度不会减小很多。
②温度、PH的影响人工湿地对污染物的去除主要是通过植物的吸收、微生物的分解等作用来完成的，而这些作用都比较容易受温度的影响，因此温度是影响人工湿地净化效果的一个重要因素。季节变化对COD和NH4+-N去除率有较大影响，因二者的去除均主要基于微生物的作用，温度降低导致微生物增殖率下降、活性降低，特别是硝化菌、亚硝化菌受温度影响最为明显。硝化在所有季节都受到温度限制的，反硝化明显地受到低于15℃的季节温度限制。对于潜流湿地的水流在接近推流式的情况下，对病原体的去除不受到季节的影响，去除率能够达到99%。PH对人工湿地微生物去除氮磷等营养物质有较大的影响。资料报道，在酸性和中性条件下，湿地植物根区附近可溶性正磷酸盐的化学沉淀作用就占主导作用。同时PH也影响到土壤对N、P的去除。在碱性条件下，可溶性的无机磷化合物易与土壤中的Ca2+发生作用，而与土壤中的Al3+、Fe3+主要是在中性或酸性环境条件下发生反应的。若对酸性粘土进行修正则降低了NH4+-N 的去除率，说明酸性粘土有利于NH4+-N的去除。
③水力负荷的影响水力负荷同水力停留时间一样也是组合式湿地的一个重要的设计参数，合理的水力负荷设计值能够提高人工湿地对污水的净化效果。水力负荷应根据特定的气候、土壤条件及种植植物的类型等因素而定，其取值也受到BOD5负荷及蒸发率的影响。BOD5与COD的去除速率随有机负荷的增加而增加，随水力负荷的增大而
减小，增加进水频率有利于提高其去除效果。Mashauri等通过采用低和高水力负荷（0.27m/h和2.3m/h）对生活污水进行试验比较发现，低水力负荷时，污水处理出水水质高，其中COD，SS和大肠杆菌的去除率分别达到了66%，80%，90%。因此设计时应根据试验研究结果尽量采用较低的水力负荷值。
六、目前湿地设计建造中存在的问题
早期的人工湿地主要用于处理城市生活污水或二级污水处理厂出水，现在处理范围不断扩大，目前已发展应用于农业面源污染、城市或公路径流等非点源污染的治理以及景观水体的治理。现在随着我国经济的发展，尤其是水景建筑的不断兴起，由于对微污染水体治理经验不足，很多地区都采用污水处理技术进行解决，不但投资高而且运行管理困难，造成设施成摆设，景观水体恶化。因此，寻求技术含量低、处理效果好、又维护管理方便的景观水处理技术成为解决景观水治理的一项迫切任务。人工湿地处理工艺正好具有上述的特点，并且可以结合利用景观绿化的要求完成水体治理，目前人工湿地处理工艺应用于景观水处理上的应用已日臻成熟。国内外不少学者和工程技术人员通过对人工湿地处理工艺的改进和组合，已成功用于各种废水的处理。深圳市设计了“洪湖公园人工湿地系统水质净化工程”，对布吉河的污水经过人工湿地处理后排入洪湖，一方面用于补充洪湖水量蒸发和旱季地下水量损失，另一方面用于浇灌公园花草，节省了浇灌公园花草的自来水量，实现了中水回用。人工湿地对各主要污染物的去除率均在80%以上，该工程已经成功地运行了两年半。
目前建立的人工湿地有很多不足之处：
㈠忽略了水文水力因素
①水文因素为保证湿地的长期效果，在设计中应考虑水文因素和湿地生态特点之间的关系。水的来源、速度、体积以及洪水发生的频率都影响着湿地介质的物理、化学特性。反过来，介质影响着生物种类的多样性、初级生产能力、有机物的沉积和通量、营养物的循环。水文条件也影响污染物的沉积、氧化、生物转化和土壤吸附过程。因此必须对一些关键因素进行评价，如水的流速、深度和水位的涨落、停留时间、循环和分配因素、季节和天气的影响、地面水的状况和土壤的透水性。湿地的最高水位和最低水位将决定湿地处理水的体积容量、出水系统的结构和排水孔口的高度。水深和洪水周期能改变植物群落，它们将对湿地或污染物的去除效果造成有利或有害的影响。
②水力因素为了达到一定的处理效果，必须有一定的水力停留时间。水力停留时间受湿地长度、宽度、植物、基底材料空隙率、水深、床体坡度等因素的影响。一般水力停留时间最大不超过24h。暴雨期间至少应有30min的水力停留时间以保证处理效果，
如果水力停留时间达10～15h就可以达到很好的处理效果。此外，水力负荷不应超过1m3/(m2·d)，进水区的流速不超过0.3～0.5m/s。当流速大于0.7m/s时，水流会破坏植物的生长，导致处理效率降低。雨季淹没的最大深度应保证大部分植物能够生存并发挥其功能。在一定程度上，超高深度取决于被种植的水生植物的种类，因为有一些植物长得很高。一般地，如果栽种挺水植物，0.3～0.6m的超高是相对安全的。实际上，暴雨径流湿地系统为水生植物提供了一个苛刻的生活环境。只有生命力强的植物才能生长茂盛。如香蒲、NB337草、芦苇，在高于上述超高深度时亦可生长得很好。水力失衡的湿地水力不当的湿地
㈡湿地容积
计算湿地表面积不需要考虑它的收集容积，而是用汇水面积的百分数来计算。通常是支流汇水面积的 1.5%～3.0%。使用固定的表面积可能不太合适，因为当暴雨径流量少于25.4.mm时，暴雨径流量和汇水区的不透水面积成比例。有较多的不透水面积的汇水流域比较少不透水面积的汇水流域会产生更多的径流量。例如，人口密度小的居住区有较少的不透水面积，而商业发达的地区则具有较大的不透水面积。在第一种情况下，几乎没有径流，而在第二种情况下，大部分降雨落在铺砌的路面，形成地表径流。湿地的最佳储存容积应当是使汇水区达到13mm水位的容积。有效去除的最小储存容积是使汇水区达到6mm水位的容积。下图为湿地容量不匹配湿地
㈢水生植物
径流湿地系统要求水生植物对各种高浓度的污染物有一定的承受能力。径流可能改变植物群落。因为新的优势种可以更有效地利用多余的营养物，或更能忍受污染物，植物的改变对污染物的去除是有利的。不同的生长环境，适宜的湿地植物是不同的。但所选择的湿地植物通常应具有下列特性：①能忍受较大变化范围内的水位、含盐量、温度和pH值；②在本地适应性好的植物，最好是本地的原有植物；③被证实对污染物有较好的去除效果；④有广泛用途或经济价值高。人工湿地中使用最多的水生植物为香蒲、芦苇、灯心草、宽叶香蒲和簏草。所有这些植物都广泛存在并能忍1受冰冻。植物根系的深度决定了湿地的深度。香蒲在水深0.15m的环境中生存占优势；灯心草为0.05～0.25m；芦苇生长在岸边和1.5m的水深中，在潜水中是弱竞争者；NB337草通常出现在岸边。香蒲和灯心草的根系主要在0.3m以内的区域，芦苇的根系达0.6m，NB337草和宽叶香蒲则达到0.76m。芦苇、簏草和宽叶香蒲常被用在潜流型湿地中，它们较深的根系可扩大污水的处理空间。大流量径流湿地系统中，多选用芦苇、香蒲和簏草。簏属能忍受很高的氨浓度(160～170mg/L)。芦苇和簏草抵抗病灾和昆虫的能力很强，香蒲则较
差。
㈣填料
湿地系统多采用砾石作为填料，由于砾石缺乏营养，需在上面覆盖15～20cm的有机土壤。根区填料表层土壤可就近采用当地表层土，宜用钙含量达2～2.5kg/100kg土壤为好，厚度为150～250mm。一般，填料本身成分对生物处理影响不大，但对含磷和重金属离子废水，含钙、铁、铝等成分的填料有利于离子交换。通过离子交换可将暴雨径流中的污染物截留再后续降解。粘土虽含很高的铝，但由于其kf值很低，不宜单独采用，但也可和其他填料混合使用。湿地中填料的选择对磷的去除有很大的影响，尤其是在运行初期。这主要是填料中的钙、镁和磷作用形成沉淀。但随着时间的推移，填料中磷会达到饱和，湿地除磷能力便有明显下降。因为初期湿地中植物还没有形成较稳定的生物群，所以为了加强湿地初期的除磷能力，在湿地建造中可选择含钙、镁丰富的介质作为填料。
㈤维护管理
维护包括三个主要方面：重新种植、杂草的去除和沉积物的挖掘。当水生植物不适应生活环境时，需调整植物的种类，并重新种植。植物的调整需要变换水位。如果水位低于理想高度，可调整出水装置。杂草的过度生长带来了许多问题。在春天，杂草比湿地植物生长的早，遮住了阳光，阻碍了植株幼苗的生长。杂草的去除将会增强湿地的净化功能和经济价值。实践证明，当植物经过三个生长季节，就可以与杂草竞争。然而，一开始就建立良好的植物覆盖，并进行杂草控制是最理想的。在春季或夏季，建立植物床的前三个月，用高于床表面5cm的水深淹没可控制杂草的生长。
七、人工湿地系统的设计内容
人工湿地的设计需结合建设地的水文、地质、气候等条件，并对待处理水体进行充分的评估。另外湿地与环境的协调也是湿地设计的关键部分。湿地设计主要包括以下内容：环境综合因素整合湿地工艺类型的确定湿地平面规划湿地结构施工图湿地植物选型，湿地填料确定，尽可能就近取材建设现场跟进，湿地管理文件交接
八、人工湿地的适应范围经过人工湿地处理系统处理后的出水水质可以达到地表水水质标准，特别适合处理饮用水源、景观用水区附近的水或直接对受污染水体的水进行处理，或者为这些水体提供清洁的水源补充。
九、景观湿地的设计参考
浅谈人工湿地与污水深度处理 1.人工湿地概述 湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，它为人类提供大量食物、生产原料和水，且其重要性体现在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源以及涵养水源、蓄洪防旱、降解污染调节气候、补充地下水、控制土壤侵蚀等方面。人工湿地是在自然湿地的基础上发展起来的一种综合的生态系统，以生态系统中物种共生、物质循环再生为基础原理，结构与功能协调原则为基本原则，在保障废水中 的最佳效益。 2．人工湿地对污水深度处理的作用机理 人工湿地净化处理污水过程中，基质、植物和微生物三者相互联系，并形成一个共生系统，利用基质 - 微生物 - 植物的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物的降解等来实现对污水的深度净化和处理［1］。 2.1 微生物在污水深度处理的作用 湿地系统中微生物对污水的降解处理起主要作用。自然界中，氮、磷、硫的循环离不开微生物的参与。 列的作用，污水中的主要有机污染物得到了降解同化，成为微生物细胞组成的一部分，其余的污染物则变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。 2.2植物在污水深度处理的作用 2.2.1湿地植物对污水中N、P的吸收利用及对重金属和有害物质的吸附和富集作用。污水中的氮可分为有机氮和无机氮，其中无机氮作为植物生长过程中不可缺少的营养物质，能以离子形式被植物吸收利用；部分有机氮被微生物分解成氨氮后，也能被植物吸收利用。当植物从污水中吸收氮元素后，将氮元素合成植物蛋白质等有机氮，最后通过对植物的收割将它们从湿地系统中去除。废水中的无机磷在植物吸收及同化作用下可转化成植物的ATP、DNA、RNA等有机成分，然后通过植物的收割而移去。湿地植物还通过根系吸收部分金属离子，并被输送到其他器官，在植物根部积累最多。 2.2.2湿地植物的输氧作用。人工湿地中植物能将光合作用产生的氧气通过气道输送至根区，通过改变根区的氧化还原电位影响基质中的生物地球化学循环[3]。有研究表明,水生植物的输氧速率远比依靠空气向液面扩散速率大，植物的输氧功能对人工湿地降解污染物好氧的补充量远大于由空气扩散所得氧量[4]。 2.2.3湿地植物为微生物提供适宜生境。微生物是人工湿地中另一重要组成部分。人工湿地内植物底部发达的根系系统对微生物和细菌群落提供好氧生境起主要作用。人工湿地中微生物的种类和数量极其丰富，植物发达的根系形成一个网络状的结构，扩大了可供微生物吸附着生的表面积；并且在植物根系附近能形成好氧、缺氧和厌氧的不同微环境，为不同类型微生物的生长代谢提供了良好的生存环境，进而为人工湿地污水处理系统提供了足够的分解者。 2.2.4湿地植物可加强和维持人工湿地良好运行。保证湿地系统稳定的水力传输是人工湿地系统良好运行的首要条件，湿地植物有着不可取代的作用。植物根以及根系对介质具有穿透作用，能在介质中形成众多微小的气室或间隙，减小了介质的封闭性，增强了介质的疏松度，使得介质的水力传输得到加强和维持。 2.3基质填料在污水深度处理的作用 湿地中的填料为植物提供了生长基质，同时也为湿地微生物和细菌群落提供了生存环境，为污染物的降解和去除提供了载体，湿地填料在污水的深度处理过程中起到了重要的载体作用。湿地填料的去污过程主要通过物理过滤、拦截、离子交换、吸附、螯合作用、沉降反应等作用完成。李旭东等 [9] 通过研究发现，在相同条件下，沸石芦苇床较砾石芦苇床在总氮（ TN ）、氨氮、硝酸盐氮的去除率更高，沸石对氨氮的吸附、离子交换、微生物的硝化、反硝化作用是沸石芦苇床系统去除氮的主要途径。秦怡等 [10] 通过研究发现，对不同的填料和植物进行组合，利用系统中不同填料、植物、微生物形成独特的生态环境，
XXXXXXXXX度假村人工湿地污水处理工程 技术方案 XXXXXXXXX 2010年7月9日
目录 第一章总论 (2) 一、概述 (3) 二、方案编制依据及编制原则 (3) 三、设计范围与工程内容 (4) 四、处理水量及水质 (5) 五、排放标准及设计出水水质 (5) 第二章工艺方案 (6) 一、处理工艺的基本原理 (6) 二、工艺流程图 (7) 第三章工艺及建、构筑物单元设计 (8) 一、预处理系统 (8) 二、生化处理系统 (8) 三、后处理系统 (10) 四、人工湿地处理系统 (12) 五、设备间 (12) 第四章工程投资估算 (13) 一、工程投资估算 (13) 二、经济分析 (14) 第五章结论和建议 (15) 一、本方案技术特点 (15) 二、结论 (15)
第一章总论 一、概述 XXXXXXXXX度假村北拱皇家园林九龙山国家森林公园，南邻碧波万倾的翠屏湖，东通清东陵，西达娘娘顶和黄崖关古长城。度假村山环水绕、奇石怪岩、风光秀美，是蓟县观光旅游的理想去处之一。正式运行后每天将产生大量的生活污水，必须建立一套有效的污水处理设施，使污水处理达标后排放，这既可以保护景区优美的生态环境，又可以对度假村的可持续发展产生深远影响。 目前，度假村沿盘山公路建立了25个储水池，度假村的17-18号、25-32号楼以及5万平米的隆磡建筑群预计居住2408人，产生的生活污水量约313吨/日，这些污水能够通过管道进入此储水池处，我公司受红磡集团委托，以上述水池为基础，对污水处理设施进行方案设计。在此根据我们以往的工程经验和污水水质情况，向贵公司提供技术方案。 二、方案编制依据及编制原则 （一）编制依据 1、相关标准和规范 ◆“室外排水设计规范”GB50014-2006； ◆“给水排水工程构筑物结构设计规范”GB50069-2002； ◆“污水再生利用工程设计规范”GB50335-2002；
河道人工湿地处理工艺 处理工艺流程框图 本方案水处理工艺流程说明 由于河道河水氨氮含量较高，脱氮处理中反硝化作用阶段前充分的硝化作用是非常必要的，因此在人工湿地前端设置好养生物塘，河水经过拱水井自流入到好养生物塘。为提高组合工艺整体的脱氮效率，考虑将垂直流人工湿地放在组合工艺前端，有利于提高湿地系统的输氧能力，从而提高硝化作用提高脱氮效率。好养生物塘的出水自流先后进入水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地组合成的复合潜流人工湿地系统，最后经过表流人工湿地，这样利用植物吸收、微生物降解、填料过滤吸附等作用去除污水中的污染物。相对于其他处理技术，人工湿地具有投资省、效率高、维护简单等优点，对于污染物浓度相对较低的农村生活污水，是一种较好的处理技术。人工湿地出水达标排入河道。 本方案水各处理单元功能描述 (1) 好养生物塘
用于去除原污水中悬浮物及大颗粒杂物，可以防止垂直流人工湿地的堵塞，保护后续人工湿地的运行稳定。利用太阳能曝气增氧，提高水中的溶解氧，促进氨氮的氧化作用，进而充分的硝化作用，使脱氮处理中反硝化作用阶段可以充分反应，提高了脱氮效率。减轻后续人工湿地的治理负荷。 (2) 人工湿地 本单元综合了物理、化学和生物的三种作用对污水进行进一步的处理。系统成熟后，特种填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。污水流经生物膜时，残余的SS被填料和植物根系有机截留，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。同时系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次呈现出好氧、厌氧和缺氧状态，保证了废水中氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除。老化的微生物作为肥料被植物吸收。 人工湿地可按污水在湿地床中流动的方式不同而分为三种类型：地表流人工湿地（SFW）、潜流型人工湿地（SSFW）。潜流型人工湿地又包括水平流人工湿地和垂直流人工湿地。 表面流人工湿地植物根系发达，可通过根系向基质送氧，使基质中形成多个好氧、兼性厌氧和厌氧小区，利于多种微生物的繁殖。
人工湿地污水处理技术 一、通过建造类似沼泽的湿地，将污水投配到湿地上利用土壤、人工介质、植物等的物理、化学以及生物作用对污水进行转化、去除。 人工湿地是一种综合的生态系统,利用系统中各种生物对其进行处理。 二、分类；自由水面流人工湿地、潜流型人工湿地、垂直水流型人工湿地。 去除范围；N、P、SS、病原体、有机物，BOD5去除率85%-95%，COD去除率80%。（进水浓度较低时） 三、特点；处理效果好、工艺简单、投资少、运行费用低、缓冲容量大并且非常适合中小型村庄生活污水集中处理。 四、适用范围；农村集中式和分散式污水处理系统 设计时可以因地制宜 五、注意事项；1、必须做好防渗工作（可用土工布或三灰土夯实预防）2、湿地植物应耐水、根系发达、吸收氮磷量大等。2、植物最好是春季种植。3、植物在初期为使其有较好的生长条件应适当的控制湿地水位。4、做好日常护理，及时清理。5、不耐寒植物在冬季前要做好防冻措施。 水解酸化与人工湿地组合处理技术
适用地区：农村地区小规模生活污水的处理（较为适合南方地区，北方地区因天气原因可使用潜流型人工湿地）一、以下工艺流程参考跑蓝环保科技有限公司的实地施工过程 污水格栅/泵水解酸化 池人工湿地排放简介；格栅可去除大颗粒物。水解酸化池（污水中污染物浓度低是用水解酸化池，浓度高时采用曝气池）。人工湿地填料与植物之间会生成一层生物膜，生物膜可吸收、同化、异化水中的有机物。还可形成好氧、缺氧以及厌氧状态，使水中氮磷能够进行硝化和反硝化作用。运行中产生的污泥必须要稳定化后才能运出。 工艺部分设备（可调） 水解酸化池可用曝气池替换 水解酸化池和人工湿地系统之间可加缺氧好氧池，依据出水水质要求和地方经济条件而定。 工艺主要构筑物 ①格栅井：内置粗格栅②进水渠：内置细格栅③提升泵站：内置潜污泵④水解池：内置填料及潜水曝气池⑤二沉池⑥污泥储池⑦中间水池：内置潜污泵 主要设备：①格栅：自制简单格栅②潜水曝气机③提升泵：耦合式潜污泵
人工湿地设计规范 1总则 1.0.1为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染环境防治法》，规范人工湿地污水处理技术，保护和改善环境，提高人民健康水平，建设环境友好型社会，特制定本规程。 1.0.2本规程适用于江苏省内人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理。 1.0.3人工湿地污水处理对象为生活污水、生活废水，或具有类似性质的污废水。包括城市生活污水、农村生活污水、学校生活污水、住宅小区生活污水、宾馆污水、机关事业单位污水、疗养院污水、景区污水、污水处理厂尾水等。 1.0.4本规程适用的处理规模:生活污水处理规模≤2000m3/日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m3/日处理水量。 1.0.5人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理除应符合本规程外，还应符合国家、省现行有关标准的规定。 2术语 2.1.1人工湿地constructedwetlands 人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。 人工湿地分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。 2.1.2表面流人工湿地freewatersurfaceconstructedwetlands
指水在人工湿地介质层表面流动，依靠表层介质、植物根茎的拦截及其上的生物膜降解作用，使水净化的人工湿地。 2.1.3水平潜流人工湿地 subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands 指水从人工湿地池体一端进入，水平流经人工湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及生物膜的降解作用，使水净化的人工湿地。 2.1.4垂直流人工湿地verticalflowconstructedwetlands 指水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排出，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出，使水得以净化的人工湿地。垂直流人工湿地分单向垂直流人工湿地和复合垂直流人工湿地两种。 2.1.5孔隙率porosity 指人工湿地充填介质中，存在于介质间的孔隙体积占全部体积的百分比。 2.1.6水力停留时间hydraulicretentiontime 指水在人工湿地内的平均停留时间。 2.1.7表面污染物负荷organicsurfaceloading 指一定人工湿地表面积中，单位时间内去除的污染物数量。 2.1.8表面水力负荷hydraulicsurfaceloading 指一定人工湿地表面中，单位时间内通过的水体积。 2.1.9水力坡度hydraulicslope 指水在人工湿地内，沿水流方向单位渗流路程长度上的水位下降值。 2.1.10渗透系数permeabilitycoefficient指水在人工湿地介质或防渗层中，单位时间内流动通过的距离。 3人工湿地处理工艺设计 3.1处理设施选址与总体布置
潜流式人工湿地设计计算书 设计规模300t/d；水质类型，农村生活污水。 1、集水调节池基本参数 有效容积：m3 式中：Q max —设计进水流量，m3 HRT—水力停留时间，h 调节池高度取3m，其中超高0.5m，有效池深2.5m 有效面积:m2 式中：he—调节池有效高度 集水调节池主要作用是均匀水质，稳定水量，起到一定的缓冲调节作用。 集水调节池设计规模为300m3/d，即12.5m3/h，水力停留时间HRT按6小时计算，调节池有效容积为75m3。考虑现场实际情况， 调节池设计尺寸为：L×B×H=8×4×3m； 实际有效容积L×B×H=8m×4m×2.5m=80m3。 2、污水提升泵泵参数 流量：Q=10m3/h； 数量：3台，两用一备； 扬程：15m； 功率：0.75KW； 效率：40%。 3、人工湿地基本参数 人工湿地面积：A=； 式中， A---人工湿地面积，m2； Q---人工湿地设计水量，m3/d； C 0---人工湿地进水BOD 5 浓度，mg/L； C 1---人工湿地出水BOD 5 浓度，mg/L； q os ---表面有机负荷，kg/(m2·d)；
经计算，理论人工湿地面积 m2。 本项目受场地限制，人工湿地面积为750 m2。 表面水力负荷m3/(m2·d)。 人工深度一般小于2m，本项目设计取值1.5m，其中基质层厚度1.2m，超高 0.3m。 水力停留时间d。 式中： t—水力停留时间，d； —空隙率，%； V—人工湿地基质在自然状态下的体积，m3； Q—人工湿地设计水量，m3/d。 水力坡度,宜为0.5%-1%，本项目设计取值0.8%。 i—水力坡度，%； △H—污水在人工湿地内渗流路程长度的水位下降值，m； L—污水在人工湿地内渗流路程的水平距离，m。 4、平面设计 潜流湿地面积为750 m2，长宽比一般控制在1至3之间。 考虑湿地与周围景观相融合，将湿地分为三块，每一部分尺寸为L=25m，B=10m； 进出水系统的布置： 湿地床的进出水系统应保证配水的均匀性，一般采用多孔管和三角堰等配水装置。进水管应比湿地床高出0.3m。湿地的出水系统一般根据对床中水位调节的要求，出水区的末端砾石填料层的底部设置穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门以调节床内的水位。穿孔管可设置于床面以下，长度宜略小于人工湿地宽度。穿孔管相邻孔距一般按人工湿地宽度的10%计，不宜大于1m，孔径宜为2cm-3cm。本项目设计穿孔管采用DN65PE管，长度8m，孔距60cm，孔径3cm。
人工湿地处理污染河水的研究进展 关艳艳等 目前，国内外研究的人工湿地类型主要有表面流人工湿地、潜流人工湿地以及组合人工湿地系统 3 类。其中潜流人工湿地根据水流形态又分为水平流和垂直流两类。Dongqing Zhang 等人比较了国内表面流、水平潜流、垂直潜流和组合系统的人工湿地运行数据，指出组合系统对TSS，BOD5，COD 和TP 的去除率是最高的。相对于垂直潜流系统，水平潜流湿地对BOD5和TP 的去除率较高，对TN 的去除则呈现出明显的优势，而垂直潜流系统对TSS 有较高的去除率。 2.1 表面流人工湿地 表面流人工湿地（SF）是各类型湿地中最接近自然湿地的一种。绝大部分有机物的去除是由长在植物水下茎、杆上的生物膜来完成，因而不能充分利用填料及丰富的植物根系目前国内较少采用，具体到应用表面流人工湿地处理污染河水，这方面的研究就更少了。 2.2 潜流人工湿地 潜流人工湿地常用的植物有香蒲、芦苇、风车草、再力花、灯芯草等。在美国，大约40%的潜流型湿地只种植香蒲一种植物。欧洲国家多数种植芦苇，也有一些是种植多种植物的系统。我国潜流人工湿地系统多采用多种植物交叉栽种。 2.2.1 水平潜流人工湿地 水平潜流人工湿地(HF)系统污水在填料床内部流动，水位较深，可以充分利用填料表面、植物根系上生长的生物膜和丰富的植物根系、表土层以及填料的截留等作用，处理效果较好。同时，该种系统的保温性较好、处理能力受气候影响小、卫生条件好，是国内外应用最广泛的人工湿地系统。 香蒲根系发达，植株较矮，去污能力强，特别是应用在人工湿地系统中时对氮和磷去除
能力较强，适合用于人工湿地污水处理系统，特别是处理低浓度废水，而其处理高浓度废水还有待进一步的研究。 在TN 的去除中硝化菌和反硝化菌占据重要作用，并且这两种菌对温度的变化较为敏感，而有机物的去除主要通过植物的吸收和微生物的转化，填料介质对磷的物理截流占总除磷量的70%左右，SS 的去除主要是植物根系和填料的吸附和截流作用，所以，温度的变化对氨氮的去除有较明显的影响，对COD、TP、SS 的影响不明显。 夏季氨氮去除率可达70%左右，但冬季水温降低到15℃以下时，氨氮去除率降低到30%以下，而温度对人工湿地COD 去除效果的影响很小。 针对冬季运行处理效率低的问题，有学者提出可以在湿地表面覆盖一层地膜。研究表明，在湿地表面覆盖塑料地膜后，氨氮平均去除率由29.4%上升到67.6%，COD的平均去除率由29.0%提高到46.6%，证明覆盖地膜能有效地提高系统对污染物的去除效果。此外，除了采用塑料膜，还可以考虑覆盖秋季收割的湿地植物保温（因为植物被水浸泡会释放一定量的氮磷等营养物质，所以该种方法只适用于正常运行的水平潜流湿地，不适用于表面有积水的表面流和垂直潜流湿地）或通过增加水力停留时间来适当弥补。 水力停留时间（HRT）对潜流湿地系统净化效果也有重要影响。HRT 较小时，随着HRT 的延长，COD、TN、TP 的去除率均不断增加，当HRT 超过一定时间之后，去除率变化不再明显。这种变化是因为一定量的植物和一定体积填料上的生物膜能处理的有机物负荷等有一定的限值，同时植物和微生物的吸收和转化需要一定的时间。SS的去除基本不受HRT 的影响。填料的选择是构建人工湿地系统时应该认真考虑的一方面内容。相对于其他污染物质来说，由于磷的去除主要是通过填料对不溶性磷的吸附和沉积作用，不同填料对磷的去除有较大影响，因此若待处理的污染河水中磷的含量较高，人工湿地最好选择飞灰或页岩为填料，其次是铝矾土、石灰石、膨润土。另外，填料的堵塞问题是影响人工湿地系统正常运行
人工湿地污水处理工 艺流程
人工湿地污水处理技术 一、通过建造类似沼泽的湿地，将污水投配到湿地上利用土壤、人工介质、植物等的物理、化学以及生物作用对污水进行转化、去除。 人工湿地是一种综合的生态系统,利用系统中各种生物对其进行处理。 二、分类；自由水面流人工湿地、潜流型人工湿地、垂直水流型人工湿地。 去除范围；N、P、SS、病原体、有机物，BOD5去除率85%-95%，COD去除率80%。（进水浓度较低时） 三、特点；处理效果好、工艺简单、投资少、运行费用低、缓冲容量大并且非常适合中小型村庄生活污水集中处理。 四、适用范围；农村集中式和分散式污水处理系统 设计时可以因地制宜 五、注意事项；1、必须做好防渗工作（可用土工布或三灰土夯实预防）2、湿地植物应耐水、根系发达、吸收氮磷量大等。2、植物最好是春季种植。3、植物在初期为使其有较好的生长条件应适当的控制湿地水位。4、做好日常护理，及时清理。5、不耐寒植物在冬季前要做好防冻措施。 水解酸化与人工湿地组合处理技术
适用地区：农村地区小规模生活污水的处理（较为适合南方地区，北方地区因天气原因可使用潜流型人工湿地）一、以下工艺流程参考跑蓝环保科技有限公司的实地施工过程 污水格栅/泵水解酸化 池人工湿地排放简介；格栅可去除大颗粒物。水解酸化池（污水中污染物浓度低是用水解酸化池，浓度高时采用曝气池）。人工湿地填料与植物之间会生成一层生物膜，生物膜可吸收、同化、异化水中的有机物。还可形成好氧、缺氧以及厌氧状态，使水中氮磷能够进行硝化和反硝化作用。运行中产生的污泥必须要稳定化后才能运出。 工艺部分设备（可调） 水解酸化池可用曝气池替换 水解酸化池和人工湿地系统之间可加缺氧好氧池，依据出水水质要求和地方经济条件而定。 工艺主要构筑物 ①格栅井：内置粗格栅②进水渠：内置细格栅③提升泵站：内置潜污泵④水解池：内置填料及潜水曝气池⑤二沉池⑥污泥储池⑦中间水池：内置潜污泵 主要设备：①格栅：自制简单格栅②潜水曝气机③提升泵：耦合式潜污泵
人工湿地处理技术简介 人工湿地处理技术是利用生态工程的方法，在一定的填料上种植特定的湿地植物，建立起一个人工湿地生态系统，当水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，使水质得到净化。该技术具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点，同时如果选择合适的湿地植物还具有美化环境的作用。适用范围经过人工湿地系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，因此它实际上是一种深度处理的方法。 一、人工湿地系统的构造 人工湿地是由填料、水生植物共同组成的独特的动植物生态系统 ①湿地填料的选择填料的选择对人工湿地的处理效果有很大的影响。填料在人工湿地中为植物提供物理支持，为各种化合物和复杂离子提供反应界面及对微生物提供附着。常用到的填料有土壤、砾石、砂、沸石、碎瓦片、灰渣等。根据处理目的，污染物的特征不同而有不同的填料选择。一般来说，以处理SS、COD和BOD为主要特征污染物时可选用土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣中的一种或几种为填料。对脱N 除P要求高的，可以选择对这两者有较强去除能力的填料进行优化组合。如采用沸石和石灰石的结合既考虑了沸石对NH4+-N的吸附、活化土壤中难溶性P及进行生物再生作用又利用了石灰石对P的高吸附特性，达到同时脱N除P的目的。现在填料的选择多偏向于较大颗粒的粒径，原因是水流在粒径较大的填料床内的短路最小，能够形成渠流，并且堵塞现象发生少，不易分散。 ②水生植物的选择植物是人工湿地的重要组成部分。水生植物在人工湿地的作用有：将景观水中的部分污染物作为自身生长的养料而被吸收；能够将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质；根系生长有利于景观水均匀地分布在湿地植物床过水断面上，向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境；增加或稳定土壤的透水性。可用于组合式湿地的植物有：芦苇、香蒲、灯心草、风车草、水葱、香根草、浮萍等，其中应用最广的是芦苇。植物的选择最好是取当地的或本地区天然湿地中存在的植物，以保证对当地气候环境的适应性，并尽可能地增加湿地系统的生物多样性以提高湿地系统的综合处理能力。植物的栽种方式有播种法和移栽插种法。移栽插种比较经济快捷。 二、人工湿地系统的类型 人工湿地系统根据湿地中主要植物类型可分为浮生植物系统、挺水植物系统和沉水
收稿日期:2005-05-111 作者简介:朱宝英(1982～),女,吉林省公主岭市人,2004级研究生. 3建设部科技开发项目[04222067]1 人工湿地雨水处理系统设计3 朱宝英 赵立辉 董 婵 崔玉波 (吉林建筑工程学院市政与环境工程学院,长春 130021) 摘要:利用人工湿地处理雨水是近年发展起来的新型雨水处理技术,在我国南方部分地区虽然已有雨水处理的人工湿地工程,但设计理念受传统思想束缚,与欧美等该技术发源国相比,存在一定差异,笔者就国外对人工湿地雨水处理系统的设计进行总结,介绍设计中的内容和理念. 关键词:人工湿地;雨水处理;设计 中图分类号:X 703 文献标识码:A 文章编号:100921288(2006)0120006203 我国地域辽阔,年降雨量分布很不均匀,应及时进行处理,否则会加重地表水的污染.各国研究表明,与传统污水处理工艺相比,人工湿地投资低廉,管理简单,且基本不需要运行费用,同时可增加绿色面积,起到改善生态环境的作用,并能为某些特定的生物物种提供固定的栖息地.近年来,该技术在美国、德国、英国等国家发展很快,并且,得到政府的大力支持.在国际上,人工湿地系统已经成为解决暴雨径流污染的主要措施.暴雨处理,主要是利用湿地去除雨水中的氮、磷、悬浮固体物质和重金属. 1 设计程序 (1)设计目的.设计目的对湿地设计起引导作用.设计目的包括:湿地处理性能、保护当地植物群落和美化环境. (2)功能设计.功能设计在详细设计之前准备并完成.人工湿地的功能在于降低雨水中现存的污染物质,以便和城市的发展相匹配. (3)详细设计.湿地详细设计包括所有与湿地有关的技术说明,这些说明将在湿地建设中使用. 2 湿地建设 湿地处理系统主要有三个部分:预处理区、进水区和湿地处理区. (1)预处理区(去除粗大的污染物).将粗大的污染物从湿地中清除,既繁重又困难,因而要进行预处理.预处理的设计要求如下:①可截留大于20mm 的物质;②为了减小清除频率,预处理区要具有一定的贮存能力,一般每年最多清除4次. (2)进水区(消能和沉积).沉积物太粗大或水流速度过大都可能造成不利影响,以下方法也可达到去除粗大沉积物质的目的: ①在预处理区设置枯枝落叶层;②利用进水区去除粗大沉积物;③无论采用哪种方法,都必须使直径大于125μm 的微粒去除率达到95%;④应该具有贮存沉积物达5年的能力. 进水区设计要求如下:①沉淀池的长宽比例在5∶1和10∶1之间,能有效地消能,将水流速度降至110m/s 以下,以助于沉淀;②沉淀池最大深度应比正常水位低115m ～210m ;③沉淀池必须确保斜坡和栅栏的安全性;④进水区和沉淀区的最高水位线应该比下游大型植物区的正常水位线高015m ;⑤采用能够减弱水流的超越设施,将标准水位降低015m ,以便于建立植物的维护通道;⑥当清除所收集到的沉淀物时,必须 第23卷 第1期2006年3月吉 林 建 筑 工 程 学 院 学 报Journal of Jilin Architectural and Civil Engineering Institute Vol.23 No.1Mar 12006
潜流式人工湿地设计计算书设计规模300t/d；水质类型，农村生活污水。 1、集水调节池基本参数 有效容积：V V=V VVV×VVV=12.5×6=75m3 式中：Q max —设计进水流量，m3 HRT—水力停留时间，h 调节池高度取3m，其中超高0.5m，有效池深2.5m 有效面积:Ae=VV V V =75 2.5 =30m2 式中：he—调节池有效高度 集水调节池主要作用是均匀水质，稳定水量，起到一定的缓冲调节作用。 集水调节池设计规模为300m3/d，即12.5m3/h，水力停留时间HRT按6小时计算，调节池有效容积为75m3。考虑现场实际情况， 调节池设计尺寸为：L×B×H=8×4×3m； 实际有效容积L×B×H=8m×4m×2.5m=80m3。 2、污水提升泵泵参数 流量：Q=10m3/h； 数量：3台，两用一备； 扬程：15m； 功率：0.75KW； 效率：40%。 3、人工湿地基本参数 人工湿地面积：A=V×(V0?V1)×10?3 V VV ；
式中， A---人工湿地面积，m 2； Q---人工湿地设计水量，m 3 /d ； C 0---人工湿地进水BOD 5浓度，mg/L ； C 1---人工湿地出水BOD 5浓度，mg/L ； q os ---表面有机负荷，kg/(m 2·d)； 经计算，理论人工湿地面积A = 300×(50?10)×10?3 100×10 ?4 =1200 m 2。 本项目受场地限制，人工湿地面积为750 m 2。 表面水力负荷V VV =V V =300 750=0.4m 3/(m 2·d)。 人工深度一般小于2m ，本项目设计取值1.5m ，其中基质层厚度1.2m ，超高0.3m 。 水力停留时间t =V ×V V = 750×1.2×0.4 300 =1.2d 。 式中： t —水力停留时间，d ； V —空隙率，%； V —人工湿地基质在自然状态下的体积，m 3； Q —人工湿地设计水量，m 3/d 。 水力坡度i = ?V V ×100%,宜为0.5%-1%，本项目设计取值0.8%。 i —水力坡度，%； △H —污水在人工湿地内渗流路程长度的水位下降值，m ； L —污水在人工湿地内渗流路程的水平距离，m 。 4、平面设计
人工湿地污水处理技术-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
人工湿地污水处理技术 人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。 人工湿地污水处理系统所针对的污染物（环境影响主力因子）主要为氮、磷、悬浮物（SS）、有机物（BOD、COD）、重金属等。 悬浮物的去除：悬浮物（SS）的去除主要通过基质的过滤、污泥沉淀及根 系附着来完成。 为防止在进水口附近发生堵塞，进水前应设置预处理以降 低总固体浓度，一般设置沉淀池即可。 有机物的去除：微生物在具有巨大比表面积的土壤颗粒表面形成一层生物 膜，当污水流经土壤颗粒表面时，不溶性的有机物通过基质 的沉淀、过滤和吸附作用被截留，然后被微小生物利用；可 溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的 代谢过程而被分解去除。 氮、磷的去除：污水中的氮包括无机氮和有机氮。无机氮包括氨氮、亚硝 酸盐和硝酸盐；有机氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。其 去除途径包括基质的吸附、过滤、沉淀、挥发、植物的吸收 和微生物硝化、反硝化作用。 污水中的磷包括有机磷和无机磷。其去除途径主要包括微生 物同化、基质吸附、植物吸收及污泥沉淀。工程实际及理论 研究均表明，污水中磷的去除是以基质吸附及污泥沉淀为 主。 重金属的去除：金属离子去除机理主要有：植物的吸收和富集作用、土壤胶体颗粒的吸附、悬浮颗粒的过滤和沉淀，人工湿地对污水中 重金属去除是通过植物、微生物、土壤基质等组成成分共同 起作用的。 流程：
城镇污水厂尾水人工湿地深度处理过程中加氯消毒方式的研究本研究以我国中南地区某地城市污水处理厂尾水(二级处理出水,一级A)为 研究对象,针对城镇污水厂尾水人工湿地深度处理过程中加氯消毒时机与位点不确定的问题,采用垂直流人工湿地处理单元和次氯酸钠消毒作为深度处理工艺组合,考察湿地进水加氯对人工湿地净化效果及基质酶活性的影响及湿地出水加氯对沉水植物的胁迫响应。主要研究内容及成果如下：(1)垂直流人工湿地系统中CODcr、TN、NH4+-N及TP去除率随着水力停留时间HRT的延长呈现先上升后下 降或趋于稳定趋势,各污染指标去除率最高时对应的水力停留时间分别为4d、2d、3d、3d。 (2)垂直流人工湿地处理未消毒处理厂尾水,当各水质指标进水浓度均值分 别为CODcr 47.5mg/L、TP 1.2 mg/L、TN 27.1 mg/L、NH4+-N 16.7 mg/L其对应的出水浓度平均值分别为CODcr 27.8 mg/L、TP 0.5 mg/L、TN 2.1 mg/L、NH4+-N 1.3mg/L,出水水质满足景观环境用水的再生水水质标准(GB/T 18921-2002)。当次氯酸钠投加量在6.0mg/L及以下时,人工湿地运行受加氯消毒的影响较小,C2 试验组对营养盐、有机物的去除效果与对照组C1类似；当次氯酸钠投加量达到12.0mg/L时,人工湿地中基质酶活性下降,导致人工湿地去污能力也随之下降, 甚至出现负去除率的现象,主要表现在磷的释放和亚硝酸盐的累积。 (3)未消毒的处理厂尾水经人工湿地处理后UV254、DOC及E4/E6会明显下降,而UV253/UV203、SUVA值上升。投加次氯酸钠能够提高系统对SUVA、UV253/UV203的去除效果,降低出水中有机物芳向度。 (4)结合外观表征和生理指标的变化,次氯酸钠对苦草(Vallisneria spiralls)金鱼藻(Ceratophyllum Demersum Linn)致死阈浓度为1.0mg/L;当
东汶河人工湿地污水处理厂尾水深度处理工程设计 作者：吴海明， 王跃昌， 袁佐栋， 张建 作者单位：吴海明,张建(山东大学环境科学与工程学院，济南 250100)， 王跃昌(北京远浪潮科技有限公司，北京 100102)， 袁佐栋(临沂市环境保护局，临沂 276000) 本文读者也读过(10条) 1.潘劲松.赵利平绍兴县城镇供水系统漏损控制技术探索[会议论文]-2011 2.王亚彬栖霞经济开发区污水处理厂的优选工艺[期刊论文]-科技致富向导2010(6) 3.周谋望运动创伤康复原则与实践[会议论文]-2011 4.叶芬.李瑶.李富兰.曾永联.廖锐聪一点红组织培养中激素水平对增殖的影响[会议论文]-2011 5.高成勋.刘余松铸钢后桥壳体V法铸造生产和常见缺陷分析[会议论文]-2011 6.糜嘉平我国推广应用新型脚手架存在的主要问题[会议论文]-2011 7.付晋凤烧伤整形及康复治疗[会议论文]-2011 8.Haijiao Wang.Cangjin Yang.Chi Zhang.Niyan Wang.Xuelu Wang A novel brassinosteroid signaling pathway from receptor to transcription factors and its role in plant development[会议论文]-2011 9.王军.马新梅.侯丙凯植物细胞分裂素N-糖基化修饰功能基因研究[会议论文]-2011 10.Qiguang Xie.Xian Liu.Peng Wang.Yubo Xu.C.Robertson McClung.XiaodongXu Circadian rhythms in Arabidopsis and Brassica[会议论文]-2011 本文链接：https://www.doczj.com/doc/487344169.html,/Conference_7548330.aspx
XXXXXXXXX度假村 人工湿地污水处理工程 技术方案 XXXXXXXXX 2010年7月9日
目录
第一章总论 一、概述 XXXXXXXXX度假村北拱皇家园林九龙山国家森林公园，南邻碧波万倾的翠屏湖，东通清东陵，西达娘娘顶和黄崖关古长城。度假村山 环水绕、奇石怪岩、风光秀美，是蓟县观光旅游的理想去处之一。正式运行后每天将产生大量的生活污水，必须建立一套有效的污水处理设施，使污水处理达标后排放，这既可以保护景区优美的生态环境，又可以对度假村的可持续发展产生深远影响。 目前，度假村沿盘山公路建立了25个储水池，度假村的17-18号、25-32号楼以及5万平米的隆磡建筑群预计居住2408人，产生的生活污水量约313吨/日，这些污水能够通过管道进入此储水池处，我公司受红磡集团委托，以上述水池为基础，对污水处理设施进行方案设计。在此根据我们以往的工程经验和污水水质情况，向贵公司提供技术方案。二、方案编制依据及编制原则 （一）编制依据 1、相关标准和规范 ◆“室外排水设计规范”GB50014-2006； ◆“给水排水工程构筑物结构设计规范”GB50069-2002； ◆“污水再生利用工程设计规范”GB50335-2002； ◆“XXXXXXXXX污水综合排放标准”D B12/356-2008；
◆“城镇污水处理厂污染物排放标准” GB18918-2002； ◆“城市污水再生利用景观环境用水水质”GB/T18921-2002。 2、基础资料 ◆甲方提供的原污水处理设计图纸及资料； ◆甲方提供的污水水量、排放特点与排放规律； ◆甲方提供的排放要求指标。 （二）编制原则 ◆尽量利用原有水池进行污水处理设施建设。 ◆严格按照国家的有关标准、规范进行设计、策划，力求方案的科学性、严密性、完整性。 ◆所采用的技术、设备应做到污水、污泥各级处理单元配套齐全，投资省、运行费用低，至整个工程实施后，除对生产污水进行有效的处理外，应能改善和保持周边地区的环境质量，不存在诸如异味、噪声等方面的二次污染问题。 三、设计范围与工程内容 （一）设计范围 自污水进入污水处理站开始，经过各级处理单元，至污水达标排放口为止。 （二）工程内容
人工湿地处理池 ——产品介绍//Product Introduction Lt人工湿地处理池是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能，且人为监督控制的废水处理系统，是集物理、化学、生化反应于一体的废水处理技术，是一种天然净化与人工处理相结合的复合工艺；由于人工基质和生长在其上的水生植物组成，是一个独特土壤、植物、微生物综合生态系统；由预处理、后处理设施构成完整的污水处理系统，出水水质达到国家《污水综合排放标准》（GB/8978-1996）一级标准。 适用于有空余土地可供建造湿地、出水要求较高的地方，可以集中或分散处理。各类村庄、住宅小区、学校、敬老院、农家乐等均可选择此模式。 ——阿科蔓人工水草生物处理模式 阿科蔓生态基是一种应用于生态性水处理的高科技材料（微生物载体）。阿科蔓技术已经成功应用于湖泊、水库、湿地、人工景观水体、饮用水源的前处理及长期维护；城市污水深度处理与利用、城镇小区生活污水处理与资源利用、景观一体化建设；农村污水治理、环境卫生整治、生态环境一体化建设、城镇区域性污水处理及高效生态系统建设、高浓度废水生态处理和高效生态健康的水产养殖等领域。 ——产品标准//Product Standards 出水达到国家《污水综合排放标准》（GB/8978-1996）一级标准 ——应用领域//Application Field 适用于有自然氧化塘（水塘）、出水要求较高的地方，可以集中或分散处理。山区、半山区和平原地区有一定地势落差的村庄均可适用。有一定地势落差的住宅小区、学校、敬老院和农家乐等也可选择此模式。 ——工艺流程//Process 无动力型：原水→预处理池→泛氧化塘→出水 微动力型：原水→预处理池→泛氧化塘→出水 射流曝气 ——技术特点//Technical Characteristics 纯生态的方法，安全无污染，效果持久，提升改善水体水质的同时，增强水生态系统的自净能力；以培养土著的微生物来实现长期的净化，无需另外投加药剂或微生物菌种，材料本身惰性耐用外，亦修复增强水体的自净能力，效果持久
人工湿地污水处理技 术
人工湿地污水处理技术 人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。 人工湿地污水处理系统所针对的污染物（环境影响主力因子）主要为氮、磷、悬浮物（SS）、有机物（BOD、COD）、重金属等。 悬浮物的去除：悬浮物（SS）的去除主要通过基质的过滤、污泥沉淀及根 系附着来完成。 为防止在进水口附近发生堵塞，进水前应设置预处理以降 低总固体浓度，一般设置沉淀池即可。 有机物的去除：微生物在具有巨大比表面积的土壤颗粒表面形成一层生物 膜，当污水流经土壤颗粒表面时，不溶性的有机物通过基质 的沉淀、过滤和吸附作用被截留，然后被微小生物利用；可 溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的 代谢过程而被分解去除。 氮、磷的去除：污水中的氮包括无机氮和有机氮。无机氮包括氨氮、亚硝 酸盐和硝酸盐；有机氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。其 去除途径包括基质的吸附、过滤、沉淀、挥发、植物的吸收 和微生物硝化、反硝化作用。 污水中的磷包括有机磷和无机磷。其去除途径主要包括微生 物同化、基质吸附、植物吸收及污泥沉淀。工程实际及理论
研究均表明，污水中磷的去除是以基质吸附及污泥沉淀为 主。 重金属的去除：金属离子去除机理主要有：植物的吸收和富集作用、土壤胶体颗粒的吸附、悬浮颗粒的过滤和沉淀，人工湿地对污水中 重金属去除是通过植物、微生物、土壤基质等组成成分共同 起作用的。 流程： 1、当工程接纳城镇生活污水及与生活污水性质相近的其它污水时，基本工艺流程为: 2、当工程接纳城镇污水处理厂出水时，基本工艺流程为: 污水中的大部分有机物最终被异养微生物转化为微生物体、CO2、甲烷和水、无机氮、无机磷。 负荷计算：人工湿地的表面积设计应考虑最大污染负荷和水力负荷，可按COD cr表面负荷、水力负荷、TN表面负荷、NH4+-N表面负荷、TP表面负荷进行计算，应取设计计算结果中的最大值，并校核水力停留时间是否满足设计要求。 进水水质：宜控制COD≤200mg/L，SS≤80mg/L。
人工湿地污水处理技术 人工湿地就是人们模拟天然湿地系统结构与功能而建造得、可控制运行得湿地系统,用以对受污染水进行处理得一种工艺,由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时,其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。 人工湿地污水处理系统所针对得污染物(环境影响主力因子)主要为氮、磷、悬浮物(SS)、有机物(BOD、COD)、重金属等。 悬浮物得去除:悬浮物(SS)得去除主要通过基质得过滤、污泥沉淀及根系附着来完成。 为防止在进水口附近发生堵塞,进水前应设置预处理以降低总固体浓度, 一般设置沉淀池即可。 有机物得去除:微生物在具有巨大比表面积得土壤颗粒表面形成一层生物膜,当污水流经土壤颗粒表面时,不溶性得有机物通过基质得沉淀、过滤与吸附作用被截 留,然后被微小生物利用;可溶性有机物则通过植物根系生物膜得吸附、吸 收及微生物得代谢过程而被分解去除。 氮、磷得去除:污水中得氮包括无机氮与有机氮。无机氮包括氨氮、亚硝酸盐与硝酸盐; 有机氮包括尿素、氨基酸、嘌呤与嘧啶。其去除途径包括基质得吸附、 过滤、沉淀、挥发、植物得吸收与微生物硝化、反硝化作用。 污水中得磷包括有机磷与无机磷。其去除途径主要包括微生物同化、基 质吸附、植物吸收及污泥沉淀。工程实际及理论研究均表明,污水中磷得 去除就是以基质吸附及污泥沉淀为主。 重金属得去除:金属离子去除机理主要有:植物得吸收与富集作用、土壤胶体颗粒得吸附、悬浮颗粒得过滤与沉淀,人工湿地对污水中重金属去除就是通过植物、微 生物、土壤基质等组成成分共同起作用得。 流程: 1、当工程接纳城镇生活污水及与生活污水性质相近得其它污水时,基本工艺流程为: 2、当工程接纳城镇污水处理厂出水时,基本工艺流程为: 污水中得大部分有机物最终被异养微生物转化为微生物体、CO2、甲烷与水、无机氮、无机磷。 负荷计算:人工湿地得表面积设计应考虑最大污染负荷与水力负荷,可按COD cr表面负荷、水力负荷、TN表面负荷、NH4+-N表面负荷、TP表面负荷进行计算,应取设计计算结果中得最大值,并校核水力停留时间就是否满足设计要求。 进水水质:宜控制COD≤200mg/L,SS≤80mg/L。 工艺形式:自由表面流、水平潜流、垂直潜流。其中自由表面流人工湿地由于占地面积较大及存在一定得环境卫生问题,在实际污水处理工程中应用较少。 1、水平潜流人工湿地:目前国际上采用较多得就是水平潜流人工湿地。