人工湿地
1人工湿地概念及其发展
一、人工湿地的概念
人工湿地是人们有目的地建立一种与天然湿地相似的人工生态系统，水特征为水饱和或淹水状态，植物是具有耐湿或水生植物，土为水成土。人工湿地有狭义和广义两种概念。根据《湿地公约》，广义的人工湿地包括：①养殖池塘；②池塘：小水塘、灌溉池塘，面积<8hm2；③灌溉土地：灌渠、水稻田；④季节性泛滥的农田：湿草地、牧场；⑤盐业用地：盐生洼地、盐田等；⑥蓄水用地：水库、水坝、库区、河堰，面积>8hm2；⑦低洼地：泥土、砖块、砾石等洼地、矿区池塘；⑧废水处理区：沉淀池、氧化塘等；⑨运河、水沟等。狭义的人工湿地是指用于降解污染物的人工湿地。本文设计的湿地为此类湿地。
狭义的人工湿地依据不同的分类方式和理解角度，所产生的人工湿地概念也不尽相同。功能上概念：人工湿地是依据土地处理系统级水生植物处理污水的原理，由人工建立的具有湿地性质的污水处理生态系统。结构组成上概念：人工湿地是由独特的土壤（基质）和生长在其上的耐湿或水生植物组成，是一个有人为参与的基质—植物—微生物的生态系统。净化机理上概念：人工湿地利用基质—植物—微生物间的物理、化学和生物三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解实现对污水的净化。
二、人工湿地的发展
最早的人工湿地是1903年建在英国约克郡Earby的湿地系统，该系统一直持续运行到1992年，但这只是人工湿地的雏形。1953年德国的Dr. Kathe Seidel 在其研究工作中发现芦苇能去除大量有机和无机物，随着这一现象的发现，在60 年代中期，Dr. Seidel与Dr. Kichuth合作并由Dr. Kichuth 开发了“根区法”
（RZM）——在水平潜流湿地中种植芦苇，降解有机物，通过硝化反硝化去除氮，通过沉淀作用去除磷。“根区法”理论的提出，标志着人工湿地污水处理机理的初步萌芽。与此同时，出现了“厌氧微生物和芦苇处理污水”复合系统，由美国的国家空间技术实验室研究开发。自西德1974 年建成第一座完整的人工湿地以来，人工湿地在20世纪80年代得到了迅速的发展。我国在“七五”期间开始人工湿地
的研究。天津市环保所在1987年建立了我国第一个芦苇湿地工程，随后，北京昌平于1989 年建立了自由水面流人工湿地，1990 年，国家环保局华南环境科学研究所与深圳东深供水局在深圳白泥坑建成了湿地处理系统示范工程。目前，人工湿地正在向景观、绿化、资源与污水深度处理相结合的方向发展，国内最典型的实例是四川成都活水公园。人工湿地正作为一种独具特色的新型污水处理技术正式进入水污染控制领域。
2人工湿地的分类
根据水的流动状态，人工湿地系统分为自由水面系统，又称表面流湿地；潜流系统，又称潜流湿地，分为水平潜流系统和垂直潜流系统。
一、表面流湿地
污水从系统表面流过，氧通过水面扩散补给。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点，而且该湿地系统与自然湿地最为类似，具有较高的生态效益。但这种湿地系统占地面积大，水力负荷率较小，去污能力有限，运行受气候影响较大，夏季有孳生蚊蝇的现象。
图3-1 表面流人工湿地结构简图（a）主视图（b）剖面图
二、水平潜流湿地
水平潜流人工湿地污水从进口经由砂石等系统介质，以近水平流方式在系统表面以下流向出口，在此过程中，污染物得到降解。介质通常选用水力传导性良好的材料，氧主要通过植物根系释放。水平潜流湿地的水力负荷和污染负荷较大，对污染物去除效果好；缺点是系统内氧含量较少，硝化效果不如垂直
图3-2水平潜流人工湿地结构简图（a）平面图（b）剖面图
三、垂直潜流湿地
垂直潜流人工湿地系统该系统通常在整个表面设置配水系统，污水从表面纵向流向填料床底部，氧可以通过大气扩散和植物传输进入人工湿地。该系统有较高的好氧处理能力，因此硝化能力强。为防止堵塞，填料级配复杂，建造要求高，落干/淹水时间长，操作相对复杂。
图3-3 垂直流人工湿地结构简图（a）平面图（b）剖面图
三种类型人工湿地比较
人工湿地对污水处理及水质净化的应用很广泛，主要应用在以下方面：
①雨水径流和农业径流净化；
②乡城镇农村生活污水处理和住宅中水回用；
③城镇污水处理厂尾水深度处理；
④工业废水处理；
⑤入湖、入江、入海河道末端处理；
⑥湖泊、池塘、公园和生活小区富营养化水体处理。
人工湿地建立以后，除了人工栽培的高等植物外，野生动植物也会明显增多，首先是昆虫，随后是鸟类和爬行动物，再后是哺乳动物，逐渐成为一个完善的生
态系统。人工湿地植物一般为常绿植物，周年郁郁葱葱，人工湿地中又有观赏植物，花红柳绿，还有各种花草，所以很多人工湿地可以兼做公共娱乐区、生态公园、吸引游客和附近的居民，是人们休闲娱乐的好地方。
3人工湿地的去污机理
人工湿地利用基质—植物—微生物间的协同作用实现净化污水的目的。人工湿地被用于去除污水中的SS、有机物、氮、磷、有毒重金属离子、病原微生物等。前四项是人工湿地主要的去除对象，也是目前人工湿地领域研究的热点。
一、人工湿地对悬浮固体物的去除机理
悬浮固体物质在流经湿地过程中，会因填料的截留和植物的阻隔而沉积，从污水中去除。在表面流人工湿地中，水流流速较缓慢，使悬浮固体物质有足够时间同污水在湿地运移过程中发生沉积、截留和再悬浮。为尽量减小污水处理过程中再悬浮现象的发生，设计湿地的流速不宜过大，应根据湿地的摩擦特征、颗粒的沉淀特征和颗粒的扰动临界剪切力来确定。湿地植物及其散落物和根系构成了湿地的过滤床，该过滤床具有较大的孔隙度，通过惯性沉积、流线截留和扩散沉积过滤悬浮物质，并在一定程度上可限制再悬浮现象的发生。
在潜流湿地中，水体不与植物的散落物直接接触，与表面流湿地形成的过滤床所产生的沉积过程不同，而且湿地表面的风和动物也不会再引起再悬浮现象的发生。潜流湿地对悬浮固体物质的去除是通过介质过滤作用，颗粒沉积在水滞留的孔隙中，发生着颗粒化过程。
二、人工湿地对有机物的去除机理
碳化合物与每个生命过程息息相关，拥有动物、植物和微生物的湿地生态系统中的碳循环很活跃。在污水处理领域，BOD5、COD、DC、TC、VOC、TOC等是表征有机物的主要指标，其中前两个指标最为常用。
有机物分为不溶性有机物和可溶性有机物。不溶性有机物在湿地中的去除主要是通过湿地基质的吸附和过滤，在基质中沉积从而被分解或者利用。可溶性有机物主要利用的是微生物作用——植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解而被分解去除。最终污水中的有机物是被异样微生物转化为CO2、H2O和微生物体，微生物体的最终去除需要通过定期地更换填料和收割植物。
基质对有机物的去除主要通过吸附和离子交换作用。在合适的条件下，一些阳离子，如：Ca2+、Mg2+等，与CO32-结合形成沉淀，包括有碳酸钙、碳酸镁、白云石等。人工湿地系统会经过一个成熟的过程，在达到成熟后，填料表面和植物根系周围将生长大量的微生物而形成生物膜，生物膜对流过的有机物可吸附、吸收，从而被微生物代谢过程分解。
三、人工湿地对N的去除机理
人工湿地对污水中的含氮污染物的去除主要依靠填料基质中的微生物（硝化细菌与反硝化细菌等）的氨化、硝化和反硝化作用来实现的。氮在湿地系统中循环变化包括了7种化合价态（-3、0、+1、+2、+3、+4、+5价），并且在多种有机形式与无机形式之间转换。市政污水中的氮主要以氨氮和有机氮两种形式存在。大部分有机氮都可以被微生物降解成为氨氮，因此研究中对于无机氮的去除更为关注。污水中的无机氮也可作为湿地植物生长过程中不可缺少的营养物质直接被吸收并通过植物的收获与再种植从整个湿地系统中去除，但植物直接吸收只能部分降低氮元素的浓度，其在整个氮循环过程中只占小部分份额，不能够成为氮元素去除的主体。
含氮污染物主要的去除途径是通过硝化细菌以及反硝化细菌等微生物的硝化、反硝化作用来完成的。人工湿地中的溶解氧随填料基质的高度不同呈现出区域性变化，从床体底部到顶部连续呈现出富氧、缺氧及厌氧三种不同的状态，这相当于许多串联或并联了A/O（Anoxic/Oxic）污水处理单元，从而使硝化和反硝化作用可以有条不紊地进行。在这种条件下，NH4+被氧化成NO2-和NO3-等离子，然后再被还原为N2。
其基本过程是硝化细菌首先通过硝化作用先将氨氮氧化成亚硝酸盐与硝酸盐，之后反硝化细菌通过反硝化作用将硝酸盐还原成气态氮，最后氮气从水中逸出。硝化作用在好氧环境下由自养型好氧微生物（硝化细菌）完成，它包括两个生化过程：首先由亚硝酸菌（自养型好氧菌）将氨氮转化为亚硝酸盐；然后则由硝酸菌（自养型好氧菌）将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。在硝化反应中起作用的亚硝酸菌、硝酸菌被合称为硝化细菌。反硝化作用在缺氧或厌氧环境下进行的，其机理是反硝化细菌（多为异养、兼性厌氧细菌）利用硝酸盐中的氧进行呼吸作
用，氧化分解有机物为其新陈代谢提供养分，同时将硝酸盐还原为N2，最后超过饱和度的N2并从污水中逸出，从而离开整个系统。
因此，人工湿地比无法进行反硝化反应的传统活性污泥或者生物膜处理系统具有更强的氮处理能力；比人工的A/A/O（Anoxic/Anoxic/Oxic）系统在操作上要简单，在工序上要节省，在费用上要低廉。为了提高人工湿地氨氮的去除效率，通常会采用人工曝气的办法来增加系统中的溶解氧含量，以此提高好氧细菌的硝化能力，其实际效果是很大程度上提高了氨氮的去除效率，但同时为反硝化细菌的活性带来了抑制作用，这是因为反硝化反应需要一个缺氧（或厌氧）环境，而溶解氧的增加，抑制了反硝化作用的进行，从而使硝态氮的去除效果有所降低。如何在提高氨氮的去除率的同时增加硝态氮的去除率是保证人工湿地脱氮效果的一个难点。与有机污染物（COD与BOD）的去除相比，人工湿地中的硝化过程速度比较缓慢，当BOD和COD值较高时，有限的溶解氧常被其他好氧异养菌用于去除有机污染物的反应中，而硝化反应只有在有机物浓度降低到一定程度才能开始。同时反硝化作用又需要从有机质中获取碳源用以维持正常的新陈代谢；当污水有机物浓度很低时，反硝化过程不易进行从而影响整个系统的脱氮效率。解决这一矛盾是提高人工湿地对含氮污染物的去除率的另一难点。
四、人工湿地对P的去除机理
人工湿地对磷的去除是通过湿地填料基质的理化反应、植物根的系吸收以及微生物的积累等几方面共同作用完成的。
进水中的无机磷酸盐在水生植物的吸收和同化作用下，被合成为供能物质（ATP和ADP）与遗传物质（DNA 和RNA）等有机成份，在季末通过人工对植物的收获将磷元素从整个系统中去除，但是植物的吸收作用只占很少的一部分。研究中发现污水在人工湿地系统中的流动与循环时，进入系统中的磷主要存留在填料基质中，留存于植物体和凋落叶中的很少。而且植物不同器官对于磷的吸收量也有很大不同。
磷的另一去除途径是通过微生物对磷的正常同化吸收以及聚磷菌对磷的过量积累，通过对湿地床的定期更换而将其从系统中去除。在传统的两级污水处理工艺中，普通的微生物对磷的正常同化吸收一般只能去除进水中磷含量的4.5％～19％，因而，微生物对磷去除主要是通过聚磷菌与嗜磷菌的大量摄取磷元
素作用来实现的。但是由于这部分被微生物吸收的磷元素在被不断吸收和释放的动态循环中，而且组成微生物细胞体的磷（主要存在于遗传物质与功能物质中）会在聚磷菌与嗜磷菌死亡后几乎全部被迅速分解无机磷然后释放到环境中，所以一般认为微生物的活动与总磷的去除效率之间并无显著相关。
而磷最主要的去除方式还是离子交换。理化作用包括填料基质对磷的吸附及填料基质与磷酸根离子的化学反应，其去除机理为填料基质中Al3+、Ca2+、Fe3+等离子可与PO43--P发生吸附和反应而沉淀去除PO43+，其中PO43+于与Ca2+在碱性条件下发生作用，而与Al3+、Fe3+主要是在中性或酸性环境条件下发生反应，一般认为磷酸根离子主要通过配位体交换而被吸附到Al3+、Fe3+表面。与此同时，大量的研究还发现废水中的磷酸根只是被吸附停留在填料基质的表面，这种吸附沉淀反应也不是永久地沉积在填料基质里，如果长期进水中磷元素的浓度较低，填料基质中被吸附的磷就会部分被重新释放到污水环境中，填料基质的作用在某种程度上是在作为一个“磷缓冲器”来调节水中磷的浓度，那些吸附磷最少的填料基质最容易释放磷。
4人工湿处理污水的优点
一、高效
人工湿地系统的显著特点之一就是其对污染物有较强的降解能力，它对污水中的COD、BOD、SS、N、P都有很好的去除效果。有研究表明，对某些进水浓度较高的废水，人工湿地对BOD5与COD的去除率仍可分别达到90％左右。人工湿地对氮和磷的去除率可分别达到60％和90％以上，而城市二级污水处理厂对氮和磷的去除效率仅有20％—40％。且人工湿地对负荷的变化有着极强的适应力，当污染物的有机负荷和水力负荷在一定范围内波动时，人工湿地都有很好的适应性。
二、经济
尽管不同的人工湿地系统因地而异，差异较大，但总体来看，湿地系统的基建和运行费用一般仅为传统二级处理厂的l/10至l/2。对我国己建成或正在兴建的人工湿地系统进行分析，可看出人工湿地的投资远低于常规二级污水处理设施。且由于人工湿地基本上无机电设备，故其能耗极低，维护方便，不需专业的技术
人才管理整个系统的运转，因此节约了大批运行费用和人工费用。
三、美观
人工湿地作为一种“自然”的处理技术，在其具有显著的生态环境效益的同时，也有着较强的观赏性，它可以与大都市风景园林建设相结合，建设集观赏、娱乐和污水处理厂于一体的旅游景点，而且对充分利用和节约淡水资源有着更深层次的意义。目前国内已有这方面的成功应用。
自然条件下的生物处理法不但费用低廉、运用管理简便，而且对难生化降解有机物、氮磷营养物和细菌的去除率略高于常规二级处理，达到部分三级处理的效果，而其基建费用和处理成本只分别为二级处理厂的1/5至1/3和1/20至1/10。此外，在一定条件下，自然处理法还可以获得除害兴利、一举两得的效果。
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；
水质中的悬浮物的去除主要靠物理沉淀、过滤作用，对污染物的去除与影响物理沉淀可沉淀固体在湿地中重力沉降去除、过滤，通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固体被阻截而去除。 BOD的去除主要靠微生物吸附和代谢作用，代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以使处理后水中残余的BOD浓度很低。污水中COD去除的原理与BOD基本相同。 湿地基质的过滤吸附作用 污水进入湿地系统，污水中的固体颗粒与基质颗粒之间会发生作用， 湿地基质 水流中的固体颗粒直接碰到基质颗粒表面被拦截。水中颗粒迁移到基质颗粒表面时，在范德华力和静电力作用下以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，被粘附与基质颗粒上，也可能因为存在絮凝颗粒的架桥作用而被吸附。 此外，由于湿地床体长时间处于浸水状态，床体很多区域内基质形成土壤胶体，土壤胶体本身具有极大的吸附性能，也能够截留和吸附进水中的悬浮颗粒。 物理过滤和吸附作用是湿地系统对污水中的污染物进行拦截从而达到净化污水的目的的重要途径之一。 湿地植物的作用 植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地根据主要植物优势种的不同，
湿地植物 被分为浮水植物人工湿地，浮叶植物人工湿地，挺水植物人工湿地，沉水植物人工湿地等不同类型。湿地中的植物对于湿地净化污水的作用能起到极重要的影响。 首先，湿地植物和所有进行光合自养的有机体一样，具有分解和转化有机物和其他物质的能力。植物通过吸收同化作用，能直接从污水中吸收可利用的营养物质，如水体中的氮和磷等。水中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体。 其次，植物的根系能吸附和富集重金属和有毒有害物质。植物的根茎叶都有吸收富集重金属的作用，其中根部的吸收能力最强。在不同的植物种类中，沉水植物的吸附能力较强。根系密集发达交织在一起的植物亦能对固体颗粒起到拦截吸附作用。 再次，植物为微生物的吸附生长提供了更大的表面积。植物的根系是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。相关文献表明，植物根际的微生物数量比非根际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。 最后，植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。 由此可见，湿地植物在控制水质污染，降解有害物质上也起到了重要的作用。 微生物的消解作用 湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。通过这一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。 此外，湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。 人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统，具有如下优点： ①建造和运行费用便宜
人工湿地生活污水处理 工程方案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
X X X X X X X X X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 根据国内一般工程惯例，该污水处理工程内容主要包括： 1、处理方法与工艺路线的确定； 2、处理工程工艺设计，土建改造设计； 3、处理工程非标设备的设计、制造、安装； 4、处理工程定型设备的选型、购置、安装、调试、验收。
人工湿地对污染物的去除机理综述 09环境工程环建系 摘要：人工湿地是一项复合生态系统工程，其去除机理错综复杂。主要从人工湿地的组成及其功能综述了人工湿地废水处理污染物的降解机理及去除 途径。人工湿地处理效果受植物、基质、微生物、气候等因素的影响。关键词：人工湿地；去除机理；影响因素 前沿 随着人口剧增、工业化及城市化进程加速, 水污染问题日趋严重, 保护水环境的任务变得越来越艰巨。在各种污水处理方法中, 生态处理技术由于投资少、操作简单、处理效果好、抗冲击力强, 同时可使污水处理与创建生态景观有机结合起来, 具有良好的环境效益、经济效益及社会效益, 已逐步被越来越多的国家所接受, 并广泛予以应用。湿地是陆地与水生系统之间的过渡地带,有着很高的生产力以及转换、储存有机物和营养盐的能力。湿地处于水陆交错带可对流经其的水流及其携带的营养物质起到过滤净化作用,由于其在水分和化学循环中所表现出来的功能,被誉为“地球之肾”。 人工湿地是通过模拟自然湿地, 人为设计与建造的由基质、植物、微生物和水体组成的复合体,利用生态系统中基质－水生植物－微生物的物理、化学和生物的三种协同作用来实现对污水的净化。人工湿地对有机物、营养物质有较强的去除能力,在实现生态环境效益的同时可美化环境,实现废水资源化 [1]。 1人工湿地系统处理污水的原理 1.1人工湿地的构建 人工湿地一般由以下单元构成:由填料、土壤和植物根系组成的基质层;能在
水饱和厌氧状态基质层中生长的植物,如芦苇、香蒲、水葱等;可在基质层中及基质表面流动的水体;好氧和厌氧微生物(细菌、真菌、藻类和原生生物等);底部防渗层。 1.2人工湿地类型 传统的人工湿地主要有自由表面流人工湿地, 水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。随着对人工湿地研究的不断深入，一些组合工艺和一些新型人工湿地也不断产生。 1.3人工湿地去污机理与工艺流程 人工湿地对废水的净化处理包括了物理、化学和生物三种作用。湿地系统在运转时,填料表面和植物根系由于大量微生物的生长而形成生物膜[2]。废水流经生物膜会使大量的SS被填料和植物根系阻挡截留;有机污染物也通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。湿地床系统中因植物根系对溶解氧的传递释放,使其周围环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态,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。污染物最终通过湿地床填料的定期更换或收割栽种的植物从系统中去除,人工湿地中各种物质的迁移和转化过程(见图1.3)[3]。 1.3湿地中各种物质的迁移和转化过程
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。
人工湿地水质净化机理 人工湿地对污水的作用机理十分复杂．一般认为，人工湿地生态系统是通过物理、化学及生物三重协同作用净化污水．物理作用主要是过滤、截留污水中的悬浮物，并积在基质中；化学反应包括化学沉淀、吸附、离子交换、拮抗和氧化还原反应等；生物作用则是指微生物和水生动物在好氧、兼氧及厌氧状态下，通过生物酶将复杂大分子分解成简单分子、小分子等，实现对污染物的降解和去除． 1.1 基质净化机理 人工湿地中的基质由土壤、细砂、粗砂、砾石、碎瓦片、粉煤灰、泥炭、页岩、铝矾土、膨润土、沸石等介质中的一种或几种所构成，是湿地植物的直接支撑者，为植物和微生物提供营养，具有巨大的比表面积，易形成生物膜，污水流经颗粒表面时，污染物通过沉淀、过滤、吸附作用被截留，不同的基质有不同的处理能力．湿地基质的类型、结构和肥力状况直接决定湿地植物的类型、数量和质量，并通过食物链影响湿地动物的类群、生长和发育，最终影响湿地生态系统的物质生产．基质也是湿地微生物、水生动物的生活场所，在基质颗粒的周围形成生物膜，通过提供能源和适宜的厌氧条件加强氮的转化．研究表明,在不考虑植物因素的条件下,经过湿地处理的模拟生活污水的COD、BOD5、TSS、总氮、总磷等污染物浓度下降，水质得到改 善．研究还表明，选择合适的人工湿地基质材料和厚度，对提高人工湿地净化能力至关重要． 1.2 植物净化机制 植物是湿地中最重要的去污成分之一，在人工湿地净化污水的过程中起着重要作用．根据植物对污水净化机理的差别，可分为直接净化作用和间接净化作用．直接净化作用是指植物通过吸收、吸附和富集等作用直接去除污水中污染物．间接净化作用是指植物根、茎输送氧气，增强和维持基质的水力传输，影响水力停留时间，通过根系巨大的表面积创造利于各种微生物生长的微环境． 1.2.1 直接净化作用 植物在生长过程中能吸收污水中的无机氮、磷等，供其生长发育．湿地植物对氮的去除作用主要是：氨的挥发作用、NH4+的阳离子交换作用、吸收、硝化和反硝化作用等．科学家研究认为，通过植物根部根毛周围充满氧气的液体薄膜中的好氧微生物的硝化作
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
人工湿地氮的去除机理 引言 随着全球湖泊富营养化程度的加剧, 入湖污染源的氮的去除成为日益紧迫的问题, 而湿地在湖泊富营养化的防治中有重要作用, 天然湿地再辅以合理的人工举措后可大大提高污染物去除效率和提高生态效应, 人工湿地的氮去除是一项重要功能, 对人工湿地中氮去除机理的总结可为湿地的设计、运行和研究提供良好的理论依据。 1 人工湿地的氮去除机理 湿地系统通过多种机理去除进水中的氮, 这些机理主要包括生物、物理和化学反应几方面的协同作用。详见表1 在防渗湿地系统中, 忽略湿地和周围水体的氮交换量, 湿地中的氮去除机理包括挥发、氨化、硝化反硝化、植物摄取和基质吸附。许多研究表明, 湿地中的主要去氮机理是微生物硝化反硝化。在Santee的报道中, 硝化反硝化去氮量占氮去除总量的60 %～86 %。 湿地中氮的形态转化情况见图 1 。未防渗湿地需要考虑湿地系统和周围水体的交换量, 即图1 中的⑩。
1.1 氨挥发 氨挥发是物化过程, 水中的氨氮离解平衡方程为： 淹没土壤和沉积物中的NH3挥发和pH 值密切相关:(1)pH =9.3 ,NH3 和NH+4的比例为1∶1 , 氨挥发显著;(2)pH=7.5 ～8.0 , 氨挥发不显著;(3)pH <7.5 , 氨挥发可忽略。湿地中藻类、浮水植物和沉水植物的光合作用常导致pH 值升高。水平潜流湿地系统中可以忽略氨挥发作用, 因为此系统中的pH 值一般不超过8.0。氨挥发由水中的pH 值、NH+4浓度、温度、风速、太阳辐射、水生植物种类、状态和数量以及系统的pH 值日变化等多种因素来综合决定。例如在有自由漂浮大型植物的系统中, 氨挥发是重要的氮去除途径。 1.2 氨化 氨化(矿化)将有机氮转化为无机氮(尤其是NH4+ -N)。有氧时利于氨化, 而厌氧时氨化速度降低。湿地中氨化速度与温度、pH 值、系统的供氧能力、C N 比、系统中的营养物以及土壤的质地与结构有关。温度升10 ℃, 氨化速度提高1 倍。
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
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
人工湿地脱氮除磷原理 谈到污水处理，很多人都认为工艺先进、价格高的设备处理效果一定就好一些。其实我们毫不起眼的人工湿地其实也有很高的去污能力，在一定的条件下BOD、COD的去除率高达80%以上。虽然湿地存在一些缺点，但是瑕不掩瑜。人工湿地建造和运行费用便宜、技术要求不高、还有多项优点，可谓物美价廉。比较适合广大农村、中小城镇及旅游景区污水处理领域，湿地系统的脱氮除磷效果。今天专业的水环境治理这服务商力鼎环保将讲解湿地的脱氮除磷原理。 污水中含氮物质的表现形式主要为氨氮和有机氮，人工湿地对污水中各类含氮物质的去除途径包括以下三种形式: (1)污水中的氨氮可通过湿地植物以及湿地微生物同化作用，转化为生物机体的有机组成部分，最终通过对湿地植物定期收割的方式，实现对污水中氨氮的有效去除; (2)在污水的pH值较高(大于8.0)的情况下，污水中的氨氮可通过自由挥发的形式从污水中溢出，但通过自由挥发减少的氨氮，只占人工湿地氨氮去除总量的一小部分; (3)人工湿地对污水中含氮有机物质的主要去除途径为湿地微生物的硝化以及反硝化作 用，在好氧条件下，污水中的氨氮经过亚硝化细菌、硝化细菌的亚硝化以及硝化作用，先后转化为亚硝酸盐、硝酸盐，随后在缺氧以及有机碳存在的条件下，经过反硝化细菌的反硝化作用而被还原为氮气，从水中逸出、释放到大气中，最终实现人工湿地对污水中氨氮的有效去除。 污水中含磷污染物质的表现形式主要由颗粒磷、溶解性有机磷以及无机磷酸盐等三类，人工湿地对污水中含磷污染物质的去除可通过填料床的吸附、微生物以及湿地植物的同化吸收、有机物的吸附等多重作用得以去除: (1)污水中的部分无机磷可通过湿地植物的吸收、同化作用，转化成植物机体的组成成分(如ATP、DNA以及RNA等)，最终通过对湿地植物的定期收割使其得以去除，但是通过湿地植物吸收去除的磷污染物只占人工湿地去除总量的一小部分; (2)污水中的含磷污染物的主要去除途径依赖于湿地土壤的物理化学吸附作用，含磷污染物的去除能力取决于湿地土壤的环境容量，通常情况下，湿地填料的物理吸附以及化学沉淀作用对污水中TP的去除能力可达90%以上;
人工湿地系统水质净化技术的工艺设计 刘全中 提要 利用植物根系和微生物的作用并经多层过滤,使水质得到净化,可有效地提高水资源的利用率。着重介绍了人工湿地系统水质净化技术的工艺原理、流程、特点及设计要点。 关键词 人工湿地 生态工程 工艺原理 设计要点0 前言 通常的污水处理方法技术要求高,管理复杂,运 行费用、能耗高。而人工湿地系统具有建造成本较低,运行、管理费用低,能耗低, 操作简单等优点。人工湿地系统可以处理被污染的地表水或市政污水,经过处理后出水水质可以达到地面水水质标准,可应用于饮用水源或景观用水的湖泊、水库或河流中。因此特别适合处理饮用水源或景观用水区附近的污水,或者为这些水体提供清洁的水量补充。1 工艺原理图1 人工湿地系统工艺原理示意 人工湿地系统是一种生态系统,系统建有一系列水平高差由高到低的植物池, 池内填有特殊的填料,在填料上种植特定的湿地植物,当污水在重力作用下依次通过阶梯式植物池,污染物质和营养被植物系统吸收或分解,使水质得到净化(见图1)。特殊填料是由两部分组成。网状隔膜下是用不同级配的砾石滤料,网状隔膜上部是特殊土壤,是采用一定材料配比制成的生物载体,既适宜湿地植物的生长, 又有一定的孔隙。污水中的有机物在特殊土壤中被吸附、凝集并在土壤中微生物的作用下得到降解;同时污水中的氮、磷、钾等作为植物生长所需的营养物质被湿地植物根系吸收利用。经过土壤和土壤中的微生物的吸附降解作用,以及填料的渗滤作用和植物的吸收作用,最终使进入湿地系统的污水得到有效净化。2 工艺流程及工艺特点211 工艺流程 人工湿地系统主要由三部分组成: (1)收集和预处理系统。由污水集水管网、污水集水池、格栅和沉淀池等组成。如果取水于被污染的河流,可取消污水集水管网和污水集水池。 (2)配水和集水系统。由配水井、配水槽、配水管网、布水管、集水管和集水池组成。 (3)植物池。根据出水水质要求,可设计一级或多级植物池,污水经过滤池多次正向逆向反复过滤。植物池内可种植美人焦、水葱、芦竹、千屈菜等。 人工湿地系统工艺流程见图2。 图2 人工湿地系统工艺流程示意 212 工艺特点 人工湿地技术与传统污水处理工艺相比,具有以下显著特点: (1)处理规模根据需要可大可小,污水水源可就地收集,就地处理和就地利用。 (2)取材方便,便于施工,处理构筑物、处理设备 少。 给水排水 V ol 127 N o 18 2001 35
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 主要参数 1、水解酸化池 水力停留时间:2.0-3.0h,上升流速:V max=2.5m/h,池深: 4-6m:污泥排放口在污泥层的中上部。 2人工湿地系统设计参数 水力负荷:150-5000m3/ha.d;水力停留时间;2-3d;日有机负荷;80- 120kgBOD/ha.d
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
人工湿地脱氮除磷机理研究进展 陆琳琳 河海大学环境科学与工程学院，江苏南京（200198） E-mail:lulinlin600@https://www.doczj.com/doc/7815420262.html, 摘要：本文介绍了近年来人工湿地脱氮除磷机理的研究情况，脱氮过程中，微生物硝化反硝 化为主要的去除途径，除磷过程中，填料和磷之间的非生物作用是去除磷的主要机理之一。 同时，影响人工湿地脱氮除磷效率的主要因素为温度、pH值和溶解氧。 关键词：人工湿地；脱氮机理；除磷机理 中图分类号： 1概述 人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统，最早是由澳大利亚的Mackney于1904年提 出的，指人工建造和监督控制的、工程化的沼泽地，利用自然生态系统中的物理、化学和生 物三重协同作用来实现对污水的净化作用[1,2]。 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。由于人工湿地处理 污水具有效率高、投资、运行及维护费用低、适用面广、耐冲击负荷强等特点，目前，已被 国内外许多学者或工程技术人员经过工艺改进或者与其他系统进行组合后用于农业面源污 染[3,4]、城市或公路径流等[5]非点源污染的治理。美国、德国等的一些技术人员还将其推广 应用于处理小城镇、行政事业单位和垃圾场渗出液[6-8]。人工湿地也被用于处理工业废水， 主要集中在应用人工湿地处理矿山酸性废水、淀粉工业废水、制糖工业废水、褐煤热解废水、 炼油废水、油砂废水、油田采出水、造纸废水、食品加工和奶制品加工废水[9]，人工湿地处 理工业废水的典型实例如表1所示。近年来，人工湿地还被用来处理污染河水、湖泊水等地 表水水体[10-12]。 表1 人工湿地处理工业废水的典型实例 废水类别国别湿地类型运行时间 褐煤热解德国 SFW 1994-1996 炼油废水澳大利亚 FSW 1994-1996 油砂废水加拿大 FSW 1991-1994 1992-1994 矿山废水美国 SFW 奶品加工新西兰 SFW 1990-1992 1991-1993 油田采出水中国 SFW 食品加工斯洛文尼亚 SFW 1992-1994 1991-1992 造纸废水美国 FSW 含烃废水法国 SFW 1993-1994 目前，由于大量的污水直接排入江河、湖泊中，造成地表水体污染严重，水体富营养化
人工湿地水质净化工程 据了解，这两项工程主要利用截污导流工程在河流上游处建设橡胶坝，抬高河上游河水水位，并沿河建设引水渠道，采用重力流形式将污染河水引至湿地工程区，通过湿地系统对污染河水的深度净化，处理后水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)Ⅲ类标准后排入南四湖。 工程建成后，可明显改善薛城大、小沙河水质，逐步恢复河道的生态环境，湿地系统还可为诸多生物提供适宜生长的环境，在增加生物多样性、生态系统的复杂和稳定性、维持自然平衡中起到非常重要的作用。同时，还将增加南四湖的环境容量，为湖区人民群众生产、生活带来巨大经济效益，促进南四湖流域经济环境共赢发展。 手术室人员及物品的构兵沾染，病人自己沾染，手术室氛围沾染，造成切口沾染的3大来源。长久以来，手术前用化学和紫外线晖映消毒，以达到手术室初始动
静无菌状态。但在手术过程中，病员、大夫、护土身体散发的细菌分离传染了气氛，使消毒后初始无菌状态被破坏，这是造成患者沾染的重要路子。清洁手术室对送人室内的氛围履行严酷的过滤，除掉氛围中的浮游细菌，加上迷信的气流构造，使病员、医护人员发生的细菌随气流带走，不会返回手术瘦语，以预防来自氛围沾染。因此氛围严格过滤，气流的合理构造，手术室氛围传染体系的技术焦点。 手术室氛围传染流程。新风进入回风段，同回风相混合，再进入初效段，初效过滤器滤去直径为10um大颗粒尘埃，进入换热器段和加湿段，履行温度、湿度调理，尔后再进入风机段加压，经过中效过滤器，滤去l-10um灰尘，进入消音器，把噪降到58dB以下，送至手术室的高效静压箱，经高效过滤器滤去0.31um-1um 灰尘，经高效送风口，把清洁氛围送至手术室台面。手术室的回风口装配有初效过滤器，回风管路也上装有消音器。手术室装配有余压阀，以连结室内贯穿连接恒定的正压值。排风机用于快速消除异味和加快新风的增补。 洁净室的建筑布局和净化空调系统有密切关系，净化空调系统既要服从建筑总体布局，建筑布局也要符合
人工湿地污水处理工程案例汇集 李匡文于东莞2010.4.9 题记： 人工湿地污水处理系统以其独有的优越性越来越为人们所熟悉和重视——投资建设成本小、运行费用低、运行技术低、能够结合景观进行建设，具有景观美的效果。随着我国环境问题的日益突出，人工湿地亦越来越为更多的人接纳。 然，其毕竟也是一门低龄学科，从概念提出至今不过40年，引入我国不过20年，结合我国实际情况进行工程化研究和应用亦不过10年光景。因此，难免存在诸多的不足。另由于跟风的学习态度使得各地人工湿地一哄而上，有资质无资质，有能力无能力的，都摸着石头过河，其结果可想而知。 自2003年，我国人工湿地甫一开始进行课题实验和规模化工程应用开始，我就开始了人工湿地的研究、设计、工程化应用与推广，参与的课题、工程有十数个之多，期间，当然也有个人的一些心得与感想。 把我自己做过的（包括参与施工、主持施工与主导设计）工程案例汇编了一下，一些不具有典型性和代表性的工程案例就没有收列其中。 简要介绍了工程的一些概况，并附上我自己摄制的一些图像。当然不可能那么完备，只是想给人，给初学者一个直观的感受而已。 综观所列的这些工程案例，以及我参观考察和学习过的国内大部分的工程案例，都发现了一个共同的致命症结在里面，那就是维护和管理。人工湿地并非人所宣传的那样，零管理及零运行费用。要想保证人工湿地的可持续运行，必要的后期资金投入还是需要的，包括植物残体的收割、生物塘底泥的清理与打捞等。 与有志于从事这个行业的朋友共勉。
1、澄江县马料河人工湿地污水处理工程 建设时间：2003年7月 工程工艺：氧化塘+垂直潜流+表流湿地 污水类型：城镇生活污水 处理能力：3000m3/d 占地面积：20000m2 达标要求：GB18918-2002一级B标准 目前状况：正常运行 现场照片： 表流湿地生长繁茂的慈姑与风车草
人工湿地污水净化原理 现阶段，污水排放量增加、居民用水短缺成为社会发展亟待解决的问题。化学、物理和生物三种处理方法是当前较为常用的污水净化手段。近几年，物理处理方法快速更新和发展，以人工湿地为主的各种物理净化手段受到社会各界的关注。人工湿地在污水净化中具有突出的优势，其能够快速适应水质的变化范围，操作简单快捷，污水净化处理效果较好。因此，本研究分析人工湿地运行对污水净化的原理及影响因素。 1 人工湿地的构成、类型 1.1 人工湿地构成 人工湿地是与沼泽较为类似的地貌类型，由人工建造而成，受人工控制。作为综合生态系统，人工湿地贯彻落实了结构与功能协调的原则，从物质循环再生原理角度出发，有效地避免环境再污染。人工湿地可以消解污泥、污水等，使污泥、污水顺着特定方向流动，借助人工介质、土壤、植物等物理因素，使物理、化学、生物发挥协同性作用，从而实现对污泥和污水的处理，是一种新型技术。人工湿地主要由基质、植物、水体、氧微生物防渗层等构成。其中，基质层的构成包括土壤、填料和植物根系;植物的构成包括芦苇、水葱等能够在水饱和厌氧状态下生长的植物;水体不仅能够在基质层流动，也能够在基质表面流动。人工湿地的作用机理，主要是通过滞留、吸附、过滤、沉淀和微生物分解等多种作用，实现对污水、污泥的处理。 1.1 人工湿地类型 1.1.1 以受污染水体划分 人工湿地有不同的类型，以受污染水体划分，最为常见的人工湿地类型是表面流人工湿地系统和潜流式人工湿地系统。 表面流人工湿地系统也被称为自由水面人工湿地，与自然湿地具有类似性，有较多的底泥，水面暴露在大气中。污水一般在人工湿地的表层流动，水位介于0.1 ～ 0.6 m，相对较浅，使得污水中多数有机物的去除是通过人工湿地中生长在水下的植物茎杆生物膜完成。表面流人工湿地操作相对简单，运行费用低，但是水力负荷偏低，污水净化效果不足。潜流式人工湿地系统由单个或多个填料床组成，床体以防水层为主，填充由砾石和土壤构成的基质，表层土壤栽种耐水性较强的植物。污水或污泥从湿地填料床流过，会在填料表面不断渗流，借助填料表面生物膜、植物根等，能够进一步提高污水和污泥的处理效果。此外，地表下流动的水流保温性较好，在对污水或污泥处理时，并不会过度受环境影响，具有良好的卫生条件，因而此种人工湿地是当前最为常用的。 1.1.2 以作用和植物划分 人工湿地类型多样，根据作用机理和植物种类，人工湿地可以分为多种类型。根据作用差异，人工湿地可以划分为 4 种类型。一是人工处理湿地，多用于对城市生活污水、工业生产污水的净化与处理。二是人工水产湿地，多用于农业生产养殖、鱼虾水产养殖。三是人工抗洪湿地，多用于在发生洪水灾害时，减轻和控制灾难，作用较为突出。四是人工生态湿地，多用于维持生态环境平衡，保护物种的多样性发展。 根据栽种的植物差异，人工湿地可以划分为 3 种类型。一是挺水植物人工湿地，植物有部分生长在湿地水下，有部分生长在湿地水上。二是浮水植物人工湿地，植物全部漂浮在湿地水上。三是沉水植物人工湿地，植物全部沉于湿地水下。 2 人工湿地运行对污水净化的原理