植物的选取（根据“成活率高且吸收差的原则”）
植物是人工湿地的重要组成部分，不同植物由于根系发达程度不同，放氧速率不同，对微生物的活性影响不同，从而对污水的净化效率也不同，选取三种实验当地常见水生植物:芦苇、美人蕉、香蒲为待选湿地植物。
芦苇（Phragmites communis Trirn），禾本科，芦苇属。为多年水生或湿生的高大禾
木科植物。又名苇、芦。植株高大，地下有发达的匍匐根状茎。茎秆直立，秆高1 m～3 m，节下常生白粉。叶鞘圆筒形，无毛或有细毛。叶舌有毛，叶片长线形或长披针形，
排列成两行。生长在灌溉沟渠旁、河堤沼泽地等，世界各地均有生长。
香蒲(Typha angustifolia L)，香蒲科，香蒲属,是多年生草本植物，高可达两公尺，地下茎葡甸泥中，地上茎直立呈圆柱型，于4～9月开花,耐淹。多年生落叶、宿根性挺水型的单子叶植物。又名蒲草、蒲菜、水烛。茎极短且不明显。喜温暖、光照充足的环境，生于池塘、河滩、渠旁、潮湿多水处。是重要的水生经济植物之一。
美人蕉(Canna generalis Bailey)，英文名:Largeflower Canna 多年生草本，耐湿的陆生花卉。地下茎粗壮，地上茎直立。植株高1～2米，茎绿色或紫红色，有粘液。叶互生，下部叶较大，卵状长圆形，长40～50厘米，顶端尖，基部阔楔形。须根，根系发达。
针对上述三种植物，根据人工湿地选择植物的原则:耐污能力强、净化能力强、根系发达、适地适种原则、经济和景观效果好等。以上三种均可为实验植物。但本实验处理的对象是含铅废水，因此应选择相对来说，对重金属的抗性较强的植物。而在人工湿地系统处理高浓度的重金属废水时，芦苇[3]和美人蕉[5]对重金属抗性相对香蒲比较弱。因此综合考虑，最终选择香蒲作为本实验的植物。
参考文献:
[1] 江行玉、赵可夫. 植物重金属伤害及其抗性机理. 应用与环境生物学报,2001.
[2] 王圣瑞、年跃刚、侯文华、金相灿. 人工湿地植物的选择.湖泊科学第16卷第一期 2004.
[3] 刘晶晶模拟人工湿地系统处理酸性重金属废水的效能及机理研究湘潭大学硕士论文 2010.
[4] 商晓静北京人工湿地的植物筛选与污水净化效果研究中国林业科学研究院硕士论文 2009.
[5] 徐德福，李映雪，李久海，吴芳芳几种挺水植物对重金属锌的抗性能力及其影响因素生态环境学报 2009.
[6] 叶志鸿,陈桂珠,蓝崇钰,李柳川.宽叶香蒲净化塘系统净化铅／锌矿废水效应的研究应用生态学报 1992.
科属植物中名类型学名应用工艺 香蒲科香蒲挺水Typha orientalis 表流湿地、潜流湿地 禾本科芦苇挺水Phragmites australis 表流湿地、潜流湿地 皇竹草湿生、挺水Sympnytum peregrjnum lede 潜流湿地 菰挺水Zizania latifolia 表流湿地、潜流湿地 芦竹湿生、挺水Arundo donax Linn. 潜流湿地 薏苡湿生、挺水Coix lacryma-jobi 表流湿地、潜流湿地 水稻挺水Oryza sativa L 表流湿地 花叶芦竹湿生、挺水Arundo donax var.versicolor 潜流湿地 虉草湿生、挺水Phalaris arundinaced 表流湿地、潜流湿地 李氏禾浮水Leersia Sw hexandrs Sartz. 氧化塘 莎草科荸荠挺水Heleocharis dulcis 表流湿地 水葱挺水Scirpus validus 潜流湿地、表流湿地 风车草湿生、挺水Cyperus alternifolius ssp.flabelliformis 潜流湿地 纸莎草挺水Cyperus papyrus 潜流湿地 藨草挺水Scirpus triqueter 潜流湿地、表流湿地 针蔺挺水、浮水Eleoch aris congesta subsp. Japonica 表流湿地、氧化塘茳芏挺水Cyperus malaccensis 潜流湿地、表流湿地 睡莲科荷花挺水Nelumbo nucifera 表流湿地 芡实浮叶Euryale ferox．景观塘 荇菜浮叶Nymphoides peltatum 景观塘 萍蓬草浮叶Nuphar pumilum 景观塘、氧化塘 睡莲浮叶Menyantehes trifolia 氧化塘、景观塘 天南星科菖蒲挺水Acorus calamus 潜流湿地、表流湿地 马蹄莲湿生、挺水Zantedeschia aethiopica 潜流湿地、表流湿地 大薸浮水Pistia stratiotes 氧化塘 芋挺水Colocasia esculenta 表流湿地 海芋挺水Alocasia macrorrhiza (L.) Schott 潜流湿地 泽泻科泽泻挺水Alisma plantago-aquatica 表流湿地 慈姑挺水Sagittaria trifolia 表流湿地 泽苔草挺水、湿生Caldesia parnassifolias 表流湿地、潜流湿地 三白草科蕺菜湿生Houttuynia cordata 表流湿地 伞型花科水芹菜浮水、挺水Oenanthe javanica 氧化塘、表流湿地 十字花科豆瓣菜浮水Nasturtium officinale 氧化塘、表流湿地
.2 人工湿地污水处理技术设计原理 5.2.1 人工湿地设计内容[46] （1）确定详细的废水流速，污染物负荷及期望的处理效果。 （2）优化区域结构，进出水区域结构要利于水控制、水循环和分配等。 （3）处理单元的接连水渠构造根据情况选择串联或者并联。 （4）改变处理单元内部及不同处理单元之间的深度，以利于更好的分配水流、形成多样性环境及有利于污染物的去除。 （5）制定湿地植物的选择方案、种植密度、种植方式等。 （6）制定良好的运行维护计划，以便后续的维护管理。 5.2.2 人工湿地设计参数 人工湿地的设计因素会影响到其运行效果，主要的设计参数包括湿地尺寸参数、水力参数和构造参数三类。其中，湿地尺寸参数主要包括湿地长宽比、面积、深度等；水力参数主要包括水力停留时间、表面负荷率、水力坡度、水动力弥散系数等；构造参数主要包括填料种类、渗透性、植物选种等。 5.2.2.1 水力停留时间（Hydraulic Retention Time ,HRT） 人工湿地水力停留时间是指污水在湿地内部平均驻留时间，是人工湿地处理系统最重要的参数之一，它影响系统的除氮除磷效果，水利停留时间越长，对氮磷的去除效果越好。 理论上的HRT可按照下列公式计算：t = V ×ε / Q ，其中，V是人工湿地基质在自然状态下的体积，m3；ε是孔隙率，%；Q是人工湿地设计水量，m3/d。但是在实际运行中，随着孔隙率的变化，水力停留时间通常为理论值的40%~80%。 通常情况下，表面流人工湿地2天左右即可在沉降区去除大约80%的总悬浮物。英国环境署对表面流人工湿地的好氧反应区研究表明，水力停留达到2d以上后，各类藻类开始生长，引起pH变化，促进植物生长，促进氨氮的挥发，磷的沉降，不过为了防止水华，HRT限制在3~4天左右。Kadlec则认为，在人工湿地的植物净化区域，1~2天即可去除90%的NO2-N，也就是说2~3天的时间可保证反硝化的进行[47]。Dierverg则在潜流系统中证实了潜流人工湿地的厌氧区域适合系统的反硝化作用，在HRT为2~4天时候，发生强烈的反硝化脱氮[48]。我国环保部的人工湿地处理工程技术规范也指出表面流人工湿地的停留时间4~8天为宜，潜流人工湿地1~3天为佳。
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。
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
人工湿地的植物种植和后期维护管理 人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。 人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置，因此，科学的选择和配置水生植物对人工湿地系统和景观的营建具有极其重要的意义。 一、水生植物概述 水生植物是指生长在水体、沼泽地的植物，包括草本和木本植物。目前国内通用的分类方法是把水生植物分为 4 类: （1）挺水植物。挺水植物是指茎叶挺出水面的水生植物，常见的有荷花、千屈菜、菖蒲、香蒲、黄菖蒲、燕子花、慈姑、芦苇、灯心草、蒲苇等。 （2）浮叶植物。浮叶植物是指叶片浮在水面的水生植物，常见的有凤眼莲、王莲、睡莲、萍蓬草、芡实等。 （3）漂浮植物。漂浮植物的根不生于泥中，植株部分漂浮于水面之上，部分悬浮于水里，如满江红、水鳖、浮萍等。 （4）沉水植物。沉水植物的整个植株全部没于水中，或仅有少许叶尖或花露于水面，如金鱼藻、菹草、苦草、黑藻等。 二、水生植物在人工湿地中的作用 1）水生植物的景观功能水生植物能够给人一种清新、舒畅的感觉，它不仅可以观色、闻香、还能赏姿，并欣赏映照在水中的倒影，令人浮想联翩。荷叶青翠而洁净，叶型如伞，大而美观。荷花淡雅清香，气质高贵。菖蒲是常绿水生观叶植物，与碎石相配以增加景观效果。芦苇丛植于水边，微风轻拂，哗哗作响，体现了动和静集合。 （2）水生植物的生态功能
在人工湿地中水生植物的生态功能主要体现在对水质的净化功能上： ①直吸收利用污水中可利用态的营养物质，吸附和富集重金属和一些有毒有害物质； ②为根区好氧微生物输送氧气； ③增强和维持介质的水力传输。 水生植物除了可以改善水质外，还具有维护物种多样性，改善气候、净化空气、改善土壤等生态功能。 三、人工湿地植物的选用原则 （1）植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。 （2）植物具有很强的生命力和旺盛的生长势 ①抗冻、抗热能力 由于污水处理系统是全年连续运行的,故要求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。 ②抗病虫害能力污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存,也直接影响其在处理系统中的净化效果。 ③对周围环境的适应能力由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污染物,因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。 （3）所引种的植物必须具有较强的耐污染能力水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP 主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植物。 （4）植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。 （5）所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性所选植物根
新密市来集镇王堂中心村 生活污水治理工程 人工湿地植物布置设计说明 郑州大学环境科学研究院 二零一二年二月
新密市来集镇王堂中心村生活污水治理工程 人工湿地植物布置设计说明 一、工程情况分析 新密市来集镇王堂中心村生活污水治理工程采用四级潜流型人工湿地，对于所采用的湿地植物和布置设计有着特殊的要求。植物作为湿地的重要组成部分对于湿地净化污水的作用能起到非常重要的影响，需因地制宜，充分考虑到去污效果、经济效益、生物多样性和景观协调性等因素，以便选择合适的湿地植物。 选择植物的原则： （1）植物具有良好的生态适应能力和生态营建功能。 管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿，而生长量较小的植物，将会减少管理上尤其是对植物后续处理上的许多麻烦。一般应优先选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。 （2）植物具有很强的生命力和旺盛的生长势。 ①抗冻、抗热能力。由于污水处理系统是全年连续运行的，故要求湿地植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。 ②抗病虫害能力。污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害，
抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存，也直接影响其在处理系统中的净化效果。 ③对周围环境的适应能力。由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污染物，因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。 （3）所引种的植物必须具有较强的耐污染能力。 水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的，因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植物。 （4）植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物。 人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿的冬季生长旺盛的植物类型。 （5）所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性。 所选植物根据当地气候等现状条件确定，其应用较成熟和广泛，防止对本土植物形成生态威胁。 （6）具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。
人工湿地设计规范 1总则 33≤2000m/日处理水量。日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m /2术语 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。 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。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。 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。 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。 指水在人工湿地内的平均停留时间。 指一定人工湿地表面积中，单位时间内去除的污染物数量。 指一定人工湿地表面中，单位时间内通过的水体积。 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。 3人工湿地处理工艺设计 3.1处理设施选址与总体布置 ; 宜靠近自然水体、市政排污管道的排放点或便于处理后回用的地点1． 2在城市、居住区处理站内宜在夏季主导风向的下风侧，应与建筑保持一定距离，并用绿化带与建筑物隔开; 3居住区内处理站宜设置在绿地、停车坪及室外空地;农村地区宜设置在地势相对较低的荒地处; 4处理设施与生活供水泵站及其清水池水平距离应不得小于10m; 5处理设施地点应便于施工、维护和管理等。 1主要车行道的宽度:单车道为3.5~4.0m，双车道为6.0~7.0m，并应有回车道; 2车行道的转弯半径宜为6.0~10.0m; 3人行道的宽度宜为1.5~2.0m。 1.预处理pretreatment 指为满足工程总体要求、人工湿地进水水质要求及减轻湿地污染负荷，在人工湿地前设置的处理工艺，如格栅、沉砂、初沉、均质、水解酸化、稳定塘、厌氧、好氧等。 2.后处理aftertreatment 指为满足出水达标排放或回用要求，在人工湿地后设置的处理工艺，如:活性炭
人工湿地植物的选择与配置 随着环境保护的迅速发展，人们对湿地功能也有了广泛的认识。湿地作为"地球之肾"，担负着对地球自然水体的净化 和处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐减少和消亡，因此人工湿地以其独到的优越性受到了越来越多的关注和发展。人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿 地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。 人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置。如何选择和搭配适宜的湿地植物， 并且将其应用于不同类型的湿地系统中成了我们在营建人工湿地前必须思考的问题。 1.人工湿地污水处理系统植物的选用原则 1.1 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能； 管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。 1.2 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势； ①抗冻、抗热能力 由于污水处理系统是全年连续运行的,故要求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。 ②抗病虫害能力 污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存,也直接影响其在处理系统中的净化效果。 ③对周围环境的适应能力 由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污 染物,因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件 和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。 1.3 所引种的植物必须具有较强的耐污染能力； 水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及 附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植 物。 1.4 植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物； 人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。 1.5 所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性； 1.6 具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。 若所处理的污水不含有毒、有害成分,其综合利用可从以下几个方面考虑:①作饲料,一般选择粗蛋白的含量>20%(干重)的 水生植物；②作肥料,应考虑植物体含肥料有效成分较高,易分解；③生产沼气, 应考虑发酵、产气植物的碳氮比,一般选用植物体的碳氮比为25～30.5/1；④工 业或手工业原料，如芦苇可以用来造纸，水葱、灯心草、香蒲、莞草等都是编 制草席的原料。 由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊,同时面积较大,故美化景观也是必须 考虑的。然而在实际工作中，很多人工湿地的工艺设计者和建设者考虑得最多 的是植物的独有性和观赏价值等表在因素，没有考虑到栽种该植物后的植株生
7人工湿地的设计与计算 7.1设计说明 人工湿地处理技术是近几年发展起来的一种污水生态处理技术，它能有效地处理多种多样的废水，如生活污水、工业废水等，且能高效地去除有机污染物，氮、磷等营养物，重金属，盐类和病原菌微生物等多种污染物。除此之外，人工湿地具有出水水质好，氮、磷处理效率高，运行维护方便，投资及运行费用低等特点，近年来获得迅速的发展。 7.2设计参数 基质填料平均空隙率：ε=0.7。 7.3人工湿地设计计算 7.3.1基质层 基质层是人工湿地处理污水的核心部分，在设计中，需从基质的种类、粒径和厚度三方面考虑。 不同基质的人工湿地净化效果不同，以P为特征的污水，最好选择飞灰和页岩为基质，而以有机污染物和悬浮物为特征的污水，常选用土壤、细沙、砾石的一种或多种作基质。 基质的粒径的大小是影响湿地系统水里传导性的主要因素，直接关系到污染物在实地中的停留时间和系统的孔隙度。目前的人工湿地，基质粒径围在0-30 mm之间，通常选用的粒径围是4-16 mm。进水配水区和出水集水区填料粒径一般在60-100 mm，分布于整个床宽。在欧洲有实践表明：粒径为8-16 mm的基质，水里传导性好，是以植物生长，处理效果好。 基质的厚度是决定人工湿地国税断面面积和污水处理效果的重要参数，一般须根据系统所栽种植物的种类及根系的生长深度确定，以保证湿地床中必要的好样条件。目前运行的人工湿地，其基质厚度在0.5-1.0 m之间。 鉴于上述设计经验和当地的实际情况，基质层设计如下表4： 表4基质从下到上结构分层列表
7.3.2植物 人工湿地植物的选择一般要求适地适种，耐污能力强，根系发达，茎叶茂密，抗病虫害能力强，重视物中间的搭配，能适应当地得气候且有一定经济观赏价值。例如，在地势较高的地方种植芦竹、芦苇等经济价值较高的挺水植物；在地势略低的地方种植芦苇、香蒲等挺水植物；在塘水深较浅处栽种莲藕、菱角、芡实等浮土植物，水深较深处配置金鱼藻、苦草等沉水植物，并在塘放养鱼、泥鳅、青蛙等动物。我国常用的人工湿地植物见下表5： 综合考虑本工艺以芦苇为水生植物。 7.3.3湿地总面积（A ） （1）BOD 面积负荷（A 1） ) (0365.0* *1C C C C In k Q A e i --?= (7-1) 2 1160016.0772.410772.424180600365.0m ha In A ==?? ? ??--??= 式中： Q ——污水流量，Q=60 m 3/d ； K ——BOD 一级反应速率常数，取180；
人工湿地植物的作用和选择 环科1101 牛海鹏 人工湿地是一种新型的污水处理模式,是以污水处理为目的的人工设计建造和监督控制的与沼泽类似的地面。其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合而进行的,也正是利用这3种作用的协同关系进行的废水处理,使水质得到不同程度的改善,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物的生长,实现污水的资源化和无害化。植物是人工湿地的核心,不但可以去除污染物,还可以促进污水中营养物质的循环和再利用,同时还能绿化土地,改善区域气候,促进生态环境的良性循环。 1植物在人工湿地中的作用 湿地植物能通过吸收、吸附和富集等作用去除污水中的污染物,包括对 氮、磷的吸收利用及对重金属的吸附和富集。徐德福等的研究表明,种植 美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇的湿地,对氮、磷去除率分别是10.91%～ 59.32%和50.13%～87.26% 〔1〕进行城镇污水处理试验中发现,种植水烛和灯心草的人工湿地中氮、 磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低18%～28%和20%～31%, 可见水烛和灯心草吸收利用了污水中部分的氮和磷。污水中的氮以有机 氮和无机氮两种形式存在,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(NH+4和NO-3)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。 对风车草净化生活污水的实验表明,每克干重风车草能净吸收污水中2.25mg氮。无机磷也是植物必需的营养元素,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。通过建立小试系统,对有植物湿地系统和无植物 湿地系统进行了比较研究,结果表明有植物湿地系统春夏季平均磷的去 除率在60%以上,即使在冬季也能达到40%以上,出水总磷浓度达到或低 于国家地面水三级标准,处理效果接近二级生化处理厂,而且出水水质稳 定,冬季仍能正常运行,而无植物湿地系统磷的去除率仅为28% 植物通过根部直接吸收水溶性重金属,还能通过改变根际环境来改变污染物的化学形态,达到降低或消除重金属污染物化学毒性和生物毒 性的作用。垂直流人工湿地处理低浓度重金属污水的试验表明风车草能 吸收富集水体中30%的铜和锰,对锌、镉、铅的富集也在5%～15%。研 究发现种植在湿地中的宽叶香蒲等植物能够吸附和富集铜、镉、铅、铁 和油类,吸附后的重金属主要分布在根部 有机污染物的吸收是通过植物和微生物共同作用完成的,其降解机制分为三方面:转化、结合、分离。茭白、慈菇对城市污水BOD的去除 率可达80%以上。水葱可使食品厂废水中COD降低70%～80%,使BOD 降低60%～90%
人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态泌净化处理方法，其基本原理就是在人工;显地填料上种植特定得湿地植物，从而建立超一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时, 其中得汚染物质与营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。 人工溫地系统水质净化得关键在于工艺得选择与对植物得选择及应用配置?如何选择与搭配适宜得湿地植物，并且将其应用于不同类型得湿地系统中成了我们在营建人工湿地荊必须思考得问题。 1?人工湿地疔水处理系统植抽得选用原則(1)(2) K 1植物在具有良好得生态适应能力与生态营建功能; 管理简单.方便就是人工;显地生态汚水处理工程得主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿，而生长量较小得植物，将会减少管理上尤其就是对植物体后处理上得许多麻烦.一般应选用当地或本地区天然湿地中存在得植物。 K 2植物具有很强得生命力与旺盛得生长势; ①抗冻、抗热能力 由于汚水处理系统就是全年连续运行得，故要求水生植物即使在恶劣得环境下也能基本正常生长，而那些对自然条件适应性较;M?或不能适应得植物都将直接影响净化效果。 ②抗病虫害能力 污水生态处理系统中得植物易滋生病虫害，抗病虫害能力直接关系到植物自身得生长与生存，也直接影响其在处理系统中得净化效果。 ③对周囤环境得适应能力 由于人工;显地中得植物根系要长期浸泡在水中与接触浓度较离且变化较大得污染物，因此所选用得水生植物除了耐汚能力要强外，対当地得％候条件.土壤条件与周囤得动植物环境都要有很好得适应能力。 K 3所引种得植物必须具有较强得耐汚染能力; 水生植物对汚水中得B0D5. COD. TN. TP主要就是靠附着生长在根区表面及附近得微生物去除得，因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强得水生植物. K 4植物得年生长期长，最好就是冬李半枯荽或常绿植物;
人工湿地中植物选择与配置
目录 引言 (3) 1 人工湿地植物选择的原则 (3) 1.1 应选择适合本地生长的植物 (3) 1.2 选择抗逆性强的植物 (3) 1.3 净化能力强的植物 (4) 1.4 具有发达的根系和较强的输氧能力的植物 (4) 1.5 注意多种植物的组合 (5) 1.6 经济价值和景观效果好 (5) 2人工湿地植物种类及配置 (6) 2.1 人工湿地植物类型及计量方法 (6) 2.2 人工湿地植物种类 (8) 2.3 人工湿地植物的配置 (9)
人工湿地中植物选择与配置 引言 湿地植物是人工湿地的重要组成部分，不但可以吸收、降解水体中的污染物质，还能形成景观要素、美化环境。但不同的湿地植物生活习性、去污能力等存在一定差异，所以湿地植物的科学选择以及合理配置是人工湿地的功能与作用得以实现的前提和基础，对污水处理效果和景观要素形成具有重要的影响，是人工湿地设计过程中必须考虑的问题。适宜的湿地植物不仅可以提高污水净化效果，方便后期管理，而且能增加景观效果。 1 人工湿地植物选择的原则 湿地植物是人工湿地的基本组成部分，也是受地域和自然条件影响最大、最难控制的因素之一。同时，湿地植物的差异会显著影响湿地的净化效果，因此植物的选择对提高湿地的净化效果起着重要的作用。 1.1 应选择适合本地生长的植物 不同地区具有不同的环境背景，存在地域的差异和特殊性等，这些均是在人工湿地生态系统设计的植物选择中要考虑的重要因素。必须做到因地制宜，最起码要使所选植物能在该地区正常生长，适合当地的立地条件。一般地，多选用当地适宜种植和移栽的植物。王庆海等对北京地区常见9种水生生物污染物去除能力和生活力进行研究，表明水生鸢尾应为北京地区首选人工湿地植物，菖蒲、香蒲和荻等次之，泽泻和芦竹在人工湿地中不能越冬成活。四川地区以选择灯芯草作为净化污水的湿地植物是适宜的。灯芯草是武汉及北纬30地区人工湿地污水处理系统较理想的水生植物，但在白泥坑人工湿地污水处理系统中因不能适应当地生境而遭淘汰。 1.2 选择抗逆性强的植物 由于人工湿地中植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的
【最新整理，下载后即可编辑】 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 ×(V 0?V 1)×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 = 300750 =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；
园林绿化建筑知识 ?177? Architectural Knowledge 1 引言 人工湿地的运作原理与天然湿地基本相似，主要区别在于人工湿度需人为的选择植物，前期人工干预植物与微生物之间相互作用，使其通过物理、化学及生物作用来对污水进行处理的生态净化系统。但在位置方面需根据工程现场需要进行实地选择。 2 人工湿地植物 2.1 人工湿地植物的种类 湿地中植物的种类主要有3种。 （1）沉水植物。指植物体完全沉于水层下生活的大形水生植物。因此处理水的浊度不能太高，否则会影响光合作用。代表植物有黑藻、杉叶藻等。 （2）浮水植物。叶片漂浮在水面，也称浮叶植物。细胞内含有较多的气体，使其能平稳地漂浮于水面，气孔也多生于叶片的上表面。代表种类有凤尾莲、水葫芦等。 （3）挺水植物。指根茎生长在水的底泥之中，茎、叶露出水面的植物，其水面以上部分具有陆生植物特点而水面以下部分则具有水生植物的特点，可通过根系向基质送氧，使基质中形成多个好氧、兼性厌氧、厌氧小区，利于多种微生物繁殖，便于污染物的多途径降解；目前人工湿地植物主要是挺水植物，代表种类有芦苇、香蒲、曹蒲、灯心草、睡莲、若菜等。 目前人工湿地主要选择挺水植物为选配品种，主要表现在适应能力强，吸收丰富的氮、磷、钾，根系粗壮发达，生殖生长与营养生长并存，也能适应无土环境，生长量大，能在潜流式人工湿地搭配种植，也可以种植适应于表流式人工湿地。 2.2 人工湿地植物的作用原理 植物可以利用自身根、叶、茎的吸收能够有效去除存在于污水中的污染物，吸收、吸附和富集利用存在于污水中的氮、磷及重金属等。植物根系释放到土壤中的酶等物质也能快速降解解污染物。（1）废水中氮的去除 废水中的氮存在有两种形式：无机氮和有机氮。植物可以直接摄取无机氮，作为植物生长过程必须具备的物质；植物可以吸收被微生物转化与分解的无机氮，最终通过收割植物将它们从人工湿地中有效去除。 （2）废水中磷的去除 磷在湿地中通过基质的沉淀及吸附，有机磷的矿化，微生物的吸收以及植物组织等。人工湿地中腐殖质含有丰富的有机磷，当溶解氧充足时，组织会吸收有机磷作为营养物质。废水中的无机磷通过植物同化作用以及吸收可转化成植物的RNA 、DNA 、ATP 等有机成分，最终通过收割植物有效去除。（3）废水中有机物的去除 有机物可分为颗粒态和溶解态两种。人工湿地中的植物根系及填料能有效滞留及降解颗粒态有机物；人工湿地的植物根系、填料以及表面的微生物吸附及生物降解一部分溶解态有机物，另一部分则直接被湿地内的微生物降解去除。（4）废水中重金属的去除 一方面重金属可通过金属积累的植物从废水中吸附、富集或沉淀；另一方面是通过重金属与微生物的亲和作用以及微生物活性原则，从而达到削弱或消除重金属毒性的作用。 2.3 人工湿地植物的选择 湿地水生植物的要求是净化能力强、耐淹、生长期长、根系发达、抗病虫害、易于管理、综合利用价值高及有一定的景观效果。（1）适地适种 人工湿地必须做到因地制宜，在设计过程中需结合当地水文、地貌及气候等条件，选择适合的水生植物，将构建的人工湿地融入周围景观中。 （2）耐污能力强 水生植物在特殊污染逆境中都有一定的适应能力，除了适应性外其自身还会进化出对外部不良环境的抗性且抗性还能储存在基因中传递给子代并在子代中继续进化遗传。而人工湿地在筛选水生植物时的主要原则就是挑选有较强的适应与净化能力的水生植物。水浮莲、凤眼莲、满江红等就是具有这种能力的代表，在水体受到较为严重污染的环境中可较好的存活并能有效的去除受污染水体中的亚硝态氮、氨态氮、硝态氮和磷等营养等物质。（3）净化能力强 在筛选水生植物时，首先水生植物自身要具有耐污能力，其次还需具备较强的自净化能力，同时具备这两种能力时便可在单位面积内去除较多的污染物。在早期人工湿地的有关研究中，在对污染物的净化能力方面就菖蒲、灯心草和芦苇三种植物进行了比较，研究结果发现在去除CODcr 方面灯心草可达到40%—45%，其净化效果为三种植物中最好的。而构建一个具有耐污与净化能力卓越的人工湿地就必须从这方面进行深入研究。（4）根系发达 如何为微生物创造良好的生存条件？如何促进生物降解？ 答案毋庸置疑那就是具有发达的根系，有了发达的根系那相应的根分泌物也会随之增多，则微生物的生存条件和生物降解速度都有相应的提高。而另一方面发达的植物根系在保持人工湿地稳定的生态系统和稳固土壤与床体表面都有明显的作用。对比水生植物的芦苇和水麦冬，由于水麦冬其根系发达且地下生物量多，因此在去除氮、磷方面的效果远超芦苇5倍之多。不难看出为促进人工湿地生态系统的健康发展水生植物是否具有发达的根系又是一筛选的重要原则。 （5）观赏价值和经济效益高 近年来随着对湖泊等受污染水体的高度关注，有关学者进行无土栽培陆生植物净化与利用等研究，在治理污染的同时引入园林规划的设计理念，将营造生态公园环境与污染治理相结合，使得环境美化与提高环境质量效果达到了理想的效果。（6）水生植物的合理搭配 建人工湿地时要重视合理搭配水生植物，一方面具备较高的去除污染物能力，观赏价值和经济效益高，植物群体的快速生长；另一方面控制杂草生物对植物生长的抑制作用。根据植物群落的特征及实际环境条件，在空间和时间分布方面合理安排，使得整个生态环境稳定且高效运转。 3 结论 在目前建造人工湿地的管理与技术人员在大部分城市尤其是中小型城镇与乡镇相对比较缺乏。因此工序简易、能量消耗小、处里性能高效的人工湿地处理技术需大力发展。而一座人工湿地生态循环系统的成功建立，为水处理工程与城市环境建设在经济发展与生态文明等多面都将带来可持续的发展。 通过研究可以知道，人工湿地去除氮素、磷的主要方式都是靠植物的吸收，水生植物可累积N22-12mg/（m 2.d ），占进水可溶性无机氮的70%—100%；磷的浓度将可以降低至0.1mg/L 以下。在暴雨期间，人工湿地可输运和存贮大量的雨水，雨水中绝大多数污染物将被去除，在减轻后续水体的污染与压力的同时还可以很好的去除氮磷等污染物，并且一座运行良好的人工湿地将为自然界中大多数生物提供优质的栖息地。人工湿地在广大农村地区和城镇具有广阔的应用前景。 参考文献 [1]王世和.人工湿地污水处理理论与技术[M].北京：科学出版社，2007 【摘 要】本文阐述了不同生长特性的植物在人工湿地中起到的作用。提出了人工湿地选用植物时需充分考虑植物本身的特性，如：对生存环境的自适应能力，自净力及根茎的特点。同时在经济性方面也做出了比较。展望了城市和乡镇等地区大规模应用人工湿地的广阔前景。【关键词】人工湿地；水生植物 【中图分类号】TV85 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2016）05-0177-01浅谈人工湿地植物的选择 罗健文 （中铁上海设计院集团有限公司 上海 200000）
目录 耗氧有机物的去除... 错误！未指定书签。湿地系统对磷的去除错误！未指定书签。对重金属的去除....... 错误！未指定书签。
人工湿地的一些原理 耗氧有机物的去除 人工湿地对污水中耗氧有机污染物的处理效果较好，其对有机物的去除是由于人工湿地植物的吸收利用、基质的吸附及湿地内填料上微生物膜的联合作用的结果。污水中的有机物分为不溶性有机物颗粒和可溶性有机物两部分： 进入湿地中的磷主要存在于土壤中，土壤对磷的裁留作用主要受土壤理化性质影响，包括土壤孔隙率、pH值、粒度、有机质含量、铁铝氧化物等。一般来说：土壤孔隙率越大，湿地的容水体积就越大，水体中的磷在湿地内就能受到较长时间的吸附与吸收转化，净化效率也会相时增加。 在酸性和中性pH的条件下，根区跗近的亚硝化细菌和硝化细菌活动会增强，其中硝化作用占主导地位；而在碱性条件下时候，可溶性正磷酸盐的化学沉淀作用就占主导作用，从而影响湿地对磷的去除效率。土壤对磷的储存能力与有机质含量有关，一般来说有机质含量越高，对磷的吸能力
越强。可溶性的无机磷化物比较容易与土壤中的三价铝、铁等发生沉淀和吸附反应。湿地对磷的截留作用还与湿地的成因类型有关。 湿地的磷沉积作用是指进水中的可溶性磷酸盐通过物理作用导致磷存储于湿地内部的过程。很多研究表明沉积物或泥煤层是湿地中磷的主要的长期汇，与陆地生态系统相比，湿地并不是磷的长期有效汇。沉积物、枯枝落叶是天然湿地的主要储存磷的场所。湿地系统通常都具有较好的静止沉积条件，在湿地表层具有较松散的枯枝落叶层和沉积物层。但是在进水量剧增(如暴雨期)、在采样与进行植物收割时的人为行走、湿地中动物的活动以及收割后的湿地受强度较高的气流等影响下， 在潜流 10％)。 从运行的情况看，人工湿地基本上都能满足其去除要求，但对于高浓度的重金属废水不应直接进入湿地系统。可以采用预处理的方法使湿地中的金属浓度减低到危险水平以下，同时也可以在湿地系统中种植对重金属具有积累作用的植物。 土壤中微生物，也可通过胞合作用、胞外沉淀作用固定重金属，还可以把重金属转化为低毒状态，但也有的转化为毒性更强的物质。 正如许多金属是生物体生长的重要微量元素，微生物的生长和代谢也需要吸收一些具有特殊生物学功能的微量元素，例如cu是多酚氧化酶的组分并维持酸化酶的功能。