人工湿地设计方案

人工湿地设计方案

1 处理工艺

1.1 处理工艺流程框图

1.2 本方案水处理工艺流程说明

本方案预设污水氨氮含量较高，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氧生物塘，增强氮素的转化率。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，从而提高硝化作用的脱氮效率。好氧生物塘的出水先后进入垂直潜流人工湿地和水平潜流人工湿地组合成的复合潜流人工湿地系统，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，最后达标排放。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，对于农村生活污水、农业面源污染，是一种较好的处理技术。

1.3 方案各处理单元功能描述

（1）好氧生物塘

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

人工湿地综合了物理、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、磷不仅达标排放 污水 好氧生物塘 复合型人工湿地 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两种类型：表面流人工湿地（SFW）和潜流型人工湿地（SSFW）。潜流型人工湿地又包括水平潜流人工湿地（SFS）和垂直潜流人工湿地（VCW）。

.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。 5.2.2.2 表面负荷率

1 / 61 东升镇生活污水人工湿地设计方案（初稿）

人工湿地的净化机理：

对SS：湿地系统成熟后，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。废水流经生物膜时，大量的SS被填料和植物根系阻挡截留。

对有机物：有机污染物通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被除去。

对N、P：湿地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出现好氧、缺氧、厌氧状态，保证了废水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为营养吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。

一、污水水质

（一）、作为生活污水处理的主体工程。

按照城镇生活污水水质一般范围，可认为东升镇生活污水水质状况如下：COD 250—350mg/l（项目取中间值300 mg/l，需监测核实）；BOD 150--250 mg/l（取中间值200 mg/l）；SS

200--300 mg/l（项目取中间值250 mg/l）; NH3—N 30--40 mg/l（取中间值35 mg/l），P 8--10mg/l（取最大值10 mg/l）；水量按照5000m3/d设计。

（二）、作为生活污水处理厂的后续工程。

一般镇区均需要建设二级污水处理厂，按照城镇污水处理厂的出水标准，如东升镇二级污水处理厂达标排放，则污水处理厂出水应执行广东省《水污染排放限值》(DB4426--2001)中第二时段中的二级标准：COD 60mg/l；BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l; NH3—N 15mg/l，P 1mg/l；水量按照5000m3/d设计；作为生活污水处理厂的后续工程，人工湿地的处理压力要小得多，且水平潜流式人工湿地对氨氮的处理效果不如垂直流人工湿地，本项目暂不深入分析此项。

二、出水要求

东升镇生活污水最终出水预计进入北部排灌渠，按照《中山市水环境功能区水质保护规定》（中府［1997］115号）的功能区划，该渠符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类水体要求，因此人工湿地出水应执行广东省《水污染排放限值》(DB4426--2001)中第二时段中的二级标准；为：COD 100mg/l；BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l; NH3—N 15 mg/l，P 1 mg/l。

人工湿地设计方案

人工湿地是一种通过模拟自然湿地环境来提供水的净化和修复功能的人工生态系统，具有净化水质、保护生物多样性、调节水资源等多种功能。本文将对人工湿地的设计方案进行探讨。

首先，人工湿地的设计要充分考虑适宜的水体。水体的选择应该根据地理条件以及周边环境来进行。例如，在城市的防洪防涝等问题下，可以选择附近不易流失的地段进行湿地的设立。对于湿地的类型选择上，根据需求可以选择湿地的功能分类。如果需要净化水质，可以选择湿地的方式包括水稻田、连片湿地、河道等等。

其次，人工湿地的设计需要充分考虑植被的种类和植物的布局。植被是湿地的核心部分，可以通过光合作用去除水体中的氮、磷等营养物质。因此，人工湿地的设计方案要选择能够适应湿地湿润环境的植物种类以及植物的布局。通常来说，湿地植物分为浅水带植物、湿地植物和湿润植物。可以根据实际需要进行植物的选择。

第三，人工湿地的设计方案要考虑湿地底质的构建。湿地底质是湿地生态系统的根基，具有固定和吸附营养物质的作用。如果底质不适宜，会对湿地系统的正常运行产生不利影响。因此，在湿地设计过程中，要注意选择适宜的底质，例如砂质土壤或混合底质等。

最后，人工湿地的设计方案还要考虑湿地的水体调节和疏浚工艺。湿地需要保持一定的水位，以维持湿地的生态系统运行。因此，在设计方案中要考虑湿地的排水和供水系统，以及疏浚工艺等。在湿地水位过高或过低的情况下，都会对湿地的生态系统产生不利影响，甚至导致湿地的破坏。

综上所述，人工湿地的设计方案需要考虑适宜的水体、植被种类和植物布局、底质构建以及水体调节和疏浚工艺等方面。通过科学合理的设计，可以建立起一个高效强大的人工湿地，为环境保护和生态修复提供有力的保障。