人工湿地污水处理设计方案

人工湿地污水处理工艺与设计

王 薇,俞 燕,王世和

(东南大学环境工程系,南京 210096)

摘要:人工湿地作为一种新型生态污水处理技术,在实际应用中取得了快速发展。为了适应我国对这一技术

的迫切需要,文章结合作者的实践,较详细地介绍了目前人工湿地污水处理的工艺结构、基本设计方法及经济技术

比较,以供有关科研、设计单位参考。

关键词:人工湿地;污水处理;工程设计

近年来,各种水处理技术在实际应用中取得

了不断的发展,特别是作为二级处理的活性污泥

法以其工艺相对成熟、运行稳定、处理效果好而成

为城市污水处理的主流工艺,但传统的活性污泥

不仅基建投资大,运行费用高,且主要以去除碳源

污染物为目的,对氮、磷等营养物质的去除则微乎

其微,经处理后的出水排入水体后仍将引起“富营

养化”等环境问题。三级处理虽可解决上述问题,

但因投资和运行费用昂贵而难以大面积推广。同

时事实也说明,单纯依靠传统的人工处理方法在

我国当前的情况下尚难以从根本上解决水污染问

题,只能延缓其发展趋势。70 年代以来,人工湿

地处理技术的提出和发展,为综合解决上述问题

提供了一种新的选择。

1 人工湿地的基本构型与流程

人工湿地系以人工建造和监督控制的、与沼

泽地相类似的地面,通过自然生态系统中的物理、

化学和生物3 者协同作用以达到对污水的净化。

此种湿地系统是在一定长宽比及底面坡度的洼地

中,由土壤和填料混合组成填料床,废水在床体的

填料缝隙或在床体表面流动,并在床体表面种植

具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期

长、美观及具有经济价值的水生植物,形成一个独

特的动、植物生态系统,对废水进行处理。实际设

计中,往往是将湿地进行多级串联或附加必要的

预处理、后处理设施构成。

人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两

种类型: ①水面式人工湿地(简称FWS) , ②潜流

型人工湿地(简称SFS) 。FWS 系统中,废水在湿

人工湿地污水处理工艺设计流程

人工湿地是指通过人工手段构建的一种模拟湿地生态环境的污水处理设施。其原理是通过湿地植物和微生物的共同作用，对污水中的有机物、氮、磷等进行生物转化和吸附，最终达到净化水质的目的。人工湿地的污水处理工艺设计流程主要包括以下几个步骤：

1.确定项目背景和要求：了解项目的背景信息和要求，包括工艺处理能力、出水水质标准、土地条件等。

2.污水水质和流量评估：收集污水的水质和流量数据，分析其主要污染物的含量和组成，确定设计参数。

3.人工湿地类型选择：根据污水水质和流量评估结果，选择适宜的人工湿地类型，如自由水面流人工湿地、流虹吸式人工湿地、潜流人工湿地等。

4.人工湿地容积估算：根据污水流量和设计要求，估算人工湿地的容积大小，确定湿地面积和深度。

5.植物选择和配置：根据人工湿地的类型和设计要求，选择适宜的湿地植物，包括浅水植物、浮叶植物、沉水植物等，确定植物的配置和布局。

6.污水处理工艺设计：根据人工湿地类型和植物配置，确定污水处理的工艺流程，包括初级处理、湿地处理和后处理等工艺单元的选择和排列方式。

7.建设和调试：根据设计方案，开始进行人工湿地的建设，包括土地准备、建设设施等；在建设完成后，进行调试和运行，观察和监测出水水质，根据实际情况进行调整和改进。 8.运维和维护：人工湿地的运行需要定期进行维护和保养，包括植物修剪、除杂等，确保人工湿地的正常运行和效果。

9.监测和评估：对人工湿地的出水水质进行定期监测，评估其处理效果，根据监测结果进行调整和改进。

10.运行管理和优化：定期对人工湿地的运行进行管理和优化，根据实际情况进行调整和改进，以确保其长期稳定运行和处理效果。

总的来说，人工湿地污水处理工艺设计流程是一个综合考虑水质要求、土地条件、植物配置和工艺流程等因素的过程，需要经过严密的规划、设计和调试，才能够达到理想的处理效果。

螽鏊　辘　人工湿地在污水处理中的设计　韦林均　南宁市城市规划设计院南宁５３００２２　【摘要ｌ在经济社会快速发展进步的同时，各行各业和人们的生活产　生的废水也出现了剧增，在建ｉ￣：Ｅ－－境友好型社会的总体要求－Ｆ，对各种污　水、废水的处理就成为了必须要应用的技术手段。笔者在本文中主要针对　污水处理中的人工湿地技术进行了研究，对人工湿地技术设计内容进行了　介绍分析，并针对这一设计内容的应用提出了具体的方案。旨在通过本文的　介绍，为污水处理中人工湿地技术设计提供一些有益的借鉴，为创建更加　美好的环境做出贡献。　【关键词１人工湿地；污水处理；技术设计　在经济社会的发展进程中，产生的各类环境污染都给我们带来了　严重的损害，污水可以说是生产和生活都会产生的一种污染环境的废　弃物，但是大多数的污水处理方法都难以将污水处理完全，更有甚者，　污水不经处理直接排放，这给环境带来的都是难以挽回的损害，我国的　水污染情况十分严峻，如何遏制这一问题，就要在污水处理技术上进行　提高。人工湿地技术是近年来在处理污水中新近研发和应用的一种新　技术，人工湿地技术不需要巨大的投资、在处理污水过程中表现也十分　稳定，通过生物技术的综合运用更为生物多样性做出了贡献，因此这一　技术在近年来逐渐被各国所重视。在污水处理中人工湿地技术的应用关　键就是设计，这也是本文研究的重点。　一　人工湿地檀物的种类与管理　（一）人工湿地的植物类型　在人工湿地污水处理系统中最主要的植物类型就是水生类植物，　水生类植物能够吸收和吸附一些污染物，通过自身的生物作用产生氧气　传送到湿地系统，在湿地系统具备各类微生物繁殖的稳定环境和氧气　所需，微生物的留存能够为人工湿地提供更多的有机物，能够形成一个　稳定的处理污水的小型生态系统。　在人工湿地中存在最多的植物就是草本植物，草本类的水生植物　能够在水中繁茂的生长，例如最常见的芦苇、美人蕉、灯心草等，这些　草本类的水生植物大都具有十分发达的根系组织，在水中的生长能力　也是十分强的，人工湿地中栽植这类植物能够快速的使湿地表面长满　植物，对防止湿地底床部分积於和堵塞具有很好的效果。此外，有的人　工湿地中也会栽植一些乔木类树种，但是一般来说，在植物类型的选择　上，选择草本植物是最普遍的，除了它适合在湿地种植，根系发达，除　污能力强外，种植这类植物成本也较低，同时还能够产生经济价值和观　赏价值。　（二）人工湿地植物的种植与管理　人工湿地的植物种植一般在春季或者秋季进行，在人工湿地栽植　草本类水生植物时要注意各种植物之间在种植上的合理搭配。在栽植　时可以从自然水体中移植，也可以通过培育秧苗来种植，还可以直接撒　种种植，这几类栽植方式需要根据不同的情况，还要受到气候等条件的　限制，在成活率上也有不同，因此，人工湿地要根据所栽植的植物物种　综合这几种不同的栽植方式进行合理的选择与安排，确保在最短的时　间能够让湿地长满植物，增大植物密度，来提高人工湿地的清污能力。　在人工湿地的日常管理中主要是要对长成的植物进行收割，清除湿地内　的植物残枝叶，避免湿地植物自身对湿地产生污染。人工湿地的管理工　作还包括维护湿地系统内的生物多样性，从而提高处理污水的能力。　二　人工湿地构造与工程设计　人工湿地的构造与工程设计是整个人工湿地系统设计的最重要内　容，具体包括水力学特性、湿地床构造以及相关的配套设施建设等。以　上这三项内容是最主要的，在此进行具体的介绍。　（一）水力学特性设计　水力学特性的设计是影响污水处理的重要设计方面，理论上，人工　湿地的处理污水效果与水力停留时间有着很大的关系，这一时间的设定　要正哈符合生化反应处理污水的时间大体相同，如果时间设定不够，将　无法产生对污水的处理效果，但是设定时间过长则会在处理效果的基　１６６　础上引起滞留，处理效果会产生逆反。水力停留时间需要结合污水的流　量、人工湿地的除污能力以及孔隙等综合进行估算，这写数据在去污过　长中也是发生变化的，因此我们只要求水力停留时间能够大体符合估算　值即可。经过实验研究证明，水力停留时间对处理污水中的磷、氮等都　具有十分重要的意义，因此加强对水力停留时间的设计是十分必要的。　此外，水力负荷同样影响着人工湿地的污水处理，很大程度上来说　人工湿地处理的污染物类型和浓度以及水力的负荷是确定人工湿地系　统类型和大小的重要依据。因此，水力负荷的设计要结合所要处理的污　水中污染物的种类以及污染浓度进行科学的计算，根据计算结果选择　合适大小的面积才是最经济适用和高效率的。　水力学的这些特性都对人工湿地的污水处理有重要影响，因此，科　学合理的设计是十分关键的。　（二）湿地床构造设计　人工湿地的床构造设计需要结合水力负荷要求来确定，上文提到　水力负荷是确定人工湿地面积的依据，当然也能够据此得出长、宽的　湿地底床设计。经过理论研究和实验证明，人工湿地底床的长度选在　２０—５Ｏ米，且长宽比例最好控制在３：ｌ以下，如果长度不够，湿地形成　的处理面积就很小，难以实现处理污水的目标，如果长度过大，容易在　较大的面积中形成死角区域，在较大面积的底床中，植物生产中所需要　的水分有时也难以保障。因此，人工湿地的底床构造设计要科学合理，　要结合污水处理的目标进行科学的计算。　（三）相关配套设施建设　人工湿地的相关配套设施也是确保湿地有效处理污水的关键，在　此，笔者仅就两类设施进行设计上的分析：　第一，进出水设施的设计。人工湿地的植物生长、污水处理等过程　都需要通过对水的控制来完成和保证，因此进出水设施的设计是否科　学合理直接关系着污水处理效果。首先，设计中需要注意的就是进出水　设施要力求保证湿地水分布的集中性需求和均匀性需求。对于进水设　施，可以置于湿地底床表面或者底床之下，通过连接的阀门进行控制即　可，进水设施设计时最好配备相应的分流装置，为不同的需水情况作出　分别的供水。出水设施的位置选择需要根据所处理污水的不同情况进　行选择，现有的人工湿地的出水设施一般都设计安装在填料层底部，并　设计成穿孔集水管连接阀门和弯头。此外，还需要注意的是进出水设施　的材料选择，也要结合湿地的系统进行选择。　第二，防止渗漏设施的设计。人工湿地处理污水一定需要面对的就　是污水，这类污水一旦通过湿地系统渗漏到地下，将会造成更大的损害，　因此，在人工湿地系统中防止渗漏的设施也是十分重要的。实践中，防　止渗漏的方法有很多，所使用的设施也不同，例如聚乙烯树脂、油毛毡　等，无论选择何种防渗漏设施，首先需要确保的都是进出水管的安全输　送水，因此，可以说防渗漏设施也是包括进出水管的安全密闭。　三　结语　人工湿地处理污水技术是一种利用生物技术方法来减轻环境污染　的一种经济有效的方法，人工湿地处理污水在处理污染较轻、水量不大　的污水时具有十分显著的效果，我国在多地已经建立起了人工湿地并在　处理污水中进行了应用，效果十分明显，但总体上关于该技术的研究和　应用还存在不足，如何更好的提高人工湿地处理污水的能力和效率还　是需要深入研究。　参考文献　［１】王薇，俞燕，王世和．人工湿地污水处理工艺与设计　．城　市环境与城市生态，２００１，１　４（１）：５９—６２．　［２】少鹏，王海霞，万忠娟等．人工湿地污水处理技术及其在我　国发展的现状与前景［Ｊ］．地理科学进展，２００４，２３（１）：２２—２９．

人工湿地工程方案

1.引言

人工湿地工程是通过人为配置和管理的湿地系统，旨在模拟自然湿地生态系统的功能，达到水质净化、生物多样性保护和生态系统恢复的目的。

湿地是地球上最丰富的生态系统之一，它们对水质净化、生物多样性保护和气候调节等具有重要作用。然而，由于人类活动的影响，自然湿地面临着严重的破坏和退化。因此，人工湿地工程的开展具有重要的意义。

本文将以某城市区域污水处理工程为例，详细介绍人工湿地工程的相关方案。

2.项目背景

某城市位于南方地区，是一个人口稠密的大型城市。随着城市化进程的加快和工业化程度的不断提高，污水处理成为城市环境管理的重要课题。

为了解决城市污水处理的问题，相关部门已经规划建设了一座新的污水处理厂，并计划利用人工湿地工程对污水进行进一步处理，以提高处理效果和保护周边生态环境。

3.目标和意义

本人工湿地工程的目标是通过模拟自然湿地生态系统的功能，对城市污水进行二次处理，达到以下目的：

（1）提高污水处理效果，保证排放水质符合相关标准。

（2）保护周边的生态环境，增加局部的生物多样性。

（3）降低污水处理成本，提高处理效率。

（4）实现“净水工程”，改善城市水质，提高居民生活环境。

4.工程规划

（1）选址

人工湿地工程选址在污水处理厂出水口下游适当距离内，确保污水稳定流入湿地系统。

（2）湿地系统设计

湿地系统包括前池、植物区和后池。前池主要用于初步净化水质，植物区用于植物生长和吸收富营养物质，后池则是最后的水质净化区域。

（3）设施建设 在湿地系统中，需要建设生化池、植物滤池、固体拦截池等设施，确保污水能够有效流经各个部分，并达到预期的处理效果。

（4）植被配置

根据植物的生长习性和吸收能力，对植物区进行合理的规划和配置，以达到最佳的净化效果。

（5）水流控制

对湿地系统内的水流进行合理的调控，确保水体能够充分接触植物和微生物，从而提高污水的净化效果。

5.工程实施

（1）土地准备