基于城市污水处理的人工湿地规划设计初探_以南昌菱湖活水公园方案设计为例
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城市人工湿地系统处理污水探索分析———以成都活水公园为例作者:刘欣杨依婷赵卓琦来源:《现代园艺·下半月园林版》 2017年第5期摘要院成都市活水公园是1997 年建成的世界上首座以展示人工湿地系统处理污水为主要内容、以水保护为主题的生态公园。
它所展示的人工湿地处理系统工程现己正常运行了20 年,被污染的水体通过进入公园的厌氧沉淀池———水流雕塑———植物水塘———养鱼池———回到府南河,这一过程是一个大的生态水体循环。
本文就城市人工湿地系统处理污水的过程及所用系统进行探索分析。
关键词:活水公园;人工湿地;污水处理;系统活水公园是园林艺术与人工湿地净水工艺相结合的一次成功的尝试与实践。
城市园林艺术因应用了人工湿地净水工艺系统,而增加了科学内涵。
人工湿地净水工艺系统是一门内容广泛、内涵丰富的学科,有许多待研究和待完善的课题,需要多学科合作进行深入细致的研究。
1 概况四川省成都市活水公园,是我国第一座以水为主题的湿地生态展示景观公园,该公园展示了国际先进的人工湿地系统处理污水的过程。
其占地2.4hm2,坐落于成都市的护城河———府南河。
2 人工湿地系统处理污水公园的创意者,美国“水的保护者”组织创始人贝西·达水难分的象征意义,将鱼形剖面图融入公园的总体造型,喻示人类、水与自然的依存关系。
公园中的流水取自锦江河水,依次流经厌氧池、流水雕塑、兼氧池、植物塘、植物床、养鱼塘等水净化系统。
成都市活水公园的人工湿地净水工艺分成3个系统,形成3 个区,分别展示了人工湿地系统3 个不同的工艺过程,相应的生态环境产生了休闲、娱乐、教育等景观功能,成都活水公园集人工湿地净水系统与园林景观于一体,蕴涵了丰富的文化、艺术和生态意义。
2.1 进水预处理系统环境艺术家利用厌氧池的水面上设置了象征清水受污染的石雕作品,在厌氧池与兼氧池的联接处设置了可观赏与自流曝气的水流雕塑;厌氧沉淀池泵入污水,厌氧沉淀池出水经水流雕塑自流曝气后,流入兼氧高位水池的工艺过程;园林建筑设计者利用沉淀池与地面的高差及其地形地貌,设计建设了反映川西古建筑特点的,带水车的吊脚楼和地下展厅,并在地上山坡上种植仿峨眉山的亚热带自然植被。
某人工湿地生活污水处理工程方案一、研究背景和意义随着城市化的快速发展,生活污水处理成为了一个关键的环境问题。
传统的生活污水处理方式主要依靠化学药品和机械设备,但这种方式存在着成本高、运营复杂等问题。
因此,开发一种更加经济、环保的生活污水处理工程方案具有重要的研究价值和意义。
二、研究目标和内容本研究旨在探索一种基于人工湿地的生活污水处理工程方案,以解决传统处理工艺存在的问题。
具体研究内容包括:人工湿地的建设、生物质的选择、运营管理以及处理效果评估等。
三、研究方法1.人工湿地的建设:根据实地勘测和水质测定,选择合适的湿地地点进行建设。
建设工程包括挖掘湿地、植被覆盖、水位控制等。
2.生物质的选择:通过实验室试验和数据分析,评估不同生物质对污水中有机物、氮、磷等污染物的降解效果。
在选择生物质时,考虑到生物质的生长速度、适应性、经济性等因素。
3.运营管理:建立科学合理的运营管理方案,包括污水进水控制、生物质管理、水位调节等。
定期检测水质,分析处理效果,并对人工湿地进行必要的维护和修复。
4.处理效果评估:通过采样分析和数据统计,对处理前后的水质进行对比,评估人工湿地的处理效果。
同时,在经济性和环保性方面进行综合评估。
四、预期成果通过本研究,预期获得以下成果:1.构建一套基于人工湿地的生活污水处理工程方案,实现低成本、高效率的处理效果。
2.通过实际运行,验证人工湿地生活污水处理工程方案的可行性和稳定性。
3.提供科学依据和技术指导,为类似地区的污水处理工程提供参考。
4.探索人工湿地在生活污水处理领域的应用前景。
五、研究计划和安排阶段一:前期调研和方案设计(2个月)1.调研生活污水处理的现状和问题,了解国内外人工湿地的研究进展。
2.设计人工湿地生活污水处理方案,明确研究目标和内容。
阶段二:人工湿地建设(4个月)1.筛选合适的湿地地点,进行现场勘测和水质测试。
2.开展湿地的建设工程,包括挖掘、植被覆盖和水位控制等。
《人工湿地在污水处理中的应用案例及常见问题探讨》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅猛发展,水污染问题日益严重,污水处理成为环境保护的迫切需求。
人工湿地作为一种自然与人工相结合的污水处理技术,因其低能耗、高效率、生态友好的特点,逐渐成为污水处理领域的重要手段。
本文将通过具体案例,探讨人工湿地在污水处理中的应用,并就其常见问题进行深入分析。
二、人工湿地在污水处理中的应用案例1. 某城市污水处理厂应用人工湿地某城市为解决日益严重的污水问题,引入了人工湿地技术,将污水处理厂排放的污水引入湿地系统。
该人工湿地采用自然—生物复合处理工艺,通过植物、微生物和基质的协同作用,有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物。
经过人工湿地的处理,出水水质达到国家一级排放标准,实现了水资源的循环利用。
2. 农村生活污水治理在某农村地区,由于地理条件和经济因素的限制,传统污水处理设施难以普及。
当地政府采用人工湿地技术,建设了多个小型人工湿地系统,用于处理农村生活污水。
通过植物吸收、微生物降解等作用,有效降低了污水中的污染物浓度,改善了农村水环境。
三、常见问题探讨1. 人工湿地的设计与建设人工湿地的设计与建设是影响其处理效果的关键因素。
设计时需根据地理位置、气候条件、水质状况等因素进行综合分析,选择合适的湿地类型和植物种类。
同时,要合理设计湿地基质、水力条件等,以保证湿地的处理效果和生态平衡。
在建设过程中,需严格控制施工质量,确保湿地系统的稳定性和持久性。
2. 湿地的维护与管理人工湿地需要定期维护与管理,以保证其正常运行和良好的处理效果。
维护工作包括清理杂草、修剪植物、更换失效基质等。
同时,需对湿地系统进行定期监测,了解其处理效果和水质变化情况。
管理方面,需制定科学的管理制度,明确责任人、管理措施和运行经费等,确保湿地的长期稳定运行。
3. 湿地处理效果的评估与提升为确保人工湿地的处理效果达到预期目标,需定期对湿地系统进行评估。
生活污水人工湿地设计方案随着城市化进程的加快,城市人口的快速增长,生活污水治理成为城市环境建设中的难点问题。
传统的污水处理方法成本高,投入周期长,运营成本高,又存在排放标准难达到的问题。
生态湿地凭借其环保、低耗能、经济实用等优势,被越来越广泛地使用到城市生活污水治理中。
本文将探讨生活污水人工湿地的设计方案。
一、生活污水人工湿地的概念生活污水人工湿地是指通过植物、微生物等身上的生态系统效应来处理城市的生活污水的环保技术。
它采用自然的生物化学过程,将水中的净化负荷通过各种生态系统的操作,将有害物质和营养元素降解和转化为无害的物质,并将有机质转化为有机质蓄积。
生活污水人工湿地可按土地利用类型分为农田湿地、湖泊湿地、林地湿地和人工湿地。
二、生活污水人工湿地的选择与规划生活污水人工湿地是需要根据它所应用的地区特点来选择合适的设计方案的。
一般首先需要考虑的是选择一个合适的建湿地区域。
选择不同建湿区域风险与难度不同,如河流面积方便骨干管道引水、性价比高的小型村庄区域等。
另外,需要注意是否有稳定的水源,还要保证在整个运营周期中都有足够的水源。
选定后,需要对湿地进行充分规划,建立合理的湿地水流梯度与水质梯度,以适应生态系统的特征。
三、生活污水人工湿地的设计方案针对生活污水人工湿地的设计需要分别从水流系统、植物配置系统、微生物系统、修复系统以及安装系统等几个方面来考虑。
水流系统主要包括进水系统、分配系统、水质调整系统、过滤系统、放流系统等。
进水系统在选址时就要考虑到管道的所在位置,一旦建立后就不易改变。
下级的入口与上级的出口位置应确定好。
分配系统是决定生态湿地功能的关键之一。
合理的分配系统不仅能够实现水平分配还能够适当的分配水流,从而使得水流更有动势,具有利于微生物生长等优点。
水质调整系统低级生态湿地的配设有调节箱,有效能够调节水质。
过滤系统使水更深入地降解污染物,而放流系统是加强生态湿地最重要的保护。
2. 植物配置系统植物配置系统主要指的是人工湿地植被的摆放方法。
人工湿地在污水处理中的应用案例及常见问题探讨人工湿地在污水处理中的应用案例及常见问题探讨引言:随着城市化进程的加快,水资源治理和环境保护问题日益凸显。
污水处理是保护水资源、维护生态平衡的重要环节之一。
近年来,人工湿地作为一种生态友好型的污水处理技术备受关注。
本文将介绍人工湿地在污水处理中的应用案例,并对其常见问题进行深入探讨。
一、人工湿地在污水处理中的应用案例1. 景观湿地在乡村污水处理中的应用案例乡村地区通常存在着分散、小规模的污水排放问题。
景观湿地作为最常见的人工湿地类型,可以有效地处理小规模污水。
例如,在某农村地区,通过建设景观湿地系统,将农村居民污水进行分流收集,经过事前处理后进入湿地系统。
经过数年运行,景观湿地成功地解决了农村区域污水处理问题,并在周边村庄起到了景观增效和生态修复的作用。
2. 人工湿地在城市污水处理中的应用案例城市地区的污水处理压力较大,传统的处理工艺无法满足要求。
在某城市,通过建设人工湿地系统,成功地对城市污水进行处理。
人工湿地由多个单元组成,每个单元包括人工湿地底床、湿地植物和微生物。
城市污水先经过生物处理,然后流入人工湿地,通过湿地植物的吸收和微生物的降解作用,将有机物、氮、磷等污染物去除,出流水质量得到有效提升。
二、人工湿地在污水处理中的常见问题1. 植物选择与养护人工湿地的植物种类选择对处理效果起到至关重要的作用。
不同植物对污水中的有机物、氮、磷等污染物的吸收能力有所差异。
因此,在选择湿地植物时,需要根据具体情况合理挑选。
同时,对植物的定期养护也是保证人工湿地正常运行的关键。
2. 土壤与湿地结构人工湿地的底床材料和植物配置对处理效果也具有重要影响。
底床材料应选用粗砂或砾石,以保证良好的通气和渗透性能。
湿地的结构设计应充分考虑流动路径和空间分配,以确保污水可以充分接触到植物和微生物。
3. 水流调控水流量的调控在人工湿地运行中非常重要。
水流过大或过小都会影响湿地内的氧气供应和污水的接触时间,从而降低处理效果。
人工湿地水处理系统在滨水景观中的营造探讨 ——以“基质床体”人工湿地水处理系统在天禄湖公园中的运用为例发布时间:2022-08-04T10:12:21.746Z 来源:《建筑实践》2022年第3月第6期作者:常虎[导读] 城市的滨水景观空间中,在“海绵城市”设计思想的指导下常虎浙江华坤建筑设计院有限公司摘要:城市的滨水景观空间中,在“海绵城市”设计思想的指导下,已有人工湿地的运用。
但从整个体系上看,景观设计中针对雨水的措施相对分散。
人工建设的滨水空间中,人为活动占主体地位,滨水生态隔离带相对较为薄弱,因此在生态要求的大环境下,人工湿地的水处理技术的应用和营造就尤为需要。
本文介绍的内容首先是针对人工湿地水处理系统的概念进行阐述,同时阐明系统在滨水景观中的建设意义和特征,结合实际案例,进行深入研究和探讨。
从设计和工程建设的角度提出措施,希望可以给同行业工作者一定的建议参考。
关键词:“基质床体”人工湿地水处理系统;滨水景观建设;营造探讨;1 人工湿地水处理系统的概念及研究运用的现状1.1人工湿地水处理系统的概念人工湿地系统是在人为的干预下,由原有的及新增的湿地生物圈共同参与的生态体系。
它模仿自然湿地,但相对自然湿地较为简单。
且在人为干预下对局部水环境有更强的针对性。
水中的污染物质经过人工湿地内各环节的吸收,过滤,转化,最终被去除。
根据水流形式,可以表现为:表面流湿地、潜流湿地及立式流湿地三种。
“基质床体”人工湿地系统主要强调基质的运用,它是在人工参与下,以对水中悬浮物有过滤、吸附等功能的基质(如碎石,陶粒,塑胶纤维颗粒、土壤等)作为载体,结合对污水有抗性且可吸收污染元素的植物,融进生物体系而组成的完整生态系统。
它特点主要体现在“基质”的运用上。
基质在整个系统中扮演的是过滤、吸附、提供分解菌栖息场地的功能。
它相对于常规景观系统中的表面流人工湿地系统,过滤及蓄水的时间更长,过滤效果更明显,且占地较小。
其中,“基质床体”人工湿地,以潜流湿地相对更加卫生,处理效果也非常好。
《人工湿地对农村生活污水的处理效果研究》篇一一、引言随着农村经济的快速发展和人口的不断增长,农村生活污水的处理问题日益突出。
人工湿地作为一种生态、高效的污水处理技术,被广泛应用于农村生活污水的处理。
本文将探讨人工湿地对农村生活污水的处理效果,为相关研究和应用提供参考。
二、研究背景与意义人工湿地是一种利用生态学原理和物理化学过程相结合的污水处理技术。
其利用湿地植物的吸收、微生物的降解和基质的过滤等作用,有效去除污水中的污染物。
在农村地区,由于地理位置、经济条件等因素的限制,传统的污水处理方法往往难以实施。
因此,研究人工湿地对农村生活污水的处理效果,具有重要的现实意义。
三、研究方法本研究采用实地调查、实验室分析和数学模型模拟等方法,对人工湿地的处理效果进行研究。
首先,选取具有代表性的农村地区,建立人工湿地污水处理系统。
然后,收集农村生活污水样品,分析其水质指标。
接着,通过实验室模拟和实地监测,评估人工湿地对污水中各种污染物的去除效果。
最后,运用数学模型对人工湿地的处理效果进行定量分析。
四、人工湿地对农村生活污水的处理效果1. 对有机物的去除效果人工湿地对有机物的去除效果显著。
通过湿地植物的吸收和微生物的降解作用,污水中的大部分有机物得到有效去除。
实验结果表明,人工湿地处理后的污水,其化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD5)等指标均有显著降低。
2. 对氮、磷等营养物质的去除效果人工湿地对氮、磷等营养物质的去除效果同样显著。
通过湿地基质的吸附、微生物的固定化氮以及植物吸收等多种作用,有效降低污水中的氮、磷含量。
研究发现,人工湿地处理后的污水中,总氮(TN)和总磷(TP)的浓度均符合国家排放标准。
3. 对病原微生物的去除效果人工湿地对病原微生物也有一定的去除效果。
通过湿地环境的自然净化作用和微生物的竞争、捕食等作用,有效降低污水中的病原微生物含量。
这对于改善农村生活环境卫生,预防传染病的发生具有重要意义。
浅谈城市湿地公园规划设计策略 ——以江西鄱阳湖(鸭湖段)为例谭詠方发布时间:2021-12-04T06:08:22.350Z 来源:基层建设2021年第26期作者:谭詠方[导读] 本文以江西鄱阳湖的鸭湖段为例,在调查了解用地概况的基础上,围绕湿地公园规划设计的三大重点——湿地水环境分区修复与保护、湿地植被营建,旅游规划,从中阐述基于场地特征的湿地公园规划设计方法华南理工大学建筑设计研究院有限公司摘要:本文以江西鄱阳湖的鸭湖段为例,在调查了解用地概况的基础上,围绕湿地公园规划设计的三大重点——湿地水环境分区修复与保护、湿地植被营建,旅游规划,从中阐述基于场地特征的湿地公园规划设计方法,进而对湿地公园的科学规划设计提供一定的参考意义。
关键词:场地特征;湿地公园;规划设计Based on site characterization Wetland Park Planning and Design ——Poyang Lake(Duck Lake segment)as an example Abstract:In this paper,Duck Lake Poyang Lake in Jiangxi section as an example,by learning the investigation on the basis of the land,use three keys of Wetland Park Planning and Design - wetland restoration and protection of water environment zoning,wetland vegetation construction,tourism planning,which elaborated on Wetland Park planning and design of site characterization,further which can make some reference of Wetland Park planning and design. Key word:site charecterization,wetland park,plan1.引言湿地系统作为城市生态系统的重要组成部分,除了湿地景观和原有的栖息地物种保护,还具有生态旅游和生态教育等特殊功能。
景观水体的活化机制研究——以活水公园为例摘要:随着我国经济突飞猛进的发展,国民生活水平逐渐提高,在基本物质需求得到满足的同时,人民群众对生活环境有了进一步的提升。
为适应社会发展与自然环境和谐共进的目标,我国近年来加大了对环境保护的力度。
为了能够在提高人们生活环境的同时,净化自然生态水资源,国家大力发展活水公园项目,项目实施以来,真正的起到了保护水资源的作用。
在活水公园项目的实施中,景观水体的活化机制研究,起到了决定性作用。
工业生产和人类活动产生的大量污水和废水,直接对河流造成了严重的污染问题,活水公园通过将河流水引入园内,在经过多重的生态过滤系统以及利用其水体的活化机制,以此得到有利于生态水坏境的活水,最后在注入到河流中。
这种有效的生态净化水资源的方法,有效的提高了对生态水源的保护作用。
与此同时,活水公园的建设,能够为人民群众提供良好的休闲场所,有助于提高人民的生活质量。
景观水体的活化机制方法,运用到活水公园中的措施,是人与自然和谐发展的重要举措。
关键词:景观水体;活水公园;环境引言随着社会的发展,我国工业生产活动和人类活动,为生态自然环境造成了严重的污染问题。
面对这一不良现象日益严重的情况下,我国也意识到生态环境保护的重要性,因此我国根据自身的发展状况,同时结合国外的先进技术和思想,对生态水资源进行相应的改善措施。
主要以景观水体的活化机制为主要核心,建设不仅能够净化水源,还可以提高人民生活质量的活水公园。
此项目是以保护为主题的生态公园,对我国社会发展与环境保护具有重要的意义。
一、景观生态学的提出景观生态学较早出现在西方,由于西方国家较早的进入到了工业时代,而工业生产成功的推动了城市的发展[1]。
城市生活条件优越并且就业岗位较多,所以导致了大量的农村人口,涌入到城市中,虽然能为城市发展提供大量的劳动力,但是也使得城市中的道路、住宅等基础设施不堪重负。
为了缓解城市压力,城市管理者只能大力扩建城市,增加城市住房和基础设施,但是在建设城市职能的同时,规划者并没有重视到城市生态景观的改善。
生活污水人工湿地设计方案在城市化进程中,污水处理一直是一大难题,人工湿地作为一种采用生物处理工艺的新型处理技术,已经得到了广泛的应用和研究。
本文就生活污水人工湿地的设计方案进行探讨。
一、人工湿地的概念人工湿地是利用湿地生态系统的自净能力,对污染物进行处理的人为修建的湿地。
主要是通过植物和微生物来降解和吸附废水中的有机物、氮、磷等营养盐、重金属、细菌和病毒等物质,从而实现水质的净化和修复。
生活污水人工湿地是指一种以生活排水为基础的人工湿地,目的在于净化和利用生活污水。
二、生活污水人工湿地设计方案1. 适宜的生活污水湿地种类生活污水人工湿地可以分为水深流态人工湿地和浅流态人工湿地两种。
水深流态人工湿地适用于城市生活污水量大、水质差、有较严重污染物质及水质波动较大的情况,适宜采用人工湖、内循环式人工湿地、人工流态滤池等。
这种湿地水深较深,出水水质稳定,水质净化效果良好,但对于建设成本较高,并且一些空旷的城市区域并不适用。
浅流态人工湿地适用于城市生活污水水量小、水质较好,水质波动较小的情况,适宜采用表层流人工湿地。
这种湿地水深一般为0.3m~1.0m之间,易于建设和维护,但缺少对沉淀物的去除,需要经常清理,同时为了美观性也需要进行景观设计。
2. 人工湿地的布局和设计在实际的人工湿地营建设计中,为了达到收获期能有良好的植被和景观效果,在进行布局设计的时候,应考虑以下几个方面的因素:•建设目的和面积•处理的水量和流量•常年的气候条件•土壤结构和风波的情况•工程特殊条件对于人工湿地的设计方案,需要针对性的区分三个阶段的处理流程:1.初期阶段:当有草籽发芽后,即可开始引水。
初期一般持续3-4年,底泥需要积累,并统计各种水生和沉水植物数量。
形成逐渐收敛的构造,且面部无缝隙。
2.运营阶段:一般从第五年开始正式操作。
该阶段需要加强浮床,或加大某些塘的面积或浅滩带用来增强深度过滤效果,并定期对底泥进行搅拌和翻动,刺激底部的微生物生长。
基于城市污水处理的人工湿地规划设计初探———以南昌菱湖活水公园方案设计为例曲姗长安大学建筑学院,陕西西安710000摘要:城市污水治理是城市生态建设和城市可持续发展的重要内容。
本文以南昌菱湖活水公园规划为例,探索人工湿地净水系统的机理及过程,得出人工湿地处理城市污水的规划设计方法,将其应用到现代城市建设中会对解决当前缺水城市的水资源循环利用、中水回用等城市问题有重要意义。
关键词:人工湿地;城市污水;生态净化;活水公园1引言目前,我国经济社会发展迅速,城市化水平不断提高。
进而,城市居民生活用水和污水排放量都在不断提高,如何科学有效的治理城市污水是当前亟待解决的问题。
据环保部公布的环境统计年报显示,2013年全国城镇污水排放量达到507.3亿吨,由于缺乏合适的污水处理技术,我国目前每年依然有50亿吨的生活污水没有经过任何处理,直接排放到附近的江河、湖泊等,对我国的生态环境产生了严重的影响,同时也威胁饮用水的安全。
在人类的不断探索和对自然认知的过程中,发展起来了一种新型污水处理生态系统———人工湿地生态净水系统。
2人工湿地及发展背景2.1湿地与人工湿地的概念湿地是介于陆地和水生环境之间的过渡带。
1971年《湿地公约》将湿地定义为:“湿地系指不论其为天然或人工、长久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动,或淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域”[1],被人们称为“地球之肾”,“天然蓄水库”等。
人工湿地实质上是人工模拟自然系统,它是将污水有控制地投放到人工建造的类似于沼泽地的湿地上,并在其中填充土壤、砂子和砾石等填料混合组成的填料介质床,废水在床体的填料缝隙或床体表面流动,同时在床体表面种植芦苇、美人蕉、香蒲等耐水性植物形成一个独特的土壤,总的来说是由人工配置基质、植入植物并由微生物和物理沉降,共同组成的具有污水处理功能的生态系统[2]。
2.2人工湿地的类型国内外学者对人工湿地系统的分类方式有很多种。
从水的力学角度,可分为水面湿地和渗滤湿地;按照湿地中主要植物,可分为浮水植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统。
目前比较常用的分类方法是按水流方式的不同分为:表面流人工湿地(FWS)、潜流人工湿地(SFS)。
表面流人工湿地系统中,污水在湿地的土壤表层流动,但在北方地区冬季表面会结冰,夏季会滋生蚊虫,不易于管理[3]。
而潜流人工湿地系统,污水在湿地床的表面下流动,污水就能够充分的与植物根系及表层土和填料接触,达到截留等作用,提高处理效果和处理能力,另外,由于水流在地表下流动,保温性好,处理效果受气候影响较小,且卫生条件较好,是目前国际上研究较多和广泛应用的一种湿地处理系统。
2.3国外人工湿地发展背景自1974年德国首次建造人工湿地以来,各种不同的湿地在世界各地已被广泛运用。
目前,在美国有600多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水,400多处人工湿地被用于处理煤矿废水,50多处人工湿地用于处理生物污泥,近40处人工湿地用来处理暴雨径流,超过30处人工湿地系统用于处理奶产品加工废水。
在丹麦、德国、英国各国至少有200处人工湿地系统在运行,新西兰也有80多处人工湿地系统被投入使用[3]。
2.4我国人工湿地发展起源相对来说,我国的人工湿地发展较晚。
1990年深圳建立了我国第一个人工湿地污水处理工程――白泥坑人工湿地处理系统,其占地面积8400平方米,处理规模为3100t/d的城镇综合污水。
1998年成都活水公园在府南河边落成,开辟了国内活水公园的先河,是我国第一座以水为主题的城市生态景观公园,其净水流程为先抽取府南河水,注入厌氧沉淀池,经过沉淀后的水依次流经水流雕塑、兼氧池、植物塘、植物床、养鱼塘、氧化沟等水净化系统使之由变清最终重返府南河,污水的日处理量从原设计的300吨扩大到600吨。
2004年上海梦清园建成,让受严重污染的苏州河水重现生机。
梦清园从公园西南区河道上游方向设取水口,取苏州河水,经溪涧的曝气复氧、人工湿地过滤床等物理、生物净化流程,使水体达到景观用水标准。
净化后的水用于公园人工瀑布、喷泉、湖泊等水景,绿化灌溉以及地下设施的冲洗等,多余的水排入苏州河。
由此可以看出,不论是人工湿地、生态公园、活水公园,都是通过人工模拟自然生态系统,以构建相对完整的生物群落,来达到区域的生态平衡和可持续发展[4]。
3.南昌菱湖活水公园人工湿地系统规划3.1人工湿地系统规划背景研究江西省南昌市小蓝经济开发区为国家级经济开发区,江西省首批生态工业园区,是南昌经济区集生产、研发办公、生活、商贸等一体化的综合产业配套服务基地。
规划地块位于园区主城中心位置,居住和工业区人口较多,生活污水排放量大,大量污水未被经过处理就排放到附近的菱湖中。
但作为国家级生态工业园区,应以建设生态公园为依托,构建人工湿地净水系统,改善目前水污染现状及缓解城市生活污水处理的压力。
3.2以活水为核心的规划目标及理念规划坚持以自然为本,回归天然风貌,利用和保护现有资源,体现出自然环境和人工环境相统一,逐步形成可循环的生态净水系统。
基于当前城市水资源缺乏,城市生活污水排放量增加,以提出更科学合理的污水处理方法为目的,本方案设计将提供一个以人工湿地净水系统为主体,集生态环境优化、富有环保教育和休闲为一体的城市公园。
以活水为主要规划理念,“问渠那得清如许?为有源头活水来。
”活———生机、新鲜,水———自然的元素、生命的依托,活水———水由“浊”变“清”、由“死”变“活”的生命过程,水似乎一开始便于人类的生活乃至文化历史形成了一种不解之缘。
总的来说,水文化是对传统水功能的一种延伸和升华,其根本理念是创造以为本和人与自然和谐相处的境界。
3.3人工湿地在活水公园中的运用该公园规划设计六大功能区,分别为:科普教育区、游乐健身772DOI:10.19301/ki.zncs.2017.03.233区、休闲观赏区、文化娱乐区、安静休息区、生态净水区。
其中生态净水区以环线的形式贯穿公园,形成人工湿地生物净水系统。
主要由厌氧沉淀池区、跌水瀑布区、兼氧池区、泡沫湿地区、砂石过滤区、鱼塘养殖区、观景喷泉、藻类种植池构成。
在功能上不仅向游人展示如何将污水一步步进行净化的过程,四周的植物配置也营造了一种自然式生态的亲和环境效应,从而更好地在自然方面诠释公园的象征意境。
3.3.1人工湿地系统规划设计该区域运用人工湿地净水系统的理论,以土壤基质、植物系统、微生物为主要核心,将该区域分成若干个小的区域,各区域各自成系统,又相互依存,相互影响,共同形成可持续的水循环系统,以水的净化为流线,依次设计形成八个小的片区:(1)厌氧沉淀池。
把城市污水用泵抽入东侧的入水口,进入沉淀池里。
水中投有厌氧微生物,经过物理沉淀作用和微生物分解初步净化污水。
(2)叠水瀑布。
利用该地块北高南低的地形高差,设计天然的叠水瀑布,水在跌落的过程中吸收空气中的富氧量,增加含氧量。
另外,瀑布叠水还可以营造很好的景观环境。
(3)兼养池。
将兼养池设计为相对独立的区域,池的上层为好氧动植物,下层为厌氧微生物,对水流进行相对的控制,保证污水能充分的与微生物反应。
(4)泡沫湿地。
由大小不同的13个植物塘组成面积从0.06-0.15公顷不等,外形似泡沫,寓意能净化水体的“泡沫”,共分为以种植四中不同水生植物为主的区域,有浮叶植物主区、挺水植物区、漂浮植物区、沉水植物区,种植植物有凤眼莲、睡莲、荷花、芦苇、满江红、苦草等,植物配置结合了当地的气候与水文条件,不同种类植物综合搭配,不仅在净水能力上有很大的提高,还形成了丰富而又错落有致的水面景观,达到了生态净水系统的完善和优美的景观环境并存的和谐景象。
(5)砂石过滤。
运用人工湿地中土壤基质的元素,设计浅滩式的基质片区,铺筑厚度约为0.2-0.6米,选用的材料为粗砂石、细砂石、砾石并以炭渣和后泥土垫底。
(6)鱼塘养殖。
鱼塘区内有大量的微生物,鱼类,沉水植物形成一个相对稳定的生态系统,使整个区域内的水成为活水,水质又能进一步得到净化。
(7)景观喷泉。
此区域的水质已经达到了可作为景观水的标准,因此设计景观喷泉,来体现亲水性和观赏性,充分表现了活水的主题,还可以增加水中含氧量,提高水体的自流和循环能力。
(8)藻类种植池。
在净水系统的最后设计藻类种植池,对处理后的污水进行检测。
3.3.2人工湿地系统的作用及能力分析整个净水流程中的各个片区都有不同的作用,污水经过土壤基质和植物的根系以及茎叶时大的颗粒物被过滤、沉淀和吸附。
氮、磷及重金属则被植物和微生物吸收、氧化分解,通过植物的光合作用和微生物的代谢作用,使整个湿地系统持续循环运行,达到活水的生态效益。
8个大区13个小区作用1.厌氧沉淀池区经过两次沉淀和微生物分解,污水中的污泥、泥沙、悬浮颗粒物被过滤2.跌水瀑布区吸收空气中的氧增加富氧量3.兼氧池区上层为好氧动植物,下层为厌氧微生物,能除去水中的有机物,脱氧除氮4.泡沫湿地区①浮叶植物区吸收N、P、铅、汞等金属元素②挺水植物区吸收矿物质、改善水质透明度、净化水体③漂浮植物区吸收矿物质抑制水体藻类生长④沉水植物区吸收磷酸盐、有机氮氨、氯化物5.砂石过滤区①碎石+叠水过滤较大的固体悬浮物,净化水质②粗砂+叠水过滤水中的颗粒状物质,降低浊度③细砂+叠水减少水中细小的悬浮物,改善透明度6.鱼塘养殖区既可供人们观赏,也能吸收水中的有机物,同时也能检测水质7.观景喷泉增加水中含氧量,提高水体的自流和循环能力8.藻类种植池检验水质4.人工湿地处理污水的机理总结4.1各流程净水机理4.1.1厌氧沉淀阶段厌氧沉淀阶段是对污水进行初期的物理沉淀作用和微生物分解。
根据该地区污水的排水量确定厌氧池的容量大小,池中投入厌氧微生物,利用厌氧菌的作用,使有机物发生水解、酸化和甲烷化,去除废水中的有机物,并提高污水的可生化性,有利于后续的好氧处理。
在设计中最好将水池加顶,这样既可以美观又可以起到隔离污水的作用。
4.1.2植物系统阶段植物是人工湿地污水处理系统中最重要的部分,它在人工湿地生态净水系统中发挥多种作用,通过自身的光合作用吸收氮、磷等污染物,而且有些种类可以吸收重金属或降解有机污染物,,还可以抑制藻类的生长,通过植物的空心茎向系统中输送氧气。
1977年德国学者Kickuth提出了湿地净化污水的根区法理论,认为在污水渗过湿地的过程中,经过植物根区,在根区这一特殊的生态环境下,植物根系可对污水中的营养物质进行吸收、富集,而根区附近丰富的微生物群落更可以通过其旺盛的代谢活动将各种营养物质降解、转化[5]。
经研究表明湿地植物对污水净化有以下几点作用:1.湿地植物能吸收污水中的营养物质,主要为对氮、磷元素的吸收。
2.吸附重金属和一些有害物质,将其转化为自身的生物量。