人工湿地污水处理技术原理与数学模型

人工湿地污水处理技术原理与数学模型（精选13篇）

人工湿地污水处理技术原理与数学模型 第1篇

人工湿地污水处理技术原理与数学模型

摘要：介绍了人工湿地基质、植物和微生物去除污染物的机理与研究现状,着重从植物对基质的影响、植物的气体输送及根际氧气释放、植物对污染物的.摄取、植物对碳源的释放、植物蒸腾作用等角度,探讨了植物在污染物去除过程中的作用;根据人工湿地数学模型的发展历程,依次介绍了衰减方程、一级k-C*动力学模型、Monod动力学模型和箱式机理模型的构建方法,分析了各种人工湿地数学模型的特点和约束条件,指出机理模型是未来人工湿地数学模型研究的发展方向.作 者：谭学军 唐利 周琪 TAN Xue-jun TANG Li ZHOU Qi 作者单位：谭学军,TAN Xue-jun(上海市政工程设计研究总院,上海,92;同济大学,环境科学与工程学院,上海,200092)

唐利,周琪,TANG Li,ZHOU Qi(同济大学,环境科学与工程学院,上海,200092)

期 刊：哈尔滨商业大学学报(自然科学版) ISTIC Journal：JOURNAL OF HARBIN UNIVERSITY OF COMMERCE(NATURAL SCIENCES EDITION)年，卷(期)：,24(2)分类号：X703关键词：人工湿地 污水处理 污染物 去除机理 数学模型

人工湿地污水处理技术原理与数学模型 第2篇

摘要：在环境和能源问题日益突出的时代背景下,将人工湿地应用于生活污水处理是当前十分推崇的新型污水处理方法,根据广昌独特的自然、社会、经济条件,设计相适应的`人工湿地模型及植物配置,介绍人工湿地模型参数和运行过程中的技术问题及控制技术,为小城镇生活污水处理提供参考.作 者：曹波 袁凤辉 饶军 陈连水 CAO Bo YUAN Feng-hui RAO Jun CHEN Lian-shui 作者单位：曹波,CAO Bo(暨南大学水生生物研究中心,广东,广州,510632)

袁凤辉,饶军,陈连水,YUAN Feng-hui,RAO Jun,CHEN Lian-shui(东华理工大学生物系,江西,抚州,344000)

人工湿地污水处理技术原理与数学模型 第3篇

1 人工湿地污水处理系统的工作原理

1.1 湿地的主要组成

人工湿地主要由介质、植物、微生物3个部分。人工介质不仅可以为植物提供生长所需的营养物质, 还可以保证微生物能够稳定的依附其表面。当污水流过人工湿地时, 介质可以通过吸附、过滤、离子交换等物理和化学方法来除去水中的化学成分。植物在人工湿地中占有较大的地位, 它们是净化污水的关键:首先, 水生植物可以直接吸收水中的营养成分, 供自己使用, 还可以吸附一些重金属和其它的有害物质;其次, 这些植物可以为其根系的好氧微生物提供氧气;最后, 它们可以加强介质的水力传输能力。湿地中的微生物则主要承担着降解有害物质的作用, 水生植物把氧气传输到根区, 在植物周围生长的微生物主要分为好氧微生物、兼氧微生物、厌氧微生物, 微生物种类繁多, 有放线菌、硫细菌、硝化细菌等, 它们对对于分解有机物, 脱氮去磷有着很大的作用。

1.2 人工湿地的工艺形式

人工湿地的工艺形式主要分为两种:一种是地表流工艺, 废水在湿地的表层流动, 水位一般只有20cm~60cm, 这种工艺形式的投资较低, 负荷较小, 但是有很多不便之处, 冬季在严寒地区污水可能会结冰, 夏季会繁衍蚊子、苍蝇等, 还会产生恶臭味;另外一种是地下潜流工艺, 废水在湿地地表下流动, 这种工艺形式受气候的影响较小, 但是投资相对较高, 负荷也较大。由湿地净化过的水质因污水水质和污水在湿地中停留时间的不同而有差异, 系统可以按照出水水质的要求来选择处理工艺, 控制净化时间, 设计湿地面积。

1.3 人工湿地的净化机理

人工湿地通过介质、植物、微生物的共同作用来净化污水, 主要是脱氮除磷。脱氮:人工湿地的脱氮主要是通过介质的吸附和过滤, 植物的吸收和吸附, 微生物的硝化和反硝化。废水中的氮主要分为有机氮和无机氮两种, 微生物通过硝化和反硝化可以去掉有机氮, 介质的吸附和过滤还有植物的吸收和吸附可以去除水中的无机氮。除磷:人工湿地主要通过化学沉淀、藻类物质的吸收, 磷细菌的分解来去除污水中的磷, 污水流经人工湿地时, 水中的有机磷被磷细菌分解转化, 无机磷则被藻类物质吸收, 更多的是和介质中的铁、铝、钙的的氧化物发生反应而生成磷酸铁、磷酸铝、磷酸钙这些难以溶解的物质, 最后通过沉淀去除。

植物的脱氮除磷能力:

2 人工湿地污水处理系统的性能完善建议

2.1 选择合适的介质

介质在人工湿地污水处理系统中有着重大意义, 介质的选择将会影响到污水的处理效果, 水生植物的生长, 微生物的繁衍。目前广泛采用的介质较多的有土壤填料、卵石填料、陶瓷填料等, 每种介质都有它的优缺点, 但是所有介质的选择都应该要满足以下要求:1) 介质的质地要轻, 松散度小, 有足够的机械强度能够承载植物的生长;2) 表面积大, 孔隙较多, 利于微生物的附着, 提高湿地的水力性能;3) 介质无污染, 不会放射有害物质, 化学性能良好;4) 在水中的损耗程度较小, 形状系数高, 有较强的吸附能力, 长久使用不会变性;5) 过滤效果好, 净化后的水质较好, 介质中铁、铝、钙的氧化物含量高。

2.2 选择合适的植物

植物具有一定的观赏效果, 能净化空气, 还具有气味控制提高污水处理效果的功效, 同时也创造了微生物生长的环境, 对于人工湿地污水处理系统, 选择合适的植物是很重要的。灯芯草能够去除病原体, 去除水中的氯化烃和酚类等化学物质;香蒲叶可以吸收水中重金属元素、氯化烃等物质, 同时根部能够分泌天然的抗生素, 有效地去除水中的细菌;捕蝇草主要用于捕捉蚊子、苍蝇等昆虫;每100g水葱在100小时内可以净化200mg的酚, 14天内可以使水中的BOD下降60%~90%;每100g芦苇一天可以分解8mg的酚。在人工湿地的建设中应当根据不同的需要选择合适的植物, 以提高污水处理系统的性能。

2.3 选择正确的湿地床构造形式

人工湿地污水处理系统的湿地床的构造有两种形式:水平流系统, 垂直流系统。水平流系统易于除去SS和细菌, 在一定的溶解氧水平下可以除去BODs, 便于微生物的反硝化作用, 但是由于该系统的输氧能力差, 所以不利于微生物的硝化作用;垂直流系统由于输氧能力好, 利于微生物进行硝化作用, 能很好的除去BODs和COD, 可以除去水中的细菌, 但是它容易堵塞, 处理效果不好。最开始人们使用的是水平系统, 主要因为它的成本较低, 消耗小, 后来垂直系统又得以广泛的应用。在选择处理系统的时候, 应当将两者结合起来, 取长补短, 可以将垂直流系统置于系统前面, 便于输氧, 也可将水平处理系统置于垂直系统前, 先去除TSS, 防治阻塞。在设计时, 要注意两种处理系统的结合使用, 创建最有的处理系统构造。

3 结论

人工湿地处理系统投资较低, 运行时耗能较少, 同时管理方便, 可以创造持续的经济效益, 目前它已经在深圳、武汉、上海等地广泛使用, 并取得了良好的成效。但是系统还存在着枯草早衰、植物根系较浅, 长期有机物质的积累易造成介质的阻塞, 占地面积大等缺点, 这就需要研究人员在不断的实践中去完善人工湿地污水处理系统。相信随着人们环境保护意识的不断提高和可持续发展观念的传播, 人工湿地污水处理系统定能得到更好的应用。

摘要：人工湿地污水处理系统作为一种方便快捷、节能经济的生态化污水处理技术在近几年受到广泛的应用, 它主要是模拟自然湿地的人工生态系统, 将石砂、土壤、煤渣等介质混合并植入植物的污水处理系统。通过物理、化学、生物作用来净化污水, 天然无污染。本文从人工湿地污水处理系统的工作原理和性能完善两个方面对其进行分析。

关键词：人工湿地,污水处理,原理,完善

参考文献

[1]刘玲.人工湿地污水处理技术[J].襄樊职业技术学院报, 2004, 10.

人工湿地污水处理技术初探 第4篇

关键词：人工湿地：污水处理：性能改进引言：随着各国经济的高速发展，水资源被人类广泛利用，不仅应用于农业、工业和生活，还用于发电、水运、旅游和环境改造等。在广泛利用的同时出现不合理利用的现象，随之带来的水污染现象十分严重；人工湿地系统在处理水污染方面有重要作用，因此研究人工湿地污水处理技术在处理水污染方面具有重要的意义。

1人工湿地污水处理技术概述

1.1人工湿地的含义。湿地对气候和水分有很好的调节作用，在实际应用中，人们可以通过模仿湿地的组成、构造和环境的方式来达到对当地的气候和水分调节的目的。人工湿地的定义是：人们为达到湿地对气候和水分的调节作用，在人工筑造而成的水池或者沟槽里种植—定比例的水生植物，系统中各组成成分通过相互之间的物理、生物和化学作用来处理污染水资源中的危害物质，这是一个可以控制的工程化湿地系统。

1.2人工湿地污水处理技术的含义。人工湿地实质是一个复杂的、综合的生态系统，人工湿地污水处理技术主要是人们在实际生产和生活中，为了对气候和水分有一个很好的保护作用，同时对生活和生产过程中产生水污染进行处理而采取的一种技术手段。

2.人工湿地污水处理技术研究现状

2.1人工湿地污水处理技术的国外研究现状。最早发现了芦荟可以去除水资源中有机和无机污染物的实验室由德国的MaxPlank研究所在1953年进行，该实验也是世界首例人工湿地处理污水的实验。这个实验在世界各地引起了大家对人工湿地在处理水污染方面的思考，在此之后，关于人工湿地的应用研究如雨后春笋，其中最有代表性质的有：丹麦先后建立了30多个人工湿地污水处理厂进行人工湿地的研究。

2.2人工湿地污水处理技术的国内研究现状。我国对人工湿地的研究起步较晚，首例对人工湿地的研究可以追溯到1987年天津市环境保护研究所进行的实验。随后我国在人工湿地技术方面的研究如火如荼，90年代在深圳建了白泥坑人工湿地示范工程，20世纪末应用污水新处理技术的成都活水公园也应运而生。

2.3人工湿地污水处理技术的发展趋势。人工湿地系统不仅可以对当地的水分和气候進行调节，还能对污染物质进行处理，同时还具有美观等美学价值，因此发展前景十分广阔。主要表现在以下方面：第一，结合计算机信息化技术，通过计算机软件模拟对人工湿地系统的不同组成类型进行研究，不仅省时省力，而且可以找到提高人工湿地去污能力最强的系统组合；第二，统计不同地区不同行业的工业污水的使用数据，结合当下的大数据技术，构造数据库来更好的进行人工湿地的研究、应用。

3人工湿地污水处理技术

3.1人工湿地污水处理技术的处理机理。从德国M ax Plank研究所进行的世界首例人工湿地处理污水的实验开始，到现在人工湿地技术的广泛研究和应用，人们在研究和应用的过程中，对人工湿地的处理机理有了基本认识：在人工筑造而成人工湿地系统中，利用系统中基质一水生植物一微生物的物理、化学、生物的三重协同作用，对污染的水资源进行吸附、离子交换、沉淀、分解等，以此实现去除污水资源中的危害物质。

3.2人工湿地污水处理系统的基本类型。人们通常把人工湿地污水处理系统分为水平潜流湿地、垂直流湿地和表面流湿地三种主要类型，该分类方法的依据是不同人工湿地系统的水体流态和工程构建的不同，其中，水平潜流湿地和垂直潜流湿地的系统控制要求相对复杂，系统构建的要求相对较高，水力负荷比较大，但是去污的效果比较好：而表面流湿地的系统控制简单，水力负荷也比较低，但是去污能力相对前两者较低。

3.3人工湿地污水处理技术的优势和不足。一般传统污水处理方式耗时、耗力、效果不理想，通过对比人工湿地污水处理技术与传统污水处理手段，可以发现人工湿地技术具有明显的优势，比如投入的资源较少、成本相对较低：污水的处理系统可以根据不同水污染的类型进行组建：效果也比较理想。但是人工湿地也存在不足，其中不足之处主要集中在以下方面：占地面积比较大、受气候条件影响较大、植物容易产生去污饱和现象。

4人工湿地污水处理系统的性能改进

4.1人工湿地污水处理系统的性能。人工湿地系统由植物、微生物、基质及动物组成，其中，湿地中的水生植物起到固定床体、提供较好的过滤作用：人为设计的具有—定厚度铺成的供植物生长、微生物附着的的基质，不仅能为植物、微生物的成长提供营养，而且具有过滤、沉淀、吸附等作用，能有效的把水体中的SS去除，系统中各组成成分在相互协同作用下达到处理污水效果。

4.2影响人工湿地净化能力的因素分析。影响人工湿地净化能力的因素主要有：当地的气候环境、湿地中植物的种类以及去污能力、湿地中动物种类、湿地中水流动力学特性、湿地中微生物类群及基质的组成，其中起主要作用的是湿地中植物的种类及其去污能力。

4.3人工湿地污水处理系统的性能改进。目前人们对人工湿地净化过程的了解多基于“黑箱”理论，而对于人工湿地在实际中的污水净化过程并不是很了解，从而导致人工湿地技术还未达到理想的效果，对于人工湿地污水处理系统的性能改进方面主要有以下方面：第一，深入了解人工湿地的工艺参数，在建造各地的人工湿地要根据各地要处理的污水的降解反应动力学的规律，设计最优的人工湿地；第二，统计不同地区的人工湿地去污能力的数据，结合当下的大数据技术，具体准确的掌握不同类型的人工湿地系统的去污能力，从而能更准确的选择合理的人工湿地系统的组成比例；第三，湿地系统中氧含量是影响湿地N和P净化效果的关键因素，为测出系统中氧含量的最佳值，可以结合计算机信息化技术，通过计算机软件模拟对人工湿地系统的不同的氧含量进行模拟，通过模拟实验找到系统中最佳的氧含量。

结语：人工湿地污水处理技术是现在和今后污水处理的一个热点技术，随着我们对其相关内容进行深入分析和研究、解决其不完善的地方，人工湿地必将会有更加广泛的应用前景。

人工湿地污水处理技术 第5篇

人工湿地去除的污染物范围广泛，包括N，P，SS，有机物，微量元素，病原体等。有关研究结果表明，在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%――95%，COD去除率可达80%以上，处理出水中BOD5的浓度在10mg/l左右，SS小于20mg/l。(2)废水中大部分有机物作为异样微生物的有机养分，最终被转化为微生物体及CO2，H2O。

人工湿地面积可视情况而言，可在市郊结合部，也可在污水处理厂出水的附近建造。一些人工湿地属预处理型，在那些目前还不具备建造污水处理厂的城乡结合部建造人工湿地，将生活污水排入，利用所种植物对其进行处理，然后再排入自然水系，保护水体；还有些湿地属于加强型，在污水处理厂附近建造人工湿地，将污水处理厂处理过的水引入，再经过人工湿地的加强处理，提高其水质，然后排入自然水系，作为其补充水源。

根据湿地中主要植物形式人工湿地可分为：

1、浮游植物系统；

2、挺水植物系统；

3、沉水植物系统。其中沉水植物系统还处于实验室研究阶段，其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。浮游植物主要用于N，P去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统。挺水植物系统根据废水流经的方式，可分为表面流湿地(SFW)、潜流湿地(SSFW)、立式流湿地(VFW)。(3)表面流湿地和立式流湿地因环境条件差(易孳生蚊虫)，处理效果受气温影响较大以及对基建要求较高，现多不再采用。故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。

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；②易于维护，技术含量低；③可进行有效可靠的废水处理；④可缓冲对水力和污染负荷的冲击；⑤可提供和间接提供效益，如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。但也有不足：①占地面积大；②易受病虫害影响；③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，设计运行参数不精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。另外，据已有数据，当上下表面植物密度增大时，人工湿地系统处理效率提高，在达到其最优效率时，需2～3个生长周期，所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。因此，目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。

人工湿地污水处理技术复习 第6篇

一、选择题

1.湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。

2.构建人工湿地主要目的有四个：①弥补或减小因农业和城市发展造成的天然湿地的影响；②构建水生系统，生产食物和纤维；③防洪；④进行污水处理，改善水质。3.防水材料可以是黏土、黏土和膨润土混合物，也可以是人工材料如PVC和HDPE等。4.浮水植物通过有效地接种浮游水生植物达到处理污水的目的。有风信子和浮萍。5.浮水植物系统的自净功能主要是通过三种主要途径实现的：

①通过寄居在悬浮在水体中植物根系上的和池底泥沙中的混合兼氧微生物的新陈代谢； ②对污水中固体和内部产生大量生物的沉积截留；

③现存植物对营养的吸收及后期的收割。浮游水生植物系统对于减少BOD和悬浮固体总量尤其有效。通过反硝作用能有效地去除硝酸盐中的氮。如果这些植物能定期收割，总氮和总磷就连续去除。

6.人工湿地中有机物分为颗粒性有机物和溶解性有机物。前者通过沉淀和过滤可迅速去除，而溶解性有机物则通过微生物作用降解。微生物降解有机物又分为好氧降解和厌氧降解。7.人工湿地除氮机理包括挥发、微生物转化（氨化、硝化/反硝化）、植物吸收、介质吸附和沉淀过滤等。除氮主要通过微生物硝化/反硝化作用完成。

8.湿地去除磷的主要机理为土壤或颗粒介质的吸附、植物吸收和沉淀储存。

9.潜流系统也可去除一定量的金属，其主要去除机理为离子交换、植物吸收、化学沉淀和微生物氧化后的沉淀等。

10.湿地对磷的吸附能力取决于两个因素：吸附位（正比于介质颗粒的表面积）和PH值。11.含大量钙的碱性湿地以及含高浓度铝和铁的酸性湿地对磷的吸附能力最强。12.湿地中细菌按形态分为四类：球菌，杆菌，螺旋菌和丝状菌。

13.湿地中真菌包括酵母菌和霉菌。所有的真菌都是异养菌，从有机物中获得所需要的能量和碳。

14.研究证实，天然湿地中的总氮去除率变化很大，影响因素包括：总氮负荷率；气候；植物群体构成；土壤特征。

15.根据人工湿地的特点，22㎝高度以下基本属厌氧区，受外界影响较小，而32㎝高度为根系区，因间歇运行，在此高度存在大气复氧，大气复氧进一步激发了微生物的活性。16.利用潜流湿地系统，可以采用特殊的粒状填料业吸收和储存大量的磷。如富含铁、铅的材料、石灰石填料和特制的黏土都可以用来作为填料提高磷的去除能力。

17.重金属仅有很少部分以气体形式去除，如汞和硒。

18.湿地中微生物对重金属的调节作用是通过微生物生长产生的硫化物沉淀来实现的。19.硫化物沉淀主要取决湿地土壤中S2-的形成，这需要厌氧环境和较低的氧化还原电位，此外还需要足够的硫源以满足金属的需要。

20.污水中的病原菌分为五类。病毒、细菌、真菌、原生动物、寄生虫。

二、填空题

1.我国在“七五”期间开始人工湿地的研究。首例采用人工湿地处理污水的研究工作始于1989-1990年在北京昌平进行的自由水面流人工湿地。

2.人工湿地与天然湿地的主要区别在于其陆源不同，人工湿地可建于高地或需要的地方，而天然湿地一般位于低洼区域。3.湿地的关键技术包括植物的生长。

4.为防止在进水口附近发生堵塞，进水前必须设置预处理以降低总固体浓度，一般设置沉淀池即可。

5.湿地处理系统虽然是一个集植物、微生物于一体的独特处理系统，但起主要作用的还是微生物。前期的COD去除主要靠过滤、吸附，湿地中微生物的生长有一个产生、适应和增殖过程。到后期，由于植物的生长以及适应性微生物的大量繁殖，COD降解主要以生物化学作用为主。

6.湿地中磷的去除有两个重要物理过程：一种是以颗粒形式沉积于土壤中；另一种是以可溶性磷的形式被吸附。浮游生物腐烂后释放分解为可溶性磷。

7.湿地系统的设计和运行人员，应该通过预处理使进水在排入湿地系统之前，使金属的浓度减少到危险水平以下。

8.金属通过细根部到达植物体中，大多数在根部被拦截，少量的到达茎和叶部。9.研究表明，相同水力停留时间下，生长植物的湿地去除细菌的能力要比氧化塘好。

三、简答题

1.湿地。

湿地系指天然的或人工的，长久的或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水体者，包括低潮时水深不超过6m的水域。此外，湿地可以包括邻接性或常年积水地段，包括沼泽地、泥炭地、湿草甸、湖泊、河流及泛洪平原、河口三角洲、滩涂、珊瑚礁、红树林、水库、池塘、水稻田及低潮时水深浅于6m的海岸带等，均属湿地范畴。

2.湿地的功能。

         抵御洪水, 调节径流 蓄洪防旱 控制污染 调节气候 控制土壤侵蚀 促淤造陆 美化环境等

以上八个方面有其他系统不可代替的作用，被誉为“地球之肾”。

3.湿地植物具有哪些重要作用。

湿地植物具有三个间接的重要作用：①显著增加微生物附着（植物的根茎叶）；②湿地中植物可将大气氧传输至根部，使根在厌氧环境中生长；③增加或稳定土壤的透水性。植物通气系统可向地下部分输氧，根和根状茎向基质中输氧，因此可向根际中好氧和兼氧微生物提供良好环境。植物的数量对土壤导水性有很大影响，芦苇的根可松动土壤，死后可留下相互连通的孔道和有机物。不管土壤最初的孔隙率如何，大型植物可稳根际的导水性相当于粗砂2-5倍。而土壤、砂、砾石基质可为植物提供物理支持，为各种复杂离子、化合物提供反应界面，为微生物提供附着。水体可为动植物、微生物提供营养物质。

4.人工湿地处理系统的特点。

 由预处理单元和人工湿地单元组成，通过合理设计处理效果可达到二级和高级水平。 预处理主要去除粗颗粒和降低有机负荷。构筑物包括双层沉淀池、化粪池、稳定塘或初沉池。 人工湿地中的流态采用推流式、回流式、阶梯进水式或综合式。5.人工湿地系统优缺点.①建造和运行费用便宜；②易于维护，技术含量低；③可进行有效可靠的污水处理；④可缓冲对水力和污染负荷的冲击；⑤可直接和间接提供效益，如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。但也有不足：①占地面积大；②设计运行参数不精确；③生物和水力复杂性对重要工艺动力学理解的缺乏；④易受病虫害的影响。人工湿地系统在达到其最优效率时，需2-3个生长周期。

6.人工湿地去除污染物的原理。

人工湿地是三个互相依存要素的组合体，即土壤、植物和微生物。生殖在土壤层中的微生物（细菌和真菌）在有机物的去除中起主要作用，湿地植物的根系将据氧气带入周围的土壤，但远离根部的环境处于厌氧，形成处理环境的变化带，这就加强了人工湿地去除复杂污染物和难处理污染物的能力。大部分有机物的去除是靠微生物，但某些污染物如重金属、硫、磷等可通过土壤、植物作用降低浓度。

7.人工湿地的构造。

人工湿地生态系统主要有湿地床和透水性基质、湿地植物、水体、好氧厌氧微生物种群和后生动物组成。依据植物的存在状态和水流状态，可分为表面流湿地和潜流湿地，其中潜流湿地可分为水平流湿地和垂直湿地。人工湿地在运行过程中，是通过土壤、植物、微生物三个相互依存的组合体，很好的对污水中SS、有机物、氮、磷、重金属等污染物的去除。

人工湿地污水处理技术研究综述 第7篇

利用人工湿地处理净化污水,是近年来发展起来的一项新技术.文章综述了人工湿地的构造、特点,去除污染物的.效果、机理、影响因素.同时指出了人工湿地技术存在的问题,并提出了改进措施.

作 者：刘东阁 孙爱花 谢文军 作者单位：刘东阁(滨州市滨城区堡集镇农技站,山东滨州,256653)

孙爱花(滨州职业学院)

谢文军(滨洲学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室)

人工湿地污水处理技术研究进展 第8篇

［摘要］文章对人工湿地污水处理技术国内外研究现状进行了概述，阐述了人工湿地污水处

理技术主要研究内容及进展，包括人工湿地对污染物的去除机理、去除效率研究，影响人工湿地处理效率的因素研究。根据人工湿地在污水处理中的研究和应用现状，指出了今后的研究 方向。

［关键词］人工湿地；污水处理；研究进展

［中图分类号］X52 ［文献标识码］C ［文章编号］1002－0624（2011）06－0052－03 湿地是地球上水陆生态系统中独特的、重要的生物生存环境和最富生物多样性的自然生态景观之一。它在抵御洪水、调节径流、改善气候、控制污染、美化环境和维护区域生态平衡等方面具有非常重要的作用，被誉为“自然之肾”。国内外研究现状概述

1953 年，德国Max Planck 研究所的Dr.Kathe Seidel 博士在研究中发现芦苇能够去除污水中大量的有机和无机物质，随后开发出Max—Planck Institute Process 系统。1977 年由 Kickuth 提出了“根区法”(采用栽种芦苇的水平潜流湿地使有机物降解，硝化反硝化去除N，沉淀去除P)，标志着人工湿地污水处理机理的初步萌芽。与此同时，美国的国家空间技术实验室研究开发了“厌氧微生物和芦苇处理污水”复合系统。此后，人工湿地处理污水技术不断完善，并于20 世纪80，90 年代在欧洲、美国、加拿大、日本等地得到了广泛的应用。

按照工程设计和水体流态的差异，人工湿地污水处理系统可以分为表面流湿地、水平潜流湿地和垂直流湿地3 种主要类型，各类型在运行、控制等方面的诸多特征存在着一定的差异。其中，表面流湿地不需要砂砾等物质作填料，造价较低，但水力负荷较低，该类型在美国、加拿大、新西兰、瑞典等国有较多分布。水平潜流湿地的保湿性较好，对有机物和重金属等去除效果好，受季节影响小，目前在欧洲、日本应用较多。垂直流湿地综合了前两者的特点，但其建造要求较高，至今尚未广泛使用。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，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、城市或公路径流等非点源污染的治理[2]。此外，最近发达国家已经将重点转移到利用人工湿地处理特殊工业废水方面。将人工湿地用于处理特殊工业废水，这是人工湿地未来发展的一个新特点和趋向[3]。

我国进行湿地处理系统研究较晚，在“七五”期间才开始了人工湿地研究工作，仍处于起步阶段。目前人工湿地的研究和应用正方兴未艾。继天津市环保所建成的我国第一个芦苇湿地工程之后，1989 年于北京昌平区、1990 年于深圳白泥坑等地建成了湿地处理系统示范工程，效果良好（BOD去除率90%，COD去除率80.47%，SS去除率93%）[4]。1990 年，国家环保局华南环保所与深圳东深供水局建立了人工湿地示范工程，处理规模为3 100m3/d，其出水达到了二级处

理水平。1999 年，漳州市天宝造纸厂因地制宜，利用荒废的低洼地建造小型水葫芦—水草人工湿地，进行厂外废水治理，处理后出水灌溉香蕉园，实现了废水不外排，具有农业生态特征的废水治理模式，为我国乡镇造纸企业废水治理提供了有益的参考。2002 年，日处理污水50 000 m3 的人工湿地污水处理厂在江苏泅洪县竣工,深圳市、沈阳市、上海市也在开展积极的设计、规划工作。研究内容

2.1 人工湿地污染物的去除机理

人工湿地污染物的去除机理研究仍处于起步阶段，人工湿地污水处理普遍认同的机理是硝化反硝化去除N，沉淀去除P 的概括性描述，进一步研究难度很大，因为涉及到生物、物理、化学等多个学科，而且难以从微观角度定量化。

去除机理主要包括微生物、植物、土壤对污染物的去除机理。人工湿地有机物降解的基础机制是微生物的硝化和反硝化活动，丰富的微生物资源为湿地污水处理系统提供了足够的分解者。湿地植物对氮的去除主要通过以下途径：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。湿地植物对磷化物的处理除作为营养成分吸收外，还可以通过在苗床基质中的吸附、络合和沉淀反应来去除。湿地土壤对有毒物质的“净化”机理，主要是通过沉淀作用、吸附与吸收作用、离子交换作用、氧化还原作用和代谢分解作用等途径实现的。

2.2 人工湿地处理污水的效率

1）对有机物的去除效率。综合国内外有关学者对人工湿地净化城市污水的研究数据，在进水浓度较低的情况下，人工湿地对BOD5 的去除率可达85%～95%，对COD 的去除率可达80%，处理出水BOD5 的浓度在10 mg/L 左右，SS 小于20mg/L[5]。

2）对氮的去除效率。废水中的氮以无机氮和有机氮两种形式存在，无机氮可以被人工湿地中的植物吸收，合成植物蛋白质，植物的收割对湿地系统除氮有直接贡献，但这一部分氮仅占总氮量的8%～16%。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。目前人工湿地系统TN 去除率不高的主要原因是硝化-反硝化途径不畅通，提高氮的去除率最重要的是提高湿地系统中的硝化作用强度。还有研究发现，人为提高湿地中BOD与NO3-N 之比（如添加秸秆或甲醇），氮的去除率会大幅度提高，能从30%左右上升至80%～90%，原因是BOD∶NO3-N 的比值太低时不利于反硝化作用的进行，当比值上升到2.3 时，反硝化率达到最大值。

3)对磷的去除效率。在人工湿地中磷主要是通过基质的吸附、络合及与Ca，Al，Fe 和土壤颗粒的沉淀反应及泥炭累积，植物的吸收，微生物去除等作用而去除。据资料显示，人工湿地对各种类型污水中的TP 的去除率为47.0%～97.2%[6]。

2.3 影响人工湿地处理效率的因素

1）人工湿地的类型。人工湿地的类型不同对不同污染物的去除效率也有差异。水平潜流湿地对BOD，COD 等有机物和重金属的去除效果较好，垂直流湿地对氮、磷的去除效果较好，表面流型湿地的处理效果一般。但如果将表面流型与潜流型、表面流型与垂直流型结合起来的复合湿地，去污效率会进一步提高[7]。

2）湿地植物种类。一般来说，植物的生物量较大、根系比较发达、根系的输氧能力比较强的话，其净化能力就比较强[7]。其次，不同的植物对污染物的去除速率也不相同，日本学者对不同的植物去除氮和磷的速率进行了研究。

3）基质类型。一般来说，含有机质丰富的基质有助于吸附各种污染物；土壤基质的去污能力不如砾石基质[3]；含CaCO3较多的石灰石基质可以有效地去除磷，沸石-石灰石组合的基质可以有效地去除TN，TP [6]；煤渣-草炭基质对磷具有较强的吸附能力，在不种植湿地植物的情况下对TP 的去除率可达到77.6%～85.0%，可以作为垂直流人工湿地系统的特殊基质；花岗岩-粘性土壤基质能高效地去除污水中的磷，对TP 的去除能力可达90%[5]。

4）湿地中微生物种类和数量。废水中各类污染物的去除与湿地系统中生长的微生物种类和数量有关，相关系数的大小可以反映某一类微生物对某一类污染物的去除能力。不同微生物与BOD和COD 的去除率之间均有明显的相关性，说明人工湿地微生物系统对BOD 和COD 去除率的贡献；废水中NH4-N 的去除与硝化细菌和反硝化细菌都有明显的相关性，说明硝化和反硝化作用是人工湿地系统去除氮的主要方式；废水中磷的去除与湿地中的各类微生物均不具有明显的相关性，这说明微生物不是人工湿地系统中去除的磷主要因素；废水中总大肠杆菌的去除与放线菌和原生动物的数量有明显的相关性，这说明人工湿地系统中的放线菌和原生动物是去除大肠杆菌的主要作用者[6]。

5）环境因子的影响与管理措施。温度、水力停留时间、水力负荷、湿地的运行管理等均会对人工湿地的去污效果产生影响。水温在20～25 ℃时生物去污的效果最好，低于10 ℃时，处理效果会明显下降。因此，夏天的处理效果会好于冬天[9]。有研究表明，细菌的反硝化作用受温度影响，在10～30℃范围内，高温有利于反硝化。但温度高于30 ℃，则会对硝化反硝化过程产生抑制作用[7]。也有研究发现，当湿地运作一段时间（如3 年）后，去污效果基本不再受环境因子（如温度、污水流量等）影响。人工湿地污水处理技术研究展望

1）进一步加强人工湿地处理污水机理的研究。人工湿地处理污水的机理非常复杂，设计的范围也很广。目前，虽然有些机理研究已经得到初步的认可，但仍然存在很多问题需要进一步研究，如污水中的有机污染物、无机污染物、金属污染物的去除过程与机理；根际微生态系统的综合作用；有机物、无机化合物和金属离子在湿地系统内的相互作用及其对植物、微生物和土壤的影响等[9]。

2）人工湿地处理农村污水示范研究。人工湿地在解决我国农业面源污染和农村生活污水方面具有独特的优势，应加大人工湿地处理农村污水示范研究，探讨适合我国国情的农村污水处理方式，并通过集成示范，查找技术中存在的问题，为进一步大范围推广打下良好的基础，3）湿地系统优化运用研究。①加强湿地植物的筛选工作，选择一些耐污能力强，去污效果好的湿地植物，同时加强多种植物的合理搭配的研究。

②重点研究在提高人工湿地氧化硝化能力的同时如何提高其反硝化能力，解决硝态氮的高效去除问题。③填料的类型直接影响湿地系统的净化能力，尤其是对磷的去除。加强填料的筛选

和如何防止填料堵塞，是今后应该优先考虑的工作。结语

人工湿地系统是一个完整的人造生态系统，它形成了良好的生态循环，不仅具有较好的污水净化效果，而且具有较好的生态和经济效益。目前发达国家已用人工湿地处理各种类型的废水，发展中国家发展也应大力发展人工湿地技术，在我国该项技术将会得到越来越广的应用。

［参考文献］

［1］Hammer D A.Construsted wetlands for wastewater treatment ［M］.Michigan:Lewis Publishers inc.1989，05.［2］Li S R，Ding T，Wang S.Reed beds treatment form unicipalan dindustrial wastewater in Beijing［J］.Journal Institution Water Environ Manage，1995，9（6）：581-588.［3］Davies T H，Cottingham P D,Bavor H J，Mitchell D S.The use of constructed wetlands for treating industrial effluent［J］.Water Science and Technology，1994，29（4）：227-232.［4］GreenMB，Martin J R.Constructed reed beds clean up storm over flows on small waste water treatment works［J］.Water environed.1996，68（6）：1054-1060.［5］姜翠玲，崔广柏.湿地对农业非点源污染的去除效应［J］.农业环境保护，2004，21

人工湿地污水处理技术原理与数学模型 第9篇

1人工湿地污水处理系统概述 1.1人工湿地系统的组成

人工湿地主要由三部分组成:植物、微生物、填料。植物如芦苇、风车草等水生植物,可以直接吸收污水中的有机物作为其生长的营养物质,也可以吸附、富集一些有毒的重金属,可以将空气中的氧气输送到根区,为床体中好氧和厌氧微生物提供良好的环境。微生物在湿地对污水中污染物的生物降解过程中起到了重要的作用,有机物被生物膜吸附后通过微生物的呼吸作用去除。填料如土壤、砂子、砾石等,是微生物生长的空间和场所,是湿地水生植物的载体。1.2人工湿地系统的分类

1.2.1表层流人工湿地表层流人工湿地在外貌和功能上都与自然湿地最为相似,废水在土壤的上层水平流动,固态悬浮物被填料及根系阻挡截留,通过湿地而沉淀,同时微生物也附着在填料或植物的根茎叶上,发挥生物降解作用。

1.2.2潜流人工湿地废水从湿地表面纵向流入填料床的底部,床体处于不饱和状态,氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统,但生物作用主要是厌氧反应。

1.2.3立式流湿地水流动情况综合了表层流式和潜流式的特点,但其建造要求高,易滋长蚊蝇,尚不多见。

1.3人工湿地污水处理系统的特点

湿地系统的投资和运行费用平均仅为传统二级污水厂的1/10～1/2，费用低。基本上都能达到规定的污水排放标准。

现有资料分析，湿地处理系统不仅可处理以耗氧有机物和氮、磷等营养物质为主的生活污水，尤其是对重金属和酸性的有机及无机矿物质污染有良好的去除效果。且对负荷变化的适应能力强，能全年运转，管理维护方便，但北方地区冬季易结冰。2 我国人工湿地污水处理系统现状 2.1 应用现状

近年来，我国在人工湿地的技术开发方面取得了一定的进展。1988～1990 年，在北京昌平进行了表层流人工湿地处理系统的研究，处理量为500t/d 的生活污水和工业废水，占地2hm2，水力负荷为4.7cm/d，COD 去除效率为81.2%，BOD 去除效率为85.8%。1990 年7月，国家环保局华南科学研究所在深圳市郊设计、建成了白泥坑人工湿地污水处理试验工程，整个系统采用潜流式植物碎石体和兼性稳定塘相组合的设计，COD去除效率为71%，BOD 去除效率为90%。深圳市河流综合治理重点工程之一的沙田人工湿地污水处理厂，于2000 年12 月开始建设，2001 年7 月建成投产，处理规模为5000m3/d，占地2 万m2，COD 去除效率76%，BOD 去除效率78%。目前，山东省也在积极开展人工湿地系统的设计、规划工作。

人工湿地除处理生活污水外，还广泛应用于处理农业面源污染、垃圾场渗滤液、富营养化水体、采油废水、采矿废水等。随着研究的逐渐深入，人工湿地还被用于改善饮用水源的水质，如利用人工湿地改善北京官厅水库水质，出水基本满足地面水Ⅲ类标准。

2.2 人工湿地处理污水在国内的优势 2.2.1 面源污染的控制

长期以来，村镇与社区的污水处理没有受到应有的重视。据统计，95%以上的生活污水及粪便废水被直接排入地下或江河湖泊，加重了水污染控制的难度。因此，可将适当负荷的人工湿地污水处理系统应用于面源污染控制。2.2.2 城市污水处理的经济型模式

目前，国内外普遍采用二级生化处理工艺来集中处理量大面广的生活污水，往往需要庞大的充氧曝气设施，大规模的收集管网，较高的运行费用和管理水平。同时，去除氮、磷污染物的能力较差，易造成受纳水体的富营养化。应用人工湿地进行小型分散化的污水就地处理模式，不需要大量的污水收集管网，而且其建造费用可由开发商、居民和政府共同承担，在某种意义上缓解了水污染日益增多与政府资金短缺之间的矛盾。

2.2.3 饮用水源和景观用水的保护

人工湿地系统较能充分地利用自然中的湿地植物以及基质的自然净化能力，并在污水净化工程中促进植物的生长，增加绿化面积，并为野生动物提供栖息地，有利于生态环境的建设。利用人工湿地处理系统处理城市公园、绿地景观水的同时，也美化了环境，为市民、游人创造了良好的生态环境，取得了显著的社会、环境和经济效益。

2.2.4 人工湿地的资源化利用

人工湿地处理分散型生活污水的一个重要优势，便是经过人工湿地系统处理净化的污水可做中水回用，以解决目前普遍面临的水资源危机。在农村地区，可以利用净化后的污水用于当地农业灌溉、水产养殖等； 在城镇社区，生活污水集中于人工湿地系统处理后，可直接用于社区的花木浇灌等，兼具了绿化和美化小区环境的作用。2.2.5 其他

此外，在人工湿地系统推广种植用于生产生物质能源的植物，具有很大的经济潜力。目前，多数能源植物的研究尚处于实验和示范阶段，而我国在能源植物作为湿地植物种植方面所开展的工作几乎空白。2.3 国内应用湿地污水处理存在的问题 2.3.1 工艺存在的问题

我国在人工湿地系统应用中普遍存在的问题有：

①淤积阻塞。造成这种情况的原因，往往是污水没有经过预处理直接排入湿地，或是在人工湿地运行的初期，植物根系不发达导致去除悬浮物能力较差，有些情况下，甚至是由于进水水力负荷太大或是洪水暴雨对人工湿地床体的冲击而造成堵塞。②坡降变化。由于水流的不断流动、冲刷，造成处理单元的坡降发生改变，致使配水不均，增加了单位面积处理单元的水力负荷，同时也使得有机负荷的区域分配不均，降低了处理效果。

③水生动植物对处理系统的影响。④对周围土壤有渗透的影响。2.3.2 土地资源可利用性的制约

一般来说，人工湿地处理负荷较低，因此占地面积较大。以深圳沙田污水厂为例，处理1m3 污水需要湿地的面积为1.88m2 如果考虑前期处理，总用地为4m2/m3。如果以每人每天平均用水300L 计算，则平均处理一个人每天所产生的污水便需要1.2m2 的面积。由深圳白泥坑人工湿地污水处理试验工程可知，处理1m3 污水需要湿地的面积为2.7m2 左右，相较于传统生化二级处理，单位污水处理用地明显较大，特别是我国大部分地区土地资源都较为紧张的情况下，人工湿地污水处理系统的应用更受影响。

2.3.3 气候条件的制约

我国南方地区洪水及雨季对人工湿地的运行影响很大，往往改变了实地处理单元中的坡降甚至淹没湿地，严重影响了系统。而在北方地区，气温则是影响构建湿地运行的最重要因素，系统的处理效率最低或者甚至为零。2.3.4 缺乏相关的数据和统一规范

由于我国人工湿地污水处理技术起步较晚，且目前投入运行试验的人工湿地污水处理系统较少，所以关于人工湿地的设计、建造、运行、维护等过程的相关数据和资料，目前还没有系统的统计和整理，长期运行系统的数据也缺乏可靠积累。3 展望

人工湿地是一种很有发展前景的污水处理系统，今后应该从以下几个方面寻求新的突破。

3.1 建立人工湿地数据库

由于各地的气候条件, 湿地规模，负荷率，几何布置，植物种类构成，及废水的类型构成等变化很大，因而对人工湿地很难有统一的设计和运行参数。因此，建立必要的数据库，有助于湿地系统的设计和管理维护。3.2 进一步探索人工湿地机理

由于其所涉及机理的复杂性和领域的广泛性，虽然有些机理研究已经得到初步的认可，但是仍有许多问题需要进一步研究。比如，目前仍未完整地建立起各种污染物的去除反应动力学模型，现有的模型基本为一些经验模型而无法得到广泛的应用。3.3 改良人工湿地技术

目前，世界各国都投入了大量精力以改良人工湿地技术，将一些传统污水处理技术引入人工湿地。除了对现有的人工湿地系统进行研究以改良和优化工程设计参数外，对系统的长期运行能力和管理问题也正在得到深入研究。例如，选择适当的操作方式,以防止填料的堵塞;选择新型的填料,以确保长期的除磷效果;选择新型的水生植物,以提高湿地系统的综合效益等。3.4 加强湿地植物生物质能的利用研究

人工湿地法污水处理技术经验交流 第10篇

一：人工湿地技术简介

31.1人工湿地的概念3

1.2 人工湿地的类型

41.3 人工湿地的构造6

二 人工湿地去除污染物机理8

2.1 有机物的去除8

2.2 氮的去除9

2.3 磷的去除 9

2.4 悬浮物的去除10

三 人工湿地处理技术的优缺

点10

一：人工湿地技术简介

1.1人工湿地的概念

人工湿地污水处理技术是（cw-constructed wetland）一种人工将污水有控制地投配到种有水生植物的土地上，按不同方式控制有效停留时间并使其沿着一定的方向流动，在物理、化学、生物共同作用下，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现水质净化的生物处理技术。

采用人工湿地技术净化污水始于1953年德国的max planck研究所，该研究所的seidel博士在研究中发现芦苇能去除大量有机物和无机物。到20世纪70年代末期逐渐发展成为一种独具特色的新型污水处理技术。人工湿地污水处理技术具有处理效果好、出水水质稳定、氮、磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低、对负荷变化适应能力强、适于处理间歇排放的污水等主要特点。同时，人工湿地对保护野生动物和提高局部地区景观的美学价值也有益处。因此，大力开发人工湿地污水处理技术，对我国水环境污染的治理具有重大的意义，在我国具有广泛的发展前景。

1.2 人工湿地的类型

人工湿地的基本类型

自由表面流人工湿地（fws）：和自然湿地相类似，水面位于湿地基质层以上，其水深一般为0.3—0.5m，采用最多的水流形式为地表径流，这种类型的人工湿地中，污水从进口以一定深度缓慢流过湿地表面，部分污水蒸发或渗入湿地，出水经溢流堰流出。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。

潜流型人工湿地系统(sfs)：污水在湿地床的表面下流动，利用填料表面生长的生物膜、植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水。主要形式为采用各种填料的芦苇床系统。芦苇床由上下两层组成，上层为土壤，下层是由易使水流通过的介质组成的根系层，如粒径较大的砾石、炉渣或砂层等，在上层土壤层中种植芦苇等耐水植物。潜流式湿地能充分利用了湿地的空间，发挥植物、微生物和基质之间的协同作用，因此在相同面积情况下其处理能力得到大幅提高。污水基本上在地面下流动，保温效果好，卫生条件也较好。

根据污水在湿地中流动的方向不同可将潜流型湿地系统分为水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地和复合流人工湿地3种类型。不同类型的湿地对污染物的去除效果不尽相同，各有优势。

水平流潜流式湿地：其水流从进口起在根系层中沿水平方向缓慢流动，出口处设水位调节装置，以保持污水尽量和根系接触。

垂直流潜流式湿地：其水流方向和根系层呈垂直状态，其出水装置一般设在湿地底部。和水平流潜流式湿地相比，这种床体形式的主要作用在于提高氧向污水及基质中的转移效率。其表层为渗透性良好的砂层，间歇式进水，提高氧转移效率，以此来提高bod去除和氨氮硝化的效果。

复合流潜流式湿地：其中的水流既有水平流也有竖向流。在芦苇床基质层中污水同时以水平流和垂直流的流态流出底部的渗水管中。也可以用两级复合流潜流式湿地进行串联的复合流潜流湿地系统，第一级湿地中污水以水平流和下向垂直流的组合流态进入第二级湿地，第二级湿地中，污水以水平流和上向垂直流的组合流态流出湿地。

人工湿地的水流类型不同，其对不同污染物的去除效率也有差异。水平潜流湿地对bod、cod等有机物和重金属的去除效果较好，垂直流湿地对氮、磷的去除效果较好，表面流型湿地的处理效果一般。但如果将表面流型与潜流型、表面流型与垂直流型结合起来，去污效率会进一步提高。根据对104座潜流型湿地系统和70 座表面流湿地系统的处理效果数据统计，有如下结果。

（1）ss表面流湿地系统用于三级处理时出水ss< 20mg/l；用于二级处理时稍高，但通常也低于20mg/l。水平潜流湿地系统进水ss平均为140 mg/l，出水平均为12.4 mg/l。

（2）bod5一般来说，当潜流湿地系统进水bod5平均为114 mg/l时，则出水平均为17 mg/l；表面流湿地系统进水bod5平均为41 mg/l时，出水平均为11 mg/l。

1.3 人工湿地的构造

人工湿地一般都由以下五种结构单元构成：底部的防渗层；由填料、土壤和植物根系组成的基质层；湿地植物的落叶及微生物尸体等组成的腐质层；水体层和湿地植物（主要是根生挺水植物）。

水生植

物: 首先，植物可以有效地消除短流现象；其次，植物的根系可以维持潜流型湿地中良好的水力输导性，使湿地的运行寿命延长；第三，通过其中微生物的分解和合成代谢作用，能有效地去除污水中有机污染物和营养物质，第四，水生植物能够将氧气输送到根系，使植物根系附近有氧气存在，通过硝化、反硝化，积累、降解、络合、吸附等作用而显著增加去除率。第五，致

密的植物可以在冬季寒冷季节起到保温作用，减缓湿地处理效率的下降。

基质层: 基质层是人工湿地的核心。基质颗粒的粒径、矿质成分等直接影响着污水处理的效果。目前人工湿地系统可用的基质主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介质(leca)、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。基质一方面为植物和微生物生长提供介质，另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直接去除污染物。

防渗层: 防渗层是为了防止未经处理的污水通过渗透作用污染地下含水层而铺设的一层透水性差的物质。如果现场的土壤和黏土能够提供充足的防渗能力，那么压实这些土壤作湿地的衬里已经足够。

腐质层: 腐质层中主要物质就是湿地植物的落叶、枯枝、微生物及其他小动物的尸体。成熟的人工湿地可以形成致密的腐质层。

水体层: 水体在表面流动的过程就是污染物进行生物降解的过程，水体层的存在提供了鱼、虾、蟹等水生动物和水禽等的栖息场所。

二 人工湿地去除污染物机理

2.1 有机物的去除

人工湿地对有机物有较强的净化能力，污水中的不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快被截留下来而被微生物利用；污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢过程而被分解去除。国内有关学者对人工湿地净化城市污水的研究表明，在进水浓度较低的情况下，人工湿地对bod5的去除率可达85%～95%，对cod的去除率可达80%，处理出水bod5的浓度在10mg/l左右，ss小于20mg/l。随着处理过程的不断进行，湿地床中的微生物相应地繁殖生长，通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。

2.2 氮的去除

湿地进水中的氮主要以有机氮和氨氮的形式存在，氨氮被湿地植物和微生物同化吸收，转化为有机体的一部分，可以通过定期收割植物使氮得以部分去除，有机氮经氨化作用矿化为氨氮，然后在有机碳源的条件下，经反硝化作用被还原成氮气，释放到大气中去，达到最终脱氮的目的。存在根系周围的氧化区（好氧区），缺氧区和还原区（厌氧区），以及不同微生物种群的生物氧化还原作用，为氮的去除提供了良好的条件。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。

2.3 磷的去除

湿地对磷的去除是通过微生物的去除、植物的吸收和填料床的物理化学等几方面的协调作用共同完成的。污水中的无机磷一方面在植物的吸收和同化作用下，被合成为atp、dna和rna等有机成分，通过对植物的收割而将磷从系统中去除；另一方面，通过微生物对磷的正常同化吸收。此外，湿地床中填料对磷的吸收及填料与磷酸根离子的化学反应，对磷的去除亦有一定的作用。含有铁质和钙质的填料可与水中的po43-反应而形成沉淀而去除，含有这些物质的地下水渗入床体内也有利于磷的去除.磷的去除是通过植物吸收、微生物去除及物理化学作用而完成。

2.4 悬浮物的去除

进水的悬浮物的去除都在湿地进口处5—10m内完成，这主要是基质层填料、植物的根系和茎、腐殖层的过滤和阻截作用，所以悬浮物的去除率高低决定于污水与植物及填料的接触程度。平整的基质层底面及适宜的水力坡度能有效提高悬浮物的去除效率。

三 人工湿地处理技术的优缺点

人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面 ,它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。人工湿地在污水处理上具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、低能耗、处理效果好等优点。

1、高效率

人工湿地的显著特点之一是其对有机物有较强的降解能力。有关人工湿地对二级污水处理厂出水试验的研究表明, 以二级污水处理厂出水作为原水的条件下,人工湿地对bod5的去除率可达85%—95%,cod去除率可达80%以上,处理出水中bod5的浓度在5mg/l左右,ss小于8mg/l。

我国大多数的二级污水处理厂出水中n、p的含量较高，湿地对n、p有很高去除率,可分别达到80%、90%以上。而传统的污水回用工艺对n、p的去除率仅能达到20%—40%。污水中的氮、磷可直接被湿地中的植物吸收,通过对植物的收割而从污水和湿地中去除,另外,氮还可通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用去除,磷则通过微生物的积累和填料床的理化作用协同完成去除。此外，人工湿地对微量元素和病原体也有相当高的去除率。

2、低成本

据国外统计,一般湿地系统在污水处理方面的投资和运行费用仅为传统的二级污水厂的1/10—1/2。在污水处理方面，由于人工湿地工艺无需曝气、投加药剂和回流污泥,也没有剩余污泥产生,因而可大大节省运行费用,通常只消耗少量电能,用于提高进水水位(如果水位无需提升则无此项费用),处理费用一般仅为传统工艺的1/5到1/6左右。

由于人工湿地基本上不需要机电设备,故维护上只是清理渠道及管理作物,一般农民完全可以承担,只需个别专业人员定期检查。高昂的运行费用常常是我国开展污水回用的限制条件,而人工湿地则避免了这些缺点。

3、低能耗

水处理工艺的能耗不仅是经济问题,同时也是环境问题,因为耗能过程中产生的co2、so2等气体,还会污染大气环境。人工湿地基本上不耗能,运行成本低廉。

4、处理灵活

人工湿地可根据污水处理厂的规模，可大可小、就地利用；建设施工方便，需要的构筑物、处理设备少。

5、处理效果好

出水水质可以因植物池内填料的不同达到《地面水环境质量标准》(gb3838-88)ⅱ类至ⅴ类标准,处理后的水可用作饮用水水源和景观用水的湖泊、水库或河流中,亦可用作冲厕、洗车、灌溉、绿化及工业回用等。

6、美化环境

由于植物池内种植的是湿地植物,如果选择合适的植物品种如水竹、睡莲、美人蕉等，可以美化环境,改善地面景观。

缺点：

（1）占用土地面积相对其它传统工艺为大。

人工湿地技术在污水处理中的应用 第11篇

摘要：人工湿地技术是建立在生态学原理基础上的`一项新型污水处理技术,因其具有净化效果好、工艺设备简单、运行费用低、美观等特点,从而受到人们的广泛关注.现主要从人工湿地的基本构型、人工湿地分类和国内外应用现状3个方面进行了阐述,并提出了人工湿地在实际应用中的问题和未来发展方向.作 者：WANG Fu-tian 顾宝群 SUN Mei-ying 董瑞海 WANG Fu-tian GU Bao-qun SUN Mei-ying DONG Rui-hai 作者单位：WANG Fu-tian,SUN Mei-ying,WANG Fu-tian,GU Bao-qun,SUN Mei-ying,DONG Rui-hai(河北省水利科学研究院,石家庄,050051)

顾宝群,董瑞海(河北省环境地质勘查院,石家庄,050018)

人工湿地技术处理酸性矿井水研究 第12篇

人工湿地技术处理酸性矿井水研究

本文分析了酸性矿井水的`成因及危害,并提供了一种新型的酸性矿井水处理方法--人工湿地技术.对人工湿地的构造、类型进行了介绍,同时阐述了人工湿地处理酸性矿井水的机理.最后对酸性矿井水处理的其它传统措施进行了比较,人工湿地技术具有多方面优点.

作 者：窦旭阳 王咸龙 李超 冯质鹏  作者单位：济宁富美环境研究设计院 刊 名：科技信息 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(2) 分类号： 关键词：酸性矿井水   人工湿地   水处理  

人工湿地污水处理技术原理与数学模型 第13篇

改良人工湿地技术处理小麦淀粉废水

介绍了一种改良人工湿地的工艺设计要点及优点,经工程实践表明,该人工湿地技术完全适合对小麦淀粉工业的废水处理,其建设运行成本低,出水水质CODCr稳定在80 mg/L以下,达到了国家以及地方环保部门的排放标准.

作 者：任彬 周荣敏 REN Bin ZHOU Rong-min  作者单位：郑州大学水利与环境学院,郑州,450002 刊 名：安全与环境工程 英文刊名：SAFETY AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年，卷(期)： 16(4) 分类号：X703.1 关键词：人工湿地   小麦淀粉废水   废水处理