人工湿地处理生活污水推广手册

人工湿地处理生活污水推广手册（精选9篇）

人工湿地处理生活污水推广手册 第1篇

人工湿地处理生活污水推广手册

人工湿地效果图

一、公司简介

湖南清之源环保科技有限公司成立于2001年，是一家科技创新型环保企业。经营范围为：环保设备专业研发、设计、制造与销售；环保工程专项设计、专业承包与运营；生态建设和环境工程技术项目的可行性论证、技术预测、专题技术调查、工艺技术设计等技术咨询服务；水处理剂的研发与销售。公司拥有环境工程专项设计乙级资质、环保工程专业承包叁级资质、危险化学品经营许可证、环境污染治理设施运营证、安全生产许可证，为湖南省环境保护产业协会常务理事单位。公司与湖南大学、中南林业科技大学、长沙环境保护职业技术学院等高等院校建立长期的产学研合作关系。

我们将本着“用户至上”的宗旨及“重质量、讲信誉、高效率”的原则，以先进设备和雄厚的技术力量为依托，根据用户要求，量身定制，完善设计，为客户提供最优的方案和最好的服务。真诚期待社会各界的关心与指导，共创美好明天。

二、人工湿地简介

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。

人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。

三、人工湿地原理

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类植物的作用。

四、人工湿地分类

人工湿地的核心技术是潜流式湿地。一般由两级湿地串联，处理单元并联组成。湿地中根据处理污染物的不同而填有不同介质，种植不同种类的净化植物。

水通过基质、植物和微生物的物理、化学和生物的途径共同完成系统的净化，对BOD、COD、TSS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率；此外该工艺独有的流态和结构形成的良好的硝化与反硝化功能区对TN、TP、石油类的去除明显优于其他处理方式。主要包括内部构造系统、活性酶体介质系统、植物的培植与搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、冬季运行技术。

潜流式人工合成湿地的形式分为垂直流潜流式人工湿地和水平流潜流式人工湿地。利用湿地中不同流态特点净化进水。经过潜流式湿地净化后的河水可达到地表水Ⅲ类标准，再通过排水系统排放。

快渗人工湿地填料系统图

垂直流潜流式人工湿地： 在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的专利介质层，达到净化的目的。垂直流潜流式湿地具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景观规划使用。

垂直流剖面图

水平流潜流式人工湿地：是潜流式湿地的另一种形式，污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到净化目的。

水平流剖面图

沟渠型人工湿地：沟渠型湿地床包括植物系统、介质系统、收集系统。主要对雨水等面源污染进行收集处理，通过过滤、吸附、生化达到净化雨水及污水的目的。是小流域水质治理、保护的有效手段。

五、人工湿地植物种类：

1、漂浮植物：水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。

2、根茎、球茎及种子植物：睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。

3、挺水草本植物：芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等

4、沉水植物类型以及其它类型的植物

六、人工湿地维护与管理

1、人工湿地污水处理系统已经完工投入使用，且污水处理系统暂无生活污水接入，因此，建议后续维护期分两个阶段维护：

2、第一阶段，无生活污水接入运行管理。

（1）气温炎热，需要定期对已经完成栽种的人工湿地水生植物进行补水和浇水作业；

（2）定期检查水生植物生长状况，及时补种和修枝剪叶；

（3）水生植物初现成活，需要及时补充营养，病虫害防治，确保水生植物

能够正常新陈代谢以及水声植物根系繁衍。

3、第二阶段，有生活污水接入的运行管理：

污水湿地处理的运行管理主要包括设施管理、田间管理和水质监控3个方面。其中设施管理主要预防人为损毁，以及生活杂物倾入到人工湿地的管理。湿地管理主要是对人工湿地植物的维护。

（1）设施管理：人工湿地投入使用时，需要预防人为损毁，以及生活垃圾杂物倾倒，影响人工湿地植物生长且有碍感观；

（2）植物管理：种植和生长管理。种植后浇水保持湿度，待发芽长高后不断提高水深，以不淹没芽顶为限。为促使根系发育和主根扎深，应周期性作业。在污水湿地中，污水中含有丰富的营养素。水生植物要经历出芽、生长、孕穗、开花和茎的成熟等阶段。

（3）修枝剪叶:修剪换季节植物茎叶，修剪掉的茎叶连同吸收的营养物和其它成分从湿地中移出，促使水生植物生根和维持下生长和吸收、净化污水中污染物的作用。还要及时清理落下的残枝败叶，并平整土地，铲除凸起部分，填平沟道。

(4)病虫害防治:人工湿地是近年来全球生态环境保护的热点，它们对于生活污水净化、调节人居环境、降解多种污染物具有重要作用。但人工湿地规模小，生态平衡能力弱，易发生植物病虫害问题，特别是在湿地运行初期应注意采取相应的防治措施。

(5)水质管理：人工湿地可以对生活污水中的多种污染物具有降解作用，对人工湿地系统的进水和出水水质需要做到有序有效的管理。进水确保水量适宜，水质稳定。出水确定达到污水处理排放国家标准。

六、小结

湿地生态系统服务不仅包括为人类所提供的食物、医药及其他工农业生产的原料，更重要的是支撑与维持了地球的生命支持系统，维持生命物质的生物地球化学循环与水文循环，维持生物物种与遗传多样性，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定。湿地具有调节区域气候的功能。湿地水分蒸发和湿地植被叶面的蒸腾作用，可使附近区域的温度降低、湿度增大、降雨量增加，对周边区域的气候具有明显的调节作用，对当地农业生产和人民生活具有良好的作用。

人工湿地处理生活污水推广手册 第2篇

摘要: 本文叙述了芦苇人工湿地污水处理技术的分类、特点及其在国内外的研究与应用进展。介绍了复合式芦苇湿地、新型芦苇床填料等相关的新技术，具体讲述了利用芦苇人工湿地处理城镇和农村生活污水。

关 键 词：

芦苇；人工湿地；城镇污水处理；农村污水处理

一、芦苇人工湿地的起源与发展

1953 年，德国的Dr.Kathe Seidel 在其研究工作中发现芦苇能去除大量有机和无机物。Dr.Seidel 通过进一步实验发现一些污水中的细菌在通过种植的芦苇时消失(大肠菌、肠球菌、沙门氏菌)，实验还表明芦苇能从水中去除重金属和碳水化合物。1974 年德国建成了第一个芦苇人工湿地。上个世纪八、九十年代芦苇人工湿地在世界上许多国家得到快速发展，已有数百座芦苇人工湿地系统投入使用。芦苇已是国际上公认的人工湿地处理污水的首选植物。目前世界各国正投入大量人力和物力研究、应用芦苇湿地，并不断改进芦苇人工湿地技术。

二、芦苇人工湿地组成

（一）、主要成分

1、具有各种透水性的基质(如土壤、砂、砾石)，基质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。

2、适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物芦苇，对污水中污染物质的吸收利用、吸附和富集作用。

3、生物种群，对污水中污染物质的吸收利用、吸附和富集作用。

（二）主要植物形式

人工湿地根据湿地中主要植物形式可分为：浮生植物系统；挺水植物系统；沉水植物系统。浮水植物主要用于N、P 去除和提高传统稳定塘效率。沉水植物系统还处于实验室阶段，其主要应用领域为初级处理和二级处理后的精处理。目前一般所指的人工湿地系统都是指挺水植物系统，挺水植物中芦苇应用最为广泛。

（三）主要工艺流程形式

芦苇人工湿地系统一般作为二级生物处理工艺应用，工艺流程有多种形式，其中常用的有4种(见图1)：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式。

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。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。无论土壤最初的孔隙率如何，芦苇可稳定根际的导水性相当于粗砂2～5 年。

四、人工芦苇湿地处理城市生活污水

（一）芦苇生长未受不良的影响

由于城市污水含有芦苇生长的氮磷等营养物质,为芦苇的生长提供了良好的肥源，使芦苇增产10.4 %，同时第2 年的后效观察芦苇仍然生长良好，比对照增产14.3 %。

（二）芦苇具有较强的净化作用

由于芦苇湿地系统对污水中的有害物质有较强的去除作用，处理后的水质分别达到GB8978 —1996 第二类污染物最高允许排放浓度的Ⅰ、Ⅱ、Ⅰ级标准。并且各物质的去除效果随芦苇生育期、负荷量和温度的变化而变化，但BOD5 未受影响。这主要是由于污水在芦苇湿地系统中通过物理沉淀、过滤、吸附、芦苇根系的吸收和土壤微生物的综合作用而去除。

（三）灌溉城市污水对土壤未造成不良的影响

污水处理后，土壤营养成分的增加起到了培肥土壤和促进芦苇生长的作用，说明城市污水是一种良好的富营养的淡水资源，同时通过芦苇的吸收作用，使土壤中盐离子减少，降低了土壤的碱化度。

（四）栽培芦苇净化污水具有广泛的应用前景 城市污水是一种肥水，可为芦苇的生长提供水肥资源,促进芦苇的生长发育，提高芦苇产量，为造纸工业提供原材料产生经济效益。同时又使污水得以最佳的综合利用，缓解因淡水不足对芦苇生长的影响，彻底消除了水污染，达到环境效益和社会效益的统一，为经济的发展创造了新的增长点。因此，推广芦苇湿地生态系统处理城市污水，开发水资源，是实现污水处理无害化、资源化的重要途径，是解决水资源短缺的重要技术措施。

五、人工芦苇湿地处理农村生活污水

（一）农村生活污水来源

农村生活污水是广大村镇地区面源污染的重要来源。农村地区的生活污水量少、分散、远离排污管网，污水一般不经任何处理直接排入河流湖泊。由于农村地区水环境容量小，长期使用化肥使生活污水中氮磷含量高，加剧了水环境的污染，引起了严重的水体富营养化现象。农村生活污水的处理已经成为控制面源污染急待解决的问题。目前，对化肥废水的处理是控制水体富营养化的重要手段，芦苇人工湿地对化肥废水的处理效果较好，而且投资小，并具有显著的生态环境效益，尤其适合于农村面源污染控制的特点，适合我国国情和广大农村地区水环境污染状况。

由于大量农药化肥的使用和农村生活污水的无序排放，目前农村很多河流和湖泊都出现了不同程度的水质恶化，有些水体已出现明显的富营养化。解决好面源污染为主的农村污水处理问题是当前建设新农村的一项重要任务，寻找一种经济可行的农村污水处理工艺是急待解决的问题。0

八、芦苇人工湿地应用前景

（一）国外现状

在欧洲等发达国家，每个国家都有几百个人工湿地系统在运行，美国在1988 年至1993 年间就建起了几百个人工湿地系统，绝大多数系统种植有芦苇，发展速度比较快。

（二）我国现状

从1987 年天津环保所建成我国第一个占地6hm2，处理规模为1 400 m3/ d 芦苇人工湿地起，迄今在我国北京、南京、深圳、成都、沈阳、杭州等地从南到北，已有不少城市建立了芦苇人工湿地污水处理系统。这些系统运行以来，产生了良好的经济和社会效益，为我国环境保护做出了贡献。相比国外而言，芦苇人工湿地在我国的发展速度比较慢。

芦苇人工湿地投资少，出水水质好，操作简单，维护和运行费用低廉、有很好的经济价值，芦苇在我国又普遍适应生长。在我们这样地域辽阔、经济、技术发展水平不高、能源短缺的国家，研究并大力推广芦苇人工湿地污水处理技术具有非常重要的意义。芦苇人工湿地污水处理技术使人们向污水处理的终极追求目标逼近，芦苇人工湿地污水处理技术在我国必然有极其广阔的应用前景。

人工湿地处理生活污水研究 第3篇

与传统的污水处理技术相比较,人工湿地污水处理技术具有投资少、能耗低、操作维护简单、具有景观价值等优势。然而,我国人工湿地技术研究还处在初级阶段,污水处理技术还存在诸多问题有待进一步深入研究,如污染物去除机理的研究、去除效果的改善和运行管理、植物在人工湿地中的生长及净化效果以及人工湿地基质的选择等。本研究针对人工湿地自身特点,研究其生活污水中有机物、BOD、氮素、磷素等的去除机理,并通过人工湿地基质种类和植物的不同来探索提高复合人工湿地对污染物的去除效果,进而推广该类型湿地的应用,具有重要的现实意义。

1 实验材料与方法

1. 1 湿地装置

人工湿地试验装置分为2 套,一套为全湿人工湿地,另一套为半湿人工湿地。全湿人工湿地采用防渗板作为材料,长180 cm,宽40 cm,高40 cm,等分为六格,每格用隔板隔开( 图1) 。在装置底部填充直径为3 ~ 5 cm的改良人工基质,中部放基质包,上部再填充直径为1 ~ 2 cm的改良人工基质( 图2) 。半湿人工湿地采用塑料袋作为基质包材料,塑料袋下部填充直径为1 ~ 2 cm的粘土和改良人工基质,上部填充改良人工基质,每隔30 cm放置一个基质包,共放置7 个。

1. 2 基质和植物的选择

基质是湿地的载体,当污水流经人工湿地时,基质通过一些物理和化学作用( 如吸收、吸附、过滤、离子交换、络合反应等) 去除污水中的污染物质。各种基质根据一定的粒径比例按照一定的顺序填充到湿地床中,在保证污染物高效降解和水流通畅的情况下应根据当地实际条件选用低廉、易得的填料作为基质。目前应用较多的有土壤填料、卵石填料、塑料填料、炉渣填料、陶瓷填料、活性炭填料、自然岩石与矿物材料等。各填料因其物理特性不同而具有不同特点,为了综合利用各填料的优势,湿地床通常由多种填料组成［3］。基质的选择主要是要孔隙度大、比表面积高。本研究采用改良人工基质,并用粘土、沙砾、煤灰渣等基质按一定比例做成基质包。

选取合适的植物对提高湿地的处理效果非常重要,人工湿地植物的选择主要遵循高耗肥水、季节搭配、生物多样性等原则。本研究根据待处理生活污水的水质情况、当地的气候和植物的特点,选取了美人蕉( Canna indica) 、杂交酸模( R. acetosa L. ) 和黑麦草( Lolium perenne) 三种植物。

1. 3 生活污水来源

实验用水为模拟的生活污水,即采用牛粪稀释( 约1∶10) 。牛粪取自贵阳市三联乳业公司。经过稀释后的牛粪的各指标的含量与生活污水的比较接近,因此,本研究采用经稀释后的牛粪水作为模拟的生活污水。

1. 4 污水浇灌与水样采集方法

湿地系统每2 天浇灌1 次,每次灌入污水约10 L。采样时间为每周1 次,具体方法为: 进水样直接采集模拟的生活污水,出水在出水口抽取( 注: 现场测定p H、EC指标) 。

1. 5 分析方法

p H、EC值: 用p H - EC - TDS - T测试笔进行测量; 浊度: 浊度仪测定( GB 13200—91) ; TP: 钼酸铵分光光度法( GB 11893—89) ; NH3- N: 钠氏试剂光度法( GB 7479—87) ; COD: 重铬酸盐法( GB 11914—89) ; SS: 重量法( GB 11901—89) 。

2 结果与分析

通过对复合人工湿地系统的进出口水质进行监测,分别从其对p H的调节,电导率( EC) 和浊度的改善,TP、NH3- N、COD等的削减,来评价整个湿地系统的净化效果和处理效率。

2. 1 高效人工湿地对p H的调节作用

p H测量是一种相对测量。水溶液的自然变化、化学变化和生产过程均与p H值的变化有关。p H值表征了水环境中物质的迁移转化、溶解沉淀等现象。因此,对p H进行测试,可以反映水环境变化的情况。从图3 可见,进水与出水p H值差异较小,最大变化幅度为0. 58 个单位,出水p H值总体维持在7 ~ 8 的范围内,说明该指标比较稳定。分析原因可能是: 全湿人工湿地系统存在较强的缓冲能力; 溶质的溶出及其物理、化学、生物反应过程都不足以导致p H发生剧烈波动。

图4 显示了半湿人工湿地对p H的调节作用,可以看出,出水的p H值相对比较稳定,基本上维持在7 ~ 8,说明半湿人工湿地系统存在一定的缓冲能力,系统对p H起到了一定的调节作用。

2. 2 高效人工湿地对电导率变化的影响研究

电导率是以数字表示溶液传导电流的能力。电导率的高低受水中无机酸、碱、盐或有机带电胶体等的影响,而水溶液的电导率取决于带电荷物质的性质和浓度以及溶液的温度和黏度等。电导率常用于间接推测水中带电荷物质的总浓度。所以,通过电导率可以推测水中带电荷物质的浓度。

研究发现,进水和出水的电导率差异很大( 详见图5) ,出水EC比进水平均提高了2 ~ 3 倍,说明出水中的带电荷物质的浓度较进水有所增加。在前期由于基质的溶解导致水体中总溶解盐含量增加,经过一段时间的调试,后期EC的差异较小,电荷达到一定值之后缓慢恢复到一个比较稳定的值。

图6 显示了半湿人工湿地对EC的调节作用,从图6 可以看出,出水的电导率平均提高了1 ~ 2倍。说明出水中的带电荷物质有所增加。前期半湿人工湿地对EC的调节作用欠佳,因为基质的溶解导致水体中总溶解盐含量增加,但随着系统运行并不断进行调试,出水中的带电荷物质在慢慢的降低,最后达到一个比较稳定的值。

2. 3 高效人工湿地对浊度的改善能力

浊度是水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关,而且与它们的大小、形状及折射率有关。通过浊度可反映水中悬浮物的情况。从图7 可以看出,浊度的处理率最高可以达到95. 32% ,最低处理率为27. 30% ,总体水平维持在70% ~ 90% 之间。观察图7 发现,系统运行初期,对浊度的去除率较低,这可能与初始时段系统处于调试状态有关。但是随着基质- 植物- 微生物系统的作用不断增强,尤其是微生物的分解作用,使水的浊度有很大改善,说明出水悬浮物的含量较进水大幅度降低。

从图8 可以看出,半湿人工湿地对浊度有很大的改善,去除率可以达到90% 以上。该系统的调试时间比较长,经过调试,系统的调节作用不断增强,春季植物生长迅速,植物个体不断长大,以及微生物的种类和数量不断增多,基质- 植物- 微生物系统的作用不断增强,尤其是微生物的分解作用,大大削减了污水中的悬浮物质,达到较好的改善作用。

2. 4 高效人工湿地对总磷的削减作用

磷是水体富营养化的主要原因之一。磷含量超过0. 1 mg /L时,将会导致水体中藻类迅速繁殖,诱发水体富营养化,进而引起水质恶化,对水生生态系统构成威胁。图9 是湿地稳定运行期间的TP去除情况。人工湿地运行初期由于基质的吸附作用,除磷效果极佳; 中期基质的吸附相对较少,湿地中的植物个体小,微生物种类、数量不多,所以通过生物同化作用去除废水中的磷的程度有限,导致中期除磷效果欠佳; 后期,植物高大,对磷的吸收作用增强,但随着TP含量的逐渐下降,去除率较前期有所下降,整个系统对TP的削减作用呈U型。

图10 为半湿人工湿地对TP的去除状况。尽管进水的TP浓度增加,从原先的平均13. 95 mg /L上升到56. 24 mg /L,但出水的TP含量下降至12 mg /L以下。在运行初期,由于基质的吸附作用,除磷效果极佳,可以达到90% 以上; 随着植物的生长和微生物的繁殖,利用基质- 植物- 微生物系统的作用,对废水中的无机磷进行吸收同化、过量积累以及物理化学作用,大大削减废水中的磷,达到净化的效果。

2. 5 高效人工湿地对氨氮的净化效果

在人工湿地系统中,植物根系的输氧作用,使得湿地床体内部出现连续的好氧、缺氧和厌氧状态,使硝化作用和反硝化作用可以在湿地系统中同时进行。参考图11 可以看出,系统在调试阶段对氨氮的处理效果欠佳,由于基质的影响导致前期氨氮有所增加。中后期,随着植物的生长,植物不断摄取、基质的吸附以及微生物的硝化- 反硝化作用,氨氮的处理效果在不断的增强。氨氮的处理率在60% 以上,最高可达89. 14% 。

图12 显示了半湿人工湿地对氨氮的净化效果,尽管进水浓度有很大差异,但系统对氨氮的净化效果较好,净化效果在79% ~ 99% 之间。系统经过很长一段调试期,在前期表现出良好的净化效果; 由于气候与温度等原因导致后期半湿人工湿地对氨氮的处理效果有所下降,但从总体上看,半湿人工湿地对氨氮的净化效果表现良好。

2. 6 高效人工湿地对化学需氧量的控制效果

在人工湿地系统中,污水中的不溶性有机物吸附在可沉降颗粒上,通过沉降作用或过滤从污水中截流下来,被微生物加以利用,而可溶性有机物则可通过土壤中的生物膜的吸附及微生物的代谢过程被去除［12］。图13 表明全湿人工湿地对COD有较好的控制效果,其去除率在75% 以上,且稳定性比较好。分析原因可能有: 植物根系加速了对碳的吸收,降低了水体环境中的碳水平; 植物的光合作用过程改善了小气候,特别是氧气的交换; 基质具有较大的比表面积和较高的孔隙度,因而具有较好的吸附功能。

半湿人工湿地对COD的控制效果欠佳,虽然可以达到88% ,但是最低只有34% ( 详见图14) 。分析这一现象的原因可能是经过一段调试期之后,植物开始迅速生长,微生物繁殖,在基质- 植物- 微生物的共同作用下,湿地对COD的控制效果良好,但在后期,由于气候、温度以及一些不确定因素导致半湿人工湿地对COD的控制作用下降。

2. 7 高效人工湿地对悬浮物的净化作用

悬浮物指在水中的不溶解物质,包括不溶于水的无机物、有机物及泥沙、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染的程度之一。悬浮物是造成水浑浊的主要原因。水体中的有机悬浮物沉积后易厌氧发酵,使水质恶化。

全湿人工湿地对悬浮物的去除率介于70% ~99. 23% 之间( 参见图15) ,说明处理效果较为理想。全湿人工湿地对悬浮物有较佳处理效果的原因有:微生物对悬浮物质的分解、降解和腐解等作用; 植物根系具有过滤、截留作用和基质的阻滞功能,可以防止悬浮物质进入水体。处理后的生活污水浑浊度降低,透明度提高,水质得到明显改善。

从图16 可以看出,半湿人工湿地对SS的净化效果良好,平均去除率在70% 以上,湿地中植物根系和饱和状态的基质,使固态悬浮物被根系和基质阻挡、截留、沉降和过滤而被分离去除。经过半湿人工湿地处理后水中SS大幅度降低,降低了污水的浑浊度,改善了水质。

3 结论

本研究以高效复合人工湿地对生活污水进行处理,通过对p H、EC、浊度、TP、NH3- N、COD、SS等指标的测定,综合评价整个湿地系统的对生活污水的净化效果,得出以下主要结论:

( 1) 高效人工湿地对生活污水中TP、NH3- N、COD和SS有较好的处理效果,TP的去除率为80% ,NH3- N的去除率在75% 左右,COD和SS的去除率都在70% 左右。

( 2) 高效人工湿地处理污水的效率受系统运行时间和季节等因素的影响,波动幅度在20% 左右,但总体表现出稳定的趋势。

( 3) 本研究采用改良人工基质和基质包作为人工湿地基质,避免了传统基质单一、氨氮去除率低等缺点,虽然在系统运行前期对系统有一定影响,但经系统调试后,对氨氮去除率可以达到75% 左右。

( 4) 本研究选用美人蕉、杂交酸模和黑麦草作为人工湿地植物,人工湿地可以一年四季运行,既延长了人工湿地的运行周期,又增加了人工湿地的污水净化效果,也增加了景观价值。

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。

生活污水人工湿地处理效果研究 第5篇

以上海市宝山区张墅村处理农村生活的人工湿地系统为研究对象,对其进行周年的采样监测,从而评价人工湿地的处理效能.研究表明,污染物在人工湿地的去除过程中,为吸热过程,出水的温度要明显低于进水的温度,同时发现,湿地的出水的pH值亦远小于湿地进水的pH值.湿地的出水溶解氧均值>2mg/L,说明湿地由还原反应逐渐过渡至氧化反应.湿地对CODcr的去除效率为68.44%,CODMn的平均除去率为61.44%,BOD5的去除率为68.78%.NH3-N的`去除率高达92.2%.TP的去除率仅为31.64%.TP去除率可以通过在湿地内增加Ca、Fe或铝含量较高的填料予以提高.除TP外,人工湿地对污水的各污染指标均有较好的去除效率,且人工湿地低投资、低能耗及低管理,说明人工湿地是处理农村生活污水的行之有效的技术.

张列宇(中国环境科学研究院)

饶本强(信阳师范学院生命科学学院)

熊瑛(易道,上海,环境规划设计公司北京分公司)

生活污水人工湿地处理效果研究 第6篇

以上海市宝山区张墅村处理农村生活的人工湿地系统为研究对象,对其进行周年的采样监测,从而评价人工湿地的处理效能.研究表明,污染物在人工湿地的去除过程中,为吸热过程,出水的温度要明显低于进水的温度,同时发现,湿地的出水的pH值亦远小于湿地进水的pH值.湿地的出水溶解氧均值>2mg/L,说明湿地由还原反应逐渐过渡至氧化反应.湿地对CODcr的去除效率为68.44%,CODMn的平均除去率为61.44%,BOD5的去除率为68.78%.NH3-N的`去除率高达92.2%.TP的去除率仅为31.64%.TP去除率可以通过在湿地内增加Ca、Fe或铝含量较高的填料予以提高.除TP外,人工湿地对污水的各污染指标均有较好的去除效率,且人工湿地低投资、低能耗及低管理,说明人工湿地是处理农村生活污水的行之有效的技术.

作 者：陈雷 张列宇 饶本强 熊瑛 蒋立哲 作者单位：陈雷(陕西省环境工程评估中心)

张列宇(中国环境科学研究院)

饶本强(信阳师范学院生命科学学院)

熊瑛(易道,上海,环境规划设计公司北京分公司)

蒋立哲(中电投云南国际电力投资有限公司)

人工湿地污水处理技术 第7篇

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，本文介绍了目前人工湿地污水处理的工艺结构、基本设计方法，阐述了人工湿地污水处理系统工艺设计的主要内容及存在的若干问题，并提出了开展人工湿地工艺设计研究的一些设想。

关键词：人工湿地；污水处理；工程设计

Abstract : As a new type of ecological wastewater treatment technology ,constructed wetland has been developed at a great speed in its application.In order to satisfy the urgent need of this technology in China ,the basic configuration , types and design methods of current wastewater treatment technology by constructed wetland are introduced ,and the main contents and problems of the process design of constructed wetland for wastewater treatment are summarized , and some research interests are proposed in this paper.Key words : construced wetland;wastewater treatment;process design 引言

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。

人工湿地是一种人工建造和监督控制的与自然湿地相类似的地面，是人为地将石、砂、土壤等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统[1]。由于人工湿地具有处理效果好、建设和运行费用低、易于维护管理等优点[2,5 ]，因而受到世界各国的普遍重视，成为近年来发展较快的一种污水处理新技术[6]。

但是，由于人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，尤其在我国人工湿地污水处理技术的发展及其应用时间还相对较短，还没有比较成熟的设计参数，其工艺设计也还处于试验阶段；人们对其的认识较少，加之存在许多亟待解决的问题，因而人工湿地的应有潜力未能得到深入挖掘。本文将在阐述人工湿地污水处理系统工艺设计的主要内容及存在的若干问题的同时，提出一些开展人工湿地工艺设计研究的设想和展望，以供广大环境保护工作者参考。人工湿地的类型与工艺流程

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、化学和生物三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[7]。

人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两种类型[7]：①自由水面人工湿地(简称FWS，或称地表径流型人工湿地)，②潜流型人工湿地(简称SFS)。FWS系统中，废水在湿地的土壤表层流动，水深较浅(一般在0.3～0.6m)。与SFS系统相比，其优点是投资省，缺点是负荷低。北方地区冬季表面会结冰，夏季会滋生蚊蝇、散发臭味，目前已较少采用。而SFS系统，污水在湿地床的表面下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用，提高处理效果和处理能力；另一方面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，是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统，但此系统的投资比FWS系统略高。

人工湿地的工艺流程有多种，目前采用的主要有：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式4种，如图1所示[7]。阶梯进水可避免处理床前部堵塞，使植物长势均匀，有利于后部的硝化脱氮作用；回流式可对进水进行一定的稀释，增加水中的溶解氧并减少出水中可能出现的臭味。出水回流还可促进填料床中的硝化和反硝化作用，采用低扬程水泵，通过水力喷射或跌水等方式进行充氧。综合式则一方面设置出水回流，另一方面还将进水分布至填料床的中部，以减轻填料床前端的负荷。实际设计中，人工湿地的运行可根据处理规模的大小进行多级串联或附加必要的预处理、后处理设施构成。这样的多种方式的组合，一般有单一式、并联式、串联式和综合式等，如图2所示[7]。在日常使用中，人工湿地还常与氧化塘等进行串联组合。

人工湿地污水处理系统一般包括前处理和人工湿地两部分。前处理一般包括化粪池、格栅、沉砂池、沉淀池、厌氧池和兼性塘等。直接将未经沉淀处理的污水引入人工湿地，虽然首级人工湿地的COD、BOD、SS的去除率高，但容易引起堵塞等问题，使维护费用增加。因此，将沉淀池或稳定塘作为人工湿地系统前处理是非常必要的。人工湿地一般工艺处理流程见图3[7]。

a c

b

d 图1 人工湿地的基本流程

a.推流式；b.回流式；c.阶梯进水式；d.综合式

a

c

b

d

图2 人工湿地的不同组合方式 a.单一式；b.串联式；c.并联式；d.综合式

图3 人工湿地一般工艺处理流程 人工湿地系统的设计

人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，尤其在我国还没有比较成熟的设计参数，其工艺设计也还处于试验阶段。其设计受很多因素的影响，主要是：水力负荷、有机负荷、湿地床的构造形式、工艺流程及其布置方式、进出水系统的类型和湿地所种植植物的种类等。由于不同国家及地区的气候条件、植被类型以及地理条件各有差异，因而大多根据各自的情况，经小试或中试取得相关数据后进行设计[7]。

3.1 选址及污水量和污水水质的确定

在人工湿地修建前，先进行污水量的调查和污水水质分析，确定处理规模以及有关污染物的去除率，设计处理后污水必须达到国家规定的污水排放标准。然后，根据地质、地貌、水文、污水出口等自然状况以及市政规划等因素选定人工湿地地址。比如地形有一定自然坡度可减少开挖土方量，有利于排水、降低投资且减少对周围环境的影响；一般人工湿地应建在非洪涝灾害区或则需考虑修建相应的防洪措施；在房价较低地段修建可大幅度降低修建成本等。

3.2 植物的选择

人工湿地系统设计中，应尽可能增加湿地系统的生物多样性，以提高湿地系统的处理性能，延长其使用寿命。植物在碎石中为微生物提供场所，在整个湿地系统中占有重要的地位，因此应慎重选择。

总的来说，选择植物应该满足：(1)耐污能力和抗寒能力强，适宜于本土生长，最好以本乡土植物为主；(2)根系发达，茎叶茂密；(3)抗病虫害能力强；(4)有一定的经济价值。而常用的植物有芦苇、香蒲、大米草、美人蕉、水花生和稗草等，目前最常用的是芦苇。芦苇的根系较为发达，具有巨大比表面积的活性物质，其生长可深入到地下0.6～0.7m，具有良好的输氧能力。种植芦苇时，一般应尽量选用当地芦苇进行移栽，即将有芽苞的芦苇根分剪成10cm长左右，将其埋入4cm深的土中并使其端部露出地面。插植的最佳季节在秋季或早春，插植密度可为1～3株/m2。

3.3 填料的选用

湿地床由三层组成，表层土壤、中层砾石层和下层小豆石层。表层土壤可用当地表层土，优先选用钙含量为2～2.5kg/100kg的混合土，以利于提高脱磷效果。在铺设表层土时，要将地表土壤与粒径为5～10mm石灰石掺和，厚度为150～250mm。表层以下采用粒径在0.5～5mm的砾石或花岗岩铺设，其铺设厚度一般为0.4～0.7m，有时也采用粒径在5～10mm或12～25mm石灰石填料。进水配水区和出水集水区的填料常采用粒径为60～100mm的砾石，分布于整个床宽。由于表层土壤在浸水后会有一定的下沉，因此，设计的填料表层标高应高出期望值10%～15%[7]。

3.4 基本技术参数的确定

主要是确定污染物负荷、停留时间、水深和所需的土地面积等技术参数，污水的特性、地理位置、气候条件、人们的生活方式、经济和科技水平等均影响工艺参数的选择。基本技术参数见表1[7]。

表1 人工湿地基本技术参数

设计参数 单位 FWS SFS

水力停留时间 d 4～15 4～15

水深 ft 0.3～2.0 1.0～2.5

BOD5 水力负荷率

lb/acre.d ＜60 ＜60

Mgal/acre.d 0.015～0.050 0.015～0.050

面积 Acre/(Mgal/d)67～20 67～20 注：ft×0.3048＝m

lb/acre.d×1.1209＝kg/hm2·d

Mgal/acre.d×0.9354=m3/m2·d

Acre/(Mgal/d)×0.1069= hm2/(103m3/d)3.4.1 基本几何参数的确定

在人工湿地的设计中，湿地的长宽比可按下列公式计算：

为保证废水以推流方式流经湿地，一般要求长度应＞20m，长宽比L/W不应过大，建议控制在3∶1以下，常采用1∶1，对于以土壤为主的系统，L/W比应小于1∶1[1]。根据现有人工湿地的设计与运行经验，一般单个碎石床的长度＜50m，宽度为25～30m，湿地床的深度一般根据水生植物自然根系的延伸程度来设计的，多数为0.6～0.7m。

3.4.2 FWS系统的设计[7]

由于废水在人工湿地中流动缓慢，故人工湿地通常可视作一级推流式反应器，稳态条件下可用以下反应动力学公式描述：

基于人工湿地的影响因素较为复杂，各国研究者对湿地床的尺寸提出了不同的计算方法。Reed建议FWS系统可用下列方程计算[8]：

Tchobanoglour建议，设计水温为T时，反应动力学速率常数可由下式确定[8]：

当湿地床的底坡或水力坡度不小于1%时，上述方程可调整为： 对床表面积As，Kaklec和Knight建议用下式计算：

初步设计时，k值可取34m/y，背景BOD5值可由下式计算：。FWS系统的有机负荷

随废水性质和条件变化很大，其范围在18～110kgBOD5(ha·d)。一般只作为设计校核的指标，它的控制对维持系统好氧状态及防止蚊虫、恶臭等非常重要。

FWS系统的水力负荷可达150～500m3/(ha·d)。在确定水力负荷的同时应考虑气候、土壤状况、渗透系数和植被类型等场地类型，还应考虑接纳水体的水质要求，尤其注意由于蒸发、蒸腾的失水量对夏季处理的影响及在干旱地区设计湿地的可行性[7]。在特殊情况下，要求湿地设计达到零排放时，湿地中的水主要通过蒸发、蒸腾、补充地下水或系统内回用等途径完成，这时水力负荷及水平衡计算是设计时需要重点考虑的问题。

3.4.3 SFS系统的设计[7]

1．湿地床坡度的确定。

在SFS系统中，水流有两种流态，层流和紊流。当湿地床中所用填料的粒径不大，污水充满整个填料缝隙并处于饱和状态时水流为层流，此时填料床的坡度可用Darcy公式计算[8,10]：

对于其中的渗透系数Ks，到目前为止尚无准确的测定，如果是以砾石为主的湿地床，欧洲人建议取10-3m/s，而美国的经验认为Ks不宜大于10-4m/s。

一般认为当湿地床中的渗流雷诺数Re大于1～10时，水流变为紊流，此时不宜用Darcy定律来描述了，尤其是当采用的填料粒径较大时，则需要考虑水流的扰动作用了。此时宜用Ergun公式来描述[8,10]，即：

2．湿地床表面积的确定。湿地的表面积As可用下计算[8]：

式中KT与温度的关系为。据有关文献报道和实际试验，某一特定SFS系统的K20与床

体填料的孔隙率n有关，关系式为，对典型城市污水取K0=1.839d-1，高浓度有机工业废水

K0=0.198d-1。

英国人Kitkutb推荐用下列公式计算表面积：

。附－符号说明：

Ac，As—湿地床的横截面积，表面积，m2； Se，So—进水、出水BOD5，mg/L； Q—平均设计流量，m3/d； Ks—渗透系数，m3/(m2·d)；

K20，KT—温度20℃，T℃时的速率常数，d-1；

Ko—某一填料中植物根系充分发展后的最佳速率常数，d-1； L—湿地床长度，m； W—湿地床宽度，m； D—湿地床深度，m； S—底坡或水力坡度。

由上述各式，即可确定湿地床的基本尺寸。湿地床长度通常定为20～50m，过长易造成湿地床中的死区，且使水位难于调节，不利于植物的栽培。床横截面面积与温度、有机负荷无关，只受填料的水力学特性影响。在借鉴有关经验的基础上人们建议，通过填料横截面的平均流速Q/Ac以不超过8.6m/d为宜，以避免对填料根茎结构的破坏。

3．湿地床深度的确定。

湿地床的设计深度，一般要根据所栽种的植物种类及其根系的生长深度来确定，以保证湿地床中的必要的好氧条件。对于芦苇湿地系统，用于处理城市或生活污水，湿地床的深度一般取0.6～0.7m；而用于较高浓度有机工业废水的处理时，湿地床的深度一般在0.3～0.4m之间。为保证湿地深度的有效使用，在运行的初期应适当将水位降低以促进植物根系向填料床的深度方向生长，湿地床的底坡一般在1%或稍大些，最大可达8%，具体应该根据填料性质及湿地尺寸加以确定，如对以砾石为填料的湿地床，其底坡一般可取2%。表2[7]为深圳白泥坑人工湿地系统各单元的设计参数。

表2 深圳白泥坑人工湿地系统各单元的设计参数 项目 单元 长/ 个数 m

宽/ m

碎石粒径/ 碎石层厚/ mm

cm

池底坡度/ %

水力负荷/(m3/m3·d)

第一级 3 42 11-12.5 10-50 40-100 1，1.5，2.0 95.4

第二级 2 47 18.5 10-30 50-120 2.0，3.0 95.4

第三级 3 30 19

0（停留4天）

第四级 3 54 19 5-10 60-100 0.5，1，1.5 100.7

3.5 进出水系统的布置

湿地床进水系统的设计应尽量保证配水的均匀性，一般采用多孔管或三角堰等。多孔管可设于床面上或埋于床面以下，埋于床面下的缺点是配水调节较为困难。多孔管设于床面上方时，应比床面高出0.5m左右，以防床面淤泥和杂草积累而影响配水。同时应定期清理沉淀物和杂草等，保证系统配水的均匀性。系统的进水流量可通过阀或闸板调节，过多的流量或紧急变化时应有溢流、分流措施。

湿地出水系统的设计可采用沟排、管排、井排等方式，合理的设计应考虑受纳水体的特点、湿地系统的布置及场地的原有条件。为有效地控制湿地水位，一般在填料层底部设穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门。对严寒地区，进、出水管的设置须考虑防冻措施，并在系统的必要部位设置控制阀和放空阀。

3.6 湿地的水位控制

通常，湿地进水的水位是不变的，为使污水在床体内以推流式流动，须对床层的水位加以控制。通常，SFS系统对水位的控制有几点要求：①在系统接纳最大设计流量时，湿地进水端不出现雍水，以防发生表面流；②在系统接纳最小设计流量时，出水端不出现填料床面的淹没，以防出现表面流；③为了利于植物的生长，床中水面浸没植物根系的深度应尽量均匀，并尽量使水面坡度和底坡基本一致[7]。当出水端控制水面时，床堤的底坡选择对工程造价和水流流态有较大影响。因此，湿地床的底坡应尽可能地与床体的水面线坡度一致，且湿地床的长度不宜过长，过长易增加植物浸没深度的不均匀性，同时水流易形成大片的死区，将增加出水端水位控制的难度。

3.7 防止地下水污染

为防止湿地系统因渗漏而造成地下水污染，要求在工程时尽量保持原土层，并在原土层上设置防渗层。防渗层的设置方法有多种，如采用厚度为0.5～1.0mm的高密度聚乙烯树脂，或油毛毡密封铺垫等，为防止床体填料尖角对薄膜的损坏，施工时可在塑料薄膜上预铺一层细砂。存在的问题与研究设想

在我国，人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，还没有成熟的设计参数，工业设计也还处于试验阶段，其中存在的很多问题都有待研究和解决。

4.1 存在的问题

人工湿地污水处理技术中存在的问题可以概述如下：

（1）人工湿地的基质种类比较单一，只有土壤、砾石和沙等几种，难以处理特殊污染物的水体，而且基质中的某些化学组成还可能抑制水体中某些污染物的去除。

（2）人工湿地植物种类单一，常用的湿地植物主要为芦苇、菖蒲、香蒲等挺水植物，实际应用中只选用其中的一种或几种植物，这样必然影响系统的处理效果。

（3）关于人工湿地去除污染物机理的研究虽然取得了很大的进展，但总体上看还无法为其工艺设计提供有力的理论指导，有待进一步深入，特别是对水体中主要污染物如N、P 元素及重金属元素的去除机理尚不十分清楚。

（4）污水在人工湿地中运行情况相当复杂，给人们对其水力学特征的研究带来了很大困难，一些工艺参数只能依据实践经验，因而导致了系统水力学设计不合理，出水效果不理想。

浅述人工湿地处理生活污水 第8篇

1 人工湿地处理污水的概念和机理

1.1 基本概念

人工湿地污水处理系统一般由预处理单元和人工湿地单元组成。人工湿地是在一定长宽比及底面坡降的洼地中,由土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床并在床的表面种植具有处理性能好、生长周期长、美观且具有经济价值的植物,以及在水和填料中生存的动物、微生物所组成的独特的生态环境。

1.2 基本机理

1.2.1 物理沉积

污水进入湿地,经过基质层及密集的植物茎叶和根系,使污水中的悬浮物得到过滤,并沉积在基质层中。

1.2.2 化学反应

污水中许多污染物可以通过化学沉淀、吸附、离子交换等化学反应过程得以去除。

1.2.3 生化反应

生化反应是去除有机污染物的主要作用。生长在湿地中的挺水植物通过叶吸收和茎杆的运输作用,将空气中的O2转运到根部,经过植物根部的表面组织扩散,在根须周围形成好氧区,这样在植物根须周围就会有大量好氧微生物将有机物分解。在根须较少的地方将形成兼性区和厌氧区,发生兼性微生物和厌氧微生物降解有机物的作用。

1.3 对氮、磷的去除机理

(1)人工湿地中的氮主要是通过微生物的硝化和反硝化作用而被去除。湿地系统中植物根系的输氧及对氧的释放,使得床体内部存在许多好氧、缺氧和厌氧区,使硝化和反硝化作用在湿地内同时发生,比传统活性污泥法具有更强的脱氮能力。

(2)人工湿地对磷的去除是通过微生物的积累、植物的吸收及湿地床的物理化学作用等几方面共同作用完成的。在传统的二级污水处理工艺中,微生物对磷的正常同化吸收一般只能达到4.5%～19%,因而,微生物除磷主要是通过聚磷菌的过量摄磷作用而实现。由于人工湿地中植物的光合作用及呼吸作用的交替进行,致使系统中交替出现好氧和厌氧状态,通过厌氧状态下的放磷及在好氧状态下的摄磷而利于磷的去除。同时,湿地床中填料对磷的吸收及填料与表层土层中钙和磷的反应、含钙质填料和磷的反应及填料与PO43-的离子交换反应对磷的去除也起主要作用。

2 复合人工湿地污水处理系统

复合人工湿地是将不同水流方式的人工湿地进行改造结合来处理污水的方式,克服了传统污水处理后污泥造成的二次污染的不足,达到了保护自然生态的效果。

徐州某学院人工湿地污水处理系统是将该院生活污水及收集的雨水经处理后,利用自然环境特点营造成人工湖,是自然与人文环境的结合。

2.1 工艺流程

复合人工温地系统工艺流程如图1所示。

(1)人工湿地系统主要由3部分组成:预处理系统、人工湿地处理系统、后处理系统。根据出水水质要求,最初设计为二级植物池,后加垂直流植物床。

(2)生物滤池采用旋转喷淋装置,滤池内填加卵石,卵石表面培育有生物膜,利用微生物的降解作用,达到初步净化目的。

(3)植物渠与植物塘均为天然水渠,内种植蒲苇、水草等水生植物。

(4)垂直流植物床是人工修建的湿地床,平面图如图2所示。

2.2 结果与分析

在此复合人工湿地污水处理系统中,垂直流植物床湿地系统对TN及TP的去除率非常明显。各指标的去除率如表1所示。这是因为污水从湿地表面纵向流入填料床底,床体处于不饱和状态,O2通过大气扩散与植物根系传输进入湿地,硝化能力强,达到去除氮、磷的目的。同时,本人工湿地系统对COD、BOD5去除率较高,达到二级污水处理厂排放的二级标准。

根据上述实验并结合相关文献可以得出,人工湿地系统对生活污水的处理效果非常明显,对COD的去除率达80%,对TN的去除率在60%以上,对TP的去除率在80%左右,同时对水的pH值也有一定的改善作用,出水的溶解氧明显高于进水的溶解氧。

因此,该复合人工湿地污水处理系统特别适用于景观水体的保护,处理后的水可以直接排入景观用水的湖泊、水库或河流中,同时也可以应用于中小城镇、生活小区的生活污水处理。在具有一定规模和档次的住宅小区也可以考虑运用人工湿地技术实现污水处理和回用,尤其是对于水质污染严重的农村城市化地区,因其市政设施相对滞后、城市污水管网不完善,污水不能集中处理,此时采用人工湿地系统来进行污水处理有极大的优越性。复合人工湿地能改善受纳水体水质,促进退化水生态系统的恢复,是一种有效的水污染控制技术。

参考文献

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人工湿地在污水处理中的设计 第9篇

【关键词】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、人工湿地植物的种类与管理

（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—50米，且长宽比例最好控制在3：1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[J].城市环境与城市生态，2001，14（1）：59—62.