第一篇：人工濕地的優缺點

人工濕地污水處理系統是一個綜合的生態系統，具有如下優點: ①建造和運行費用便宜;②易于維護,技術含量低;③可進行有效可靠的廢水處理;④可緩沖對水力和污染負荷的沖擊;⑤可提供和間接提供效益,如水產、畜產、造紙原料、建材、綠化、野生動物棲息、娛樂和教育。但也有不足: ①占地面積大;②易受病蟲害影響；

③生物和水力復雜性加大了對其處理機制、工藝動力學和影響因素的認識理解，設計運行參數不精確，因此常由于設計不當使出水達不到設計要求或不能達標排放，有的人工濕地反而成了污染源。

另外，據已有數據,當上下表面植物密度增大時, 人工濕地系統處理效率提高,在達到其最優效率時,需2~3個生長周期，所以需建成幾年后才達到完全穩定的運行。因此，目前人工濕地技術最大問題在于缺乏長期運行系統的詳細資料。

總得來說, 人工濕地污水處理系統是一種較好的廢水處理方式，特別是它充分發揮資源的生產潛力,防止環境的再污染,獲得污水處理與資源化的最佳效益，因此具有較高的環境效益、經濟效益及社會效益,比較適合于處理水量不大、水質變化不很大、管理水平不很高的城鎮污水,如我國農村中、小城鎮的污水處理。人工濕地作為一種處理污水的新技術有待于進一步改良，有必要更細致地研究不同地區特征和運行數據以便在將來的建設中提供更合理的參數。設計步驟：

人工濕地的凈化機理：人工濕地對廢水的處理綜合了物理、化學和生物的三種作用。濕地系統成熟后，填料表面和植物根系將由于大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經生物膜時，大量的SS被填料和植物根系阻擋截留，有機污染物則通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被去除。濕地系統中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的環境中依次出現好氧、缺氧、厭氧狀態，而且還可以通過硝化、反硝化作用將其除去，最后濕地系統更換填料或收割栽種植物將污染物最終除去。

1． 選址?？疾斓刭|、地貌、水文、自然資源、人文資源、有關法律及公眾意見。應因地制宜，盡量選擇有一定自然坡度的洼地或經濟價值不高的荒地，一方面減少土石方工程、利于排水、降低投資，另一方面防止對周圍環境產生影響。2． 確定系統組合形式。根據場地特征、處理要求和所處理污水的性質來確定。單一式、并聯式、串聯式、綜合式。3． 確定水力負荷。根據文獻或經驗而定。

4． 選擇植物。根據濕地植物的耐污性能、生長能力、根系的發達程度以及經濟價值和美觀等因素來確定。一般有蘆葦、席草、大米草、水葫蘆、水花生等，最為常用的是蘆葦，插植密度為1～3株/㎡。

5． 計算表面積As＝Q/a As－表面積；Q－進水量；a－水力負荷。

6． 確定長寬比。（1）表面流濕地：長寬比10：1或更大，根據地形來考慮，底坡降0％～1％。（2）潛流濕地：根據達西定律Q＝Ks×A×S S－水力坡度；A－濕地床橫截面積；Ks－潛流滲透系數。7． 結構設計。（1）進水系統的布置：濕地床的進水系統應保證配誰的均勻性，一般采用多孔管和三角堰等配水裝置。進水管應比濕地床高出0.5m。濕地的出水系統一般根據對床中水位調節的要求，出水區的末端的礫石填料層的底部設置穿孔集水管，并設置旋轉彎頭和控制閥門以調節床內的水位。

（2）填料的使用：濕地床由三層組成 表層土層、中層礫石、下層小豆石。表面土鈣含量在2～2.5kg/100kg為好；礫石層粒徑在5～50mm，鋪設厚度在 0.4~0.7m。

（3）潛流式濕地床的水位控制：當接納最大設計流量時，進水端不能出現填料床面的淹沒現象；有利于植物生長，床中水面浸沒植物根系的深度應盡可能均勻。2．人工濕地的植物選擇

植物在碎石等基質內為微生物群落創造有力的活動場所，同時形成整個人工濕地系統綠化的一部分，因此植物的選擇很重要。

高等水生維管植物一般可作為人工濕地的種植植物。美國對蘆葦、香蒲、燈心草、水蔥、竹等植物凈化污水進行過大量研究。深圳市白泥坑人工濕地栽種了蘆葦、燈心草、蒲草處理污水。選擇植物時注意的是：

（1）耐污能力和抗寒能力能力強，又易于本鄉土生長。最好以本鄉土植物為主。（2）根系發達，莖葉茂密。（3）抗病除害能力強。（4）有一定的經濟價值。

選擇好的人工濕地的栽種植物以后，應考慮到兼性塘中種植凈水能力強的水生植物如鳳眼蓮、浮萍、水蔥等，放養耐污能力強的鯉、鯽等魚種組成水生生物塘。此外，還應設計好整個人工濕地系統綠化工程，使之形成一個綜合性生態系統.人工濕地處理污水主要問題有以下方面：

1、人工濕地處理污水的負荷很低，因此占地面積很大，在條件允許的情況下，可以與景觀建設相結合。

2、人工濕地處理效果受氣候條件的影響很大，特別在北方地區，冬天的處理效果不好。

3、一般人工濕地處理污水的COD值不能太高，一般在150mg/l以下，所以人工濕地有時作為生化處理的后續深度處理。

4、人工濕地植物的選取很重要，一般選用當地的優勢品種，這些植物對當地的氣候條件比較適應，另外方便管理。而且應盡量選擇休眠期較短的植物品種。

預處理要好，以防止濕地堵塞而報廢。

第二篇：人工濕地污水處理技術

人工濕地污水處理工藝設計與研究設想

摘要：人工濕地作為一種新型生態污水處理技術，在實際應用中取得了快速發展。為了適應我國對這一技術的迫切需要，本文介紹了目前人工濕地污水處理的工藝結構、基本設計方法，闡述了人工濕地污水處理系統工藝設計的主要內容及存在的若干問題，并提出了開展人工濕地工藝設計研究的一些設想。

關鍵詞：人工濕地；污水處理；工程設計

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

近年來，各種水處理技術在實際應用中取得了不斷的發展，特別是作為二級處理的活性污泥法以其工藝相對成熟、運行穩定、處理效果好而成為城市污水處理的主流工藝，但傳統的活性污泥不僅基建投資大，運行費用高，且主要以去除碳源污染物為目的，對氮、磷等營養物質的去除則微乎其微，經處理后的出水排入水體后仍將引起“富營養化”等環境問題。三級處理雖可解決上述問題，但因投資和運行費用昂貴而難以大面積推廣。同時事實也說明，單純依靠傳統的人工處理方法在我國當前的情況下尚難以從根本上解決水污染問題，只能延緩其發展趨勢。70年代以來，人工濕地處理技術的提出和發展，為綜合解決上述問題提供了一種新的選擇。

人工濕地是一種人工建造和監督控制的與自然濕地相類似的地面，是人為地將石、砂、土壤等一種或幾種介質按一定比例構成基質，并有選擇性地植入植物的污水處理生態系統[1]。由于人工濕地具有處理效果好、建設和運行費用低、易于維護管理等優點[2,5 ]，因而受到世界各國的普遍重視，成為近年來發展較快的一種污水處理新技術[6]。

但是，由于人工濕地污水處理技術還處于開發階段，尤其在我國人工濕地污水處理技術的發展及其應用時間還相對較短，還沒有比較成熟的設計參數，其工藝設計也還處于試驗階段；人們對其的認識較少，加之存在許多亟待解決的問題，因而人工濕地的應有潛力未能得到深入挖掘。本文將在闡述人工濕地污水處理系統工藝設計的主要內容及存在的若干問題的同時，提出一些開展人工濕地工藝設計研究的設想和展望，以供廣大環境保護工作者參考。人工濕地的類型與工藝流程

人工濕地系以人工建造和監督控制的、與沼澤地相類似的地面，通過自然生態系統中的物理、化學和生物三者協同作用以達到對污水的凈化。此種濕地系統是在一定長寬比及底面坡度的洼地中，由土壤和填料混合組成填料床，廢水在床體的填料縫隙或在床體表面流動，并在床體表面種植具有處理性能好、成活率高、抗水性強、生長周期長、美觀及具有經濟價值的水生植物，形成一個獨特的動、植物生態系統，對廢水進行處理[7]。

人工濕地按污水在其中的流動方式可分為兩種類型[7]：①自由水面人工濕地(簡稱FWS，或稱地表徑流型人工濕地)，②潛流型人工濕地(簡稱SFS)。FWS系統中，廢水在濕地的土壤表層流動，水深較淺(一般在0.3～0.6m)。與SFS系統相比，其優點是投資省，缺點是負荷低。北方地區冬季表面會結冰，夏季會滋生蚊蠅、散發臭味，目前已較少采用。而SFS系統，污水在濕地床的表面下流動，一方面可以充分利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留等作用，提高處理效果和處理能力；另一方面由于水流在地表下流動，保溫性好，處理效果受氣候影響較小，且衛生條件較好，是目前國際上較多研究和應用的一種濕地處理系統，但此系統的投資比FWS系統略高。

人工濕地的工藝流程有多種，目前采用的主要有：推流式、階梯進水式、回流式和綜合式4種，如圖1所示[7]。階梯進水可避免處理床前部堵塞，使植物長勢均勻，有利于后部的硝化脫氮作用；回流式可對進水進行一定的稀釋，增加水中的溶解氧并減少出水中可能出現的臭味。出水回流還可促進填料床中的硝化和反硝化作用，采用低揚程水泵，通過水力噴射或跌水等方式進行充氧。綜合式則一方面設置出水回流，另一方面還將進水分布至填料床的中部，以減輕填料床前端的負荷。實際設計中，人工濕地的運行可根據處理規模的大小進行多級串聯或附加必要的預處理、后處理設施構成。這樣的多種方式的組合，一般有單一式、并聯式、串聯式和綜合式等，如圖2所示[7]。在日常使用中，人工濕地還常與氧化塘等進行串聯組合。

人工濕地污水處理系統一般包括前處理和人工濕地兩部分。前處理一般包括化糞池、格柵、沉砂池、沉淀池、厭氧池和兼性塘等。直接將未經沉淀處理的污水引入人工濕地，雖然首級人工濕地的COD、BOD、SS的去除率高，但容易引起堵塞等問題，使維護費用增加。因此，將沉淀池或穩定塘作為人工濕地系統前處理是非常必要的。人工濕地一般工藝處理流程見圖3[7]。

a c

b

d 圖1 人工濕地的基本流程

a.推流式；b.回流式；c.階梯進水式；d.綜合式

a

c

b

d

圖2 人工濕地的不同組合方式 a.單一式；b.串聯式；c.并聯式；d.綜合式

圖3 人工濕地一般工藝處理流程 人工濕地系統的設計

人工濕地污水處理技術還處于開發階段，尤其在我國還沒有比較成熟的設計參數，其工藝設計也還處于試驗階段。其設計受很多因素的影響，主要是：水力負荷、有機負荷、濕地床的構造形式、工藝流程及其布置方式、進出水系統的類型和濕地所種植植物的種類等。由于不同國家及地區的氣候條件、植被類型以及地理條件各有差異，因而大多根據各自的情況，經小試或中試取得相關數據后進行設計[7]。

3.1 選址及污水量和污水水質的確定

在人工濕地修建前，先進行污水量的調查和污水水質分析，確定處理規模以及有關污染物的去除率，設計處理后污水必須達到國家規定的污水排放標準。然后，根據地質、地貌、水文、污水出口等自然狀況以及市政規劃等因素選定人工濕地地址。比如地形有一定自然坡度可減少開挖土方量，有利于排水、降低投資且減少對周圍環境的影響；一般人工濕地應建在非洪澇災害區或則需考慮修建相應的防洪措施；在房價較低地段修建可大幅度降低修建成本等。

3.2 植物的選擇

人工濕地系統設計中，應盡可能增加濕地系統的生物多樣性，以提高濕地系統的處理性能，延長其使用壽命。植物在碎石中為微生物提供場所，在整個濕地系統中占有重要的地位，因此應慎重選擇。

總的來說，選擇植物應該滿足：(1)耐污能力和抗寒能力強，適宜于本土生長，最好以本鄉土植物為主；(2)根系發達，莖葉茂密；(3)抗病蟲害能力強；(4)有一定的經濟價值。而常用的植物有蘆葦、香蒲、大米草、美人蕉、水花生和稗草等，目前最常用的是蘆葦。蘆葦的根系較為發達，具有巨大比表面積的活性物質，其生長可深入到地下0.6～0.7m，具有良好的輸氧能力。種植蘆葦時，一般應盡量選用當地蘆葦進行移栽，即將有芽苞的蘆葦根分剪成10cm長左右，將其埋入4cm深的土中并使其端部露出地面。插植的最佳季節在秋季或早春，插植密度可為1～3株/m2。

3.3 填料的選用

濕地床由三層組成，表層土壤、中層礫石層和下層小豆石層。表層土壤可用當地表層土，優先選用鈣含量為2～2.5kg/100kg的混合土，以利于提高脫磷效果。在鋪設表層土時，要將地表土壤與粒徑為5～10mm石灰石摻和，厚度為150～250mm。表層以下采用粒徑在0.5～5mm的礫石或花崗巖鋪設，其鋪設厚度一般為0.4～0.7m，有時也采用粒徑在5～10mm或12～25mm石灰石填料。進水配水區和出水集水區的填料常采用粒徑為60～100mm的礫石，分布于整個床寬。由于表層土壤在浸水后會有一定的下沉，因此，設計的填料表層標高應高出期望值10%～15%[7]。

3.4 基本技術參數的確定

主要是確定污染物負荷、停留時間、水深和所需的土地面積等技術參數，污水的特性、地理位置、氣候條件、人們的生活方式、經濟和科技水平等均影響工藝參數的選擇?；炯夹g參數見表1[7]。

表1 人工濕地基本技術參數

設計參數 單位 FWS SFS

水力停留時間 d 4～15 4～15

水深 ft 0.3～2.0 1.0～2.5

BOD5 水力負荷率

lb/acre.d ＜60 ＜60

Mgal/acre.d 0.015～0.050 0.015～0.050

面積 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 基本幾何參數的確定

在人工濕地的設計中，濕地的長寬比可按下列公式計算：

為保證廢水以推流方式流經濕地，一般要求長度應＞20m，長寬比L/W不應過大，建議控制在3∶1以下，常采用1∶1，對于以土壤為主的系統，L/W比應小于1∶1[1]。根據現有人工濕地的設計與運行經驗，一般單個碎石床的長度＜50m，寬度為25～30m，濕地床的深度一般根據水生植物自然根系的延伸程度來設計的，多數為0.6～0.7m。

3.4.2 FWS系統的設計[7]

由于廢水在人工濕地中流動緩慢，故人工濕地通?？梢曌饕患壨屏魇椒磻?，穩態條件下可用以下反應動力學公式描述：

基于人工濕地的影響因素較為復雜，各國研究者對濕地床的尺寸提出了不同的計算方法。Reed建議FWS系統可用下列方程計算[8]：

Tchobanoglour建議，設計水溫為T時，反應動力學速率常數可由下式確定[8]：

當濕地床的底坡或水力坡度不小于1%時，上述方程可調整為： 對床表面積As，Kaklec和Knight建議用下式計算：

初步設計時，k值可取34m/y，背景BOD5值可由下式計算：。FWS系統的有機負荷

隨廢水性質和條件變化很大，其范圍在18～110kgBOD5(ha·d)。一般只作為設計校核的指標，它的控制對維持系統好氧狀態及防止蚊蟲、惡臭等非常重要。

FWS系統的水力負荷可達150～500m3/(ha·d)。在確定水力負荷的同時應考慮氣候、土壤狀況、滲透系數和植被類型等場地類型，還應考慮接納水體的水質要求，尤其注意由于蒸發、蒸騰的失水量對夏季處理的影響及在干旱地區設計濕地的可行性[7]。在特殊情況下，要求濕地設計達到零排放時，濕地中的水主要通過蒸發、蒸騰、補充地下水或系統內回用等途徑完成，這時水力負荷及水平衡計算是設計時需要重點考慮的問題。

3.4.3 SFS系統的設計[7]

1．濕地床坡度的確定。

在SFS系統中，水流有兩種流態，層流和紊流。當濕地床中所用填料的粒徑不大，污水充滿整個填料縫隙并處于飽和狀態時水流為層流，此時填料床的坡度可用Darcy公式計算[8,10]：

對于其中的滲透系數Ks，到目前為止尚無準確的測定，如果是以礫石為主的濕地床，歐洲人建議取10-3m/s，而美國的經驗認為Ks不宜大于10-4m/s。

一般認為當濕地床中的滲流雷諾數Re大于1～10時，水流變為紊流，此時不宜用Darcy定律來描述了，尤其是當采用的填料粒徑較大時，則需要考慮水流的擾動作用了。此時宜用Ergun公式來描述[8,10]，即：

2．濕地床表面積的確定。濕地的表面積As可用下計算[8]：

式中KT與溫度的關系為。據有關文獻報道和實際試驗，某一特定SFS系統的K20與床

體填料的孔隙率n有關，關系式為，對典型城市污水取K0=1.839d-1，高濃度有機工業廢水

K0=0.198d-1。

英國人Kitkutb推薦用下列公式計算表面積：

。附－符號說明：

Ac，As—濕地床的橫截面積，表面積，m2； Se，So—進水、出水BOD5，mg/L； Q—平均設計流量，m3/d； Ks—滲透系數，m3/(m2·d)；

K20，KT—溫度20℃，T℃時的速率常數，d-1；

Ko—某一填料中植物根系充分發展后的最佳速率常數，d-1； L—濕地床長度，m； W—濕地床寬度，m； D—濕地床深度，m； S—底坡或水力坡度。

由上述各式，即可確定濕地床的基本尺寸。濕地床長度通常定為20～50m，過長易造成濕地床中的死區，且使水位難于調節，不利于植物的栽培。床橫截面面積與溫度、有機負荷無關，只受填料的水力學特性影響。在借鑒有關經驗的基礎上人們建議，通過填料橫截面的平均流速Q/Ac以不超過8.6m/d為宜，以避免對填料根莖結構的破壞。

3．濕地床深度的確定。

濕地床的設計深度，一般要根據所栽種的植物種類及其根系的生長深度來確定，以保證濕地床中的必要的好氧條件。對于蘆葦濕地系統，用于處理城市或生活污水，濕地床的深度一般取0.6～0.7m；而用于較高濃度有機工業廢水的處理時，濕地床的深度一般在0.3～0.4m之間。為保證濕地深度的有效使用，在運行的初期應適當將水位降低以促進植物根系向填料床的深度方向生長，濕地床的底坡一般在1%或稍大些，最大可達8%，具體應該根據填料性質及濕地尺寸加以確定，如對以礫石為填料的濕地床，其底坡一般可取2%。表2[7]為深圳白泥坑人工濕地系統各單元的設計參數。

表2 深圳白泥坑人工濕地系統各單元的設計參數 項目 單元 長/ 個數 m

寬/ m

碎石粒徑/ 碎石層厚/ mm

cm

池底坡度/ %

水力負荷/(m3/m3·d)

第一級 3 42 11-12.5 10-50 40-100 1，1.5，2.0 95.4

第二級 2 47 18.5 10-30 50-120 2.0，3.0 95.4

第三級 3 30 19

0（停留4天）

第四級 3 54 19 5-10 60-100 0.5，1，1.5 100.7

3.5 進出水系統的布置

濕地床進水系統的設計應盡量保證配水的均勻性，一般采用多孔管或三角堰等。多孔管可設于床面上或埋于床面以下，埋于床面下的缺點是配水調節較為困難。多孔管設于床面上方時，應比床面高出0.5m左右，以防床面淤泥和雜草積累而影響配水。同時應定期清理沉淀物和雜草等，保證系統配水的均勻性。系統的進水流量可通過閥或閘板調節，過多的流量或緊急變化時應有溢流、分流措施。

濕地出水系統的設計可采用溝排、管排、井排等方式，合理的設計應考慮受納水體的特點、濕地系統的布置及場地的原有條件。為有效地控制濕地水位，一般在填料層底部設穿孔集水管，并設置旋轉彎頭和控制閥門。對嚴寒地區，進、出水管的設置須考慮防凍措施，并在系統的必要部位設置控制閥和放空閥。

3.6 濕地的水位控制

通常，濕地進水的水位是不變的，為使污水在床體內以推流式流動，須對床層的水位加以控制。通常，SFS系統對水位的控制有幾點要求：①在系統接納最大設計流量時，濕地進水端不出現雍水，以防發生表面流；②在系統接納最小設計流量時，出水端不出現填料床面的淹沒，以防出現表面流；③為了利于植物的生長，床中水面浸沒植物根系的深度應盡量均勻，并盡量使水面坡度和底坡基本一致[7]。當出水端控制水面時，床堤的底坡選擇對工程造價和水流流態有較大影響。因此，濕地床的底坡應盡可能地與床體的水面線坡度一致，且濕地床的長度不宜過長，過長易增加植物浸沒深度的不均勻性，同時水流易形成大片的死區，將增加出水端水位控制的難度。

3.7 防止地下水污染

為防止濕地系統因滲漏而造成地下水污染，要求在工程時盡量保持原土層，并在原土層上設置防滲層。防滲層的設置方法有多種，如采用厚度為0.5～1.0mm的高密度聚乙烯樹脂，或油毛氈密封鋪墊等，為防止床體填料尖角對薄膜的損壞，施工時可在塑料薄膜上預鋪一層細砂。存在的問題與研究設想

在我國，人工濕地污水處理技術還處于開發階段，還沒有成熟的設計參數，工業設計也還處于試驗階段，其中存在的很多問題都有待研究和解決。

4.1 存在的問題

人工濕地污水處理技術中存在的問題可以概述如下：

（1）人工濕地的基質種類比較單一，只有土壤、礫石和沙等幾種，難以處理特殊污染物的水體，而且基質中的某些化學組成還可能抑制水體中某些污染物的去除。

（2）人工濕地植物種類單一，常用的濕地植物主要為蘆葦、菖蒲、香蒲等挺水植物，實際應用中只選用其中的一種或幾種植物，這樣必然影響系統的處理效果。

（3）關于人工濕地去除污染物機理的研究雖然取得了很大的進展，但總體上看還無法為其工藝設計提供有力的理論指導，有待進一步深入，特別是對水體中主要污染物如N、P 元素及重金屬元素的去除機理尚不十分清楚。

（4）污水在人工濕地中運行情況相當復雜，給人們對其水力學特征的研究帶來了很大困難，一些工藝參數只能依據實踐經驗，因而導致了系統水力學設計不合理，出水效果不理想。

（5）目前關于人工濕地污染物降解動力學的研究雖已取得一定進展[11,12]，但采用的模型都是濕地床的靜態宏觀模型，沒有考慮傳質效率，即沒有考慮污染物從液相遷移到生物膜過程中的阻力，難以反映人工濕地的真實情況。（6）人工濕地類型單一，對含特殊污染物或污染負荷比較高的水體難以達到處理效果。

第三篇：人工濕地污水處理工程技術規范

HJ 中華人民共和國環境保護行業標準

HJ ×××－××××

人工濕地污水處理工程技術規范

Technical specification of constructed wetlands for wastewater treatment engineering（征求意見稿）

20××－××－××發布 20××－××－××實施

環境保護部發布

I 目 次

目 次.....................................................................Ⅰ 前 言.....................................................................Ⅱ 1 適用范圍.................................................................1 2 規范性引用文件............................................................1 3 術語和定義...............................................................2 4 水量和水質...............................................................5 5 總體設計.................................................................6 6 工程工藝及人工濕地設計....................................................9 7 主要設備及材料...........................................................14 8 檢測與過程控制...........................................................15 9 輔助工程................................................................16 10 施工與環境保護驗收......................................................17 11 勞動安全與職業衛生......................................................19 12 運行與管理.............................................................19 附 錄 A（規范性附錄）符 號................................................22 II 前言

為貫徹《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國水污染環境防治法》，規范 我國人工濕地污水處理工程的建設、運行、維護和管理，制訂本標準。

本標準規定了人工濕地污水處理工程的設計、施工、驗收和運行管理的技術要求。本標準為首次發布。

本標準由環境保護部科技標準司組織制訂。本標準起草單位：沈陽環境科學研究院。

本標準由環境保護部20□□年□□月□□日批準。本標準自20□□年□□月□□日起實施。本標準由環境保護部解釋。人工濕地污水處理工程技術規范 適用范圍

本標準規定了采用人工濕地工藝的污水處理工程設計、施工、驗收、運行維護與管理 的技術要求。

本標準適用于采用人工濕地工藝的污水、雨水處理及河流、湖泊水質改善工程，可作

為環境影響評價、可行性研究、設計與施工、建設項目竣工環境保護驗收及建成后運行與管 理的技術依據。2 規范性引用文件

本標準內容引用了下列文件中的條款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于 本標準。

GB 4284 農田污泥中污染物控制標準 GB 5084 農田灌溉水質標準 GB 8978 污水綜合排放標準

GB 12348 工業企業廠界噪聲標準 GB 16554 國家惡臭污染物排放標準 GB 18918 城鎮污水處理廠污染物排放標準 GB 50003 砌體結構設計規范 GB 50011 建筑抗震設計規范 GB 50013 室外給水設計規范 GB 50014 室外排水設計規范 GB 50015 建筑給水排水設計規范 GB 50016 建筑設計防火規范

GB 50019 采暖通風與空氣調節設計規范 GB 50034 工業企業照明設計規范 GB 50040 動力機器基礎設計規范 GB 50046 工業建筑防腐蝕設計規范 GB 50052 供配電系統設計規范 GB 50053 10kV 及以下變電所設計規范 GB 50054 低壓配電設計規范

GB 50069 給水排水工程構筑物結構設計規范 GB 50070 混凝土結構設計規范

GB 50140 建筑滅火器配置設計規范

GB 50194 建筑工程施工現場供用電安全規范 GB 50335 污水再生利用工程設計規范

GBJ 87 工業企業廠界噪聲控制設計規范 GB/T13663 給水用聚乙烯（PE 管材）GJ 3082 污水排入城市下水道水質標準

CJJ 60 城市污水處理廠運行、維護及其安全技術規程 CECS 199 聚乙烯丙綸卷材復合防水工程技術規程

HJ/T 15 環境保護產品技術要求超聲波明渠污水流量計 HJ/T 96 pH 水質自動分析儀技術要求 HJ/T 101 氨氮水質自動分析儀技術要求 HJ/T 103 總磷水質自動分析儀技術要求 HJ/T 353 水污染源在線監測系統安裝技術規范 HJ/T 354 水污染源在線監測系統驗收技術規范

HJ/T 355 水污染源在線監測系統運行與考核技術規范

HJ/T 377 環境保護產品技術要求化學需氧量（CODcr）水質在線自動監測儀 JG/T 193 鈉基膨潤土防水毯

SL 18-2004 渠道防滲工程技術規范 3 術語和定義

以下術語和定義僅適用于本標準。3.1 人工濕地 constructed wetland 指用人工筑成水池或溝槽，底面鋪設防滲漏隔水層，填充一定深度的土壤或基質（填

料）層，種植蘆葦一類的維管束植物或根系發達的水生植物，污水由濕地的一端通過布水管 渠進入，以推流方式與布滿生物膜的介質表面和溶解氧進行充分的植物根區接觸而獲得凈 化。人工濕地分為表面流人工濕地和潛流人工濕地，潛流人工濕地又可分為水平潛流人工濕 地和垂直潛流人工濕地。3.2 表面流人工濕地 surface flow constructed wetland 指污水在人工濕地的土壤等基質表層流動，依靠植物根莖與表層土壤的攔截作用以及 根莖上生成的生物膜的降解作用，使污水得以凈化的人工濕地形式。

3.3 水平潛流人工濕地 horizontal subsurface flow constructed wetland 指污水從人工濕地的一端進入，在人工濕地床表面下以近水平流方式流動，最后流向 出口，使污水得以凈化的人工濕地形式。

3.4 垂直潛流人工濕地 vertical subsurface flow constructed wetland 指污水從人工濕地表面垂向流過基質床的底部或從底部垂直向上流向表面，使污水得 以凈化的人工濕地形式。

3.5 人工濕地單元 constructed wetland unit 指由配水系統、集水系統、基質、防滲層及人工濕地植物組成的基本處理單元，通常 人工濕地由一個或多個單元組成。

3.6 孔隙率 porosity 指人工濕地充填基質堆積體積中，基質之間的孔隙體積所占的百分比。按公式（1）計 算：

×100% ? ′ = V ε V V ?????????????（1）

式中：

ε ——孔隙率，%；

V ——人工濕地基質在自然狀態下的體積，包括基質實體及其開口、閉口孔隙，m3； V ′ ——人工濕地基質的絕對密實體積，m3。

3.7 水力停留時間 hydraulic retention time 指污水在人工濕地內的平均駐留時間。潛流人工濕地的水力停留時間按公式（2）計 算，即人工濕地有效容積與平均水量比值：

av Q t V ×ε

= ???????????????（2）

式中：

t ——水力停留時間，d；

V ——人工濕地基質在自然狀態下的體積，包括基質實體及其開口、閉口孔隙，m3；

ε ——孔隙率，%； av Q ——平均水量，m3/d。

3.8 表面有機負荷 organic surface loading 指每公頃人工濕地面積單位時間內負擔的五日生化需氧量公斤數。按公式（3）計算：

()()A Q C C A Q C C q in in os 0 1 4 3 10 10 0 1 10 × × ? = × × ? × = ?

?

???????（3）式中：

q ——表面有機負荷，kgBOD5/（ha穌）； in Q ——人工濕地污水入流量，m3/d； 0 C ——人工濕地進水BOD5 濃度，mg/L； 1 C ——人工濕地出水BOD5 濃度，mg/L； A ——人工濕地面積，m2。os 3.9 表面水力負荷 hydraulic surface loading 指每公頃人工濕地表面積單位時間內通過的污水體積。按公式（4）計算：

×10?4 = A Q q in hs ?????????????（4）

式中：

q ——表面水力負荷，m3/（ha穐）； in Q ——人工濕地污水入流量，m3/d； A ——人工濕地面積，m2。hs 3.10 水力坡度 hydraulic slope 指污水在人工濕地內沿水流方向單位滲流路程長度上的水位下降值。按公式（5）計算：

100% 1 2 ×100% ? × = Δ = L H H L i H ?????????（5）

式中： i ——水力坡度，%；

ΔH ——污水在人工濕地內滲流路程長度上的水位下降值，m； H ——污水在人工濕地內滲流路程1 處的水位值，m； H ——污水在人工濕地內滲流路程2 處的水位值，m； L ——污水人工濕地內的滲流路程，m。2 3.11 基質 bed filler 指在人工濕地床體內用以提供人工濕地植物與微生物生長并對污染物起過濾、吸收作 用的填充材料，有碎石、卵石、土壤、砂子等。3.12 預處理 pretreatment 指為滿足人工濕地進水水質要求，以及保證人工濕地出水水質達到相應標準，在污水 進入人工濕地之前，對原污水進行的污水處理過程。3.13 滲透系數 permeability coefficient 指污水在人工濕地基質或防滲層單位時間內流動通過的距離。按公式（6）計算：

T S S T k S y 1 2 ? = Δ

= ?????????????（6）

式中：

y k ——滲透系數，cm/s；

ΔS ——污水在人工濕地基質或防滲層流動通過的距離，m； S ——污水在某一時刻T1 時的位移，cm； 2 S ——污水在某一時刻T2 時的位移，cm；

T ——污水通過人工濕地基質或防滲層的時間，s。1 其計量單位通常以 cm/s 表示。3.14 水位 water level 指在人工濕地中水面的位置。4 水量和水質

4.1 工程接納污水水量設計

生活污水量、工業廢水量、雨水量及合流水量的設計應符合GB50014 中3.1、3.2、3.3 的有關規定。

4.2 工程接納污水水質要求

4.2.1 污水的設計水質應根據調查資料確定，或參照鄰近城鎮、類似工業區和居民區的水 質確定。無調查資料時，可按GB50014 中3.4.1 的規定設計。4.2.2 人工濕地污水處理工程處理城市下水道污水時，其水質應符合GJ3082 中的有關規 定。

4.2.3 人工濕地污水處理工程作為二級污水處理廠處理城鎮排水系統的污水時，其水質應 符合GB8978 中的三級標準。

4.2.4 人工濕地污水處理工程的接納污水中含有有毒、有害物質時，其濃度應符合GB8978 中《第一類污染物最高允許排放濃度》的有關規定。4.3 人工濕地接納污水水質要求

表面流人工濕地接納污水的水質要求可參照GB5084《農田灌溉水質標準》中水作的

有關規定。潛流人工濕地接納污水的水質要求可參照GB5084《農田灌溉水質標準》中旱作 的有關規定。

4.4 工程出水水質要求

4.4.1 人工濕地污水處理工程的出水水質，根據受納水體的要求，應符合GB8978 中的有 關規定。

4.4.2 人工濕地污水處理工程作為城鎮污水處理廠的建設時，根據受納水體的要求，應符 合GB18918 中的有關規定。5 總體設計

5.1 一般規定

5.1.1 人工濕地污水處理工程的設計除應遵守本標準外，還應符合國家現行的有關標準和 技術規范的規定。

5.1.2 人工濕地污水處理工程的設計應符合以下原則：

a）應貫徹全過程控制思想，實行清潔生產，從生產工藝的源頭消減污染負荷、控制 污染物的產生并減少排放。

b）應優先采用處理效率高、節約能源、節省建設投資的處理工藝。

c）應保證污水處理設施穩定、可靠、安全運行，且易于操作和維護，降低運行費用。d）應重視防治二次污染，保證處理工藝流程完整，不得缺少污泥、惡臭、噪聲等污 染治理工程，影響周圍生態環境質量。

e）應考慮生產事故等非正常工況時的污染防治應急措施。5.2 工程項目組成 5.2.1 人工濕地污水處理工程的工程項目主要由污水處理構（建）筑物與設備、輔助工程 和配套設施等系統構成。

5.2.2 污水處理構（建）筑物與設備包括：預處理設施、人工濕地、污泥處理、惡臭處理、檢測、消毒、計量設施、污水回用等單元。其中，預處理設施、人工濕地、污泥處理、惡臭 處理、檢測等單元為主體處理工程，消毒、計量設施、污水回用等單元為一般處理工程。5.2.3 輔助工程包括：廠區道路、圍墻、綠化工程，供電系統、給排水、消防、暖通與空 調、建筑與結構等。

5.2.4 配套設施包括：辦公室、休息室、浴室、食堂、衛生間等生活設施。

5.3 建設規模

5.3.1 人工濕地污水處理工程建設規模的確定應綜合考慮服務區域范圍內的污水產生量、分布情況、發展規劃以及變化趨勢等因素。

5.3.2 人工濕地污水處理工程的建設實施應堅持近期規模為主，遠期可擴建規模為輔的原 則，考慮人工濕地形式建設的靈活性，可以預留建設用地。5.3.3 人工濕地污水處理工程的建設規模按以下規則分類： a）小型人工濕地污水處理工程的日處理能力＜1000m3/d。b）中型人工濕地污水處理工程的日處理能力1000m3/d～3000m3/d。

c）大型人工濕地污水處理工程的日處理能力3000m3/d～10000m3/d。d）特大型人工濕地污水處理工程的日處理能力≥10000m3/d。

5.3.4 應根據建設規模確定人工濕地污水處理工程的建設要求，并符合表1 的規定。表1 人工濕地污水處理工程建設要求

建設規模 主體處理工程 一般處理工程 輔助工程 配套設施 小型 按規范設計建設 根據需要選擇 根據需要選擇 根據需要選擇 中型 按規范設計建設 根據需要選擇 根據需要選擇 根據需要選擇 大型 按規范設計建設 按規范設計建設 根據需要選擇 根據需要選擇 特大型 按規范設計建設 按規范設計建設 按規范設計建設 根據需要選擇 注：表1 中的“規范”指本標準。

5.4 場址選擇

5.4.1 人工濕地污水處理工程的場址選擇應符合當地城鎮總體發展規劃和環保規劃的要 求，符合當地水污染防治、水資源保護和自然生態保護的要求，還應綜合考慮交通、土地權 屬、土地利用現狀等因素。

5.4.2 人工濕地污水處理工程的場址選擇應考慮自然背景條件，包括土地面積、地形地貌、土壤、氣象、水文以及動植物生態因素等，并進行工程地質、水文地質等方面的勘察。5.4.3 人工濕地污水處理工程的場址宜選擇自然坡度為0%～3%的洼地或塘，以及經濟價 值不高的荒地。

5.4.4 人工濕地污水處理工程的場址應不受洪水、潮水或內澇的威脅。

5.4.5 人工濕地污水處理工程的場址與居民住宅的距離應符合衛生防護距離的要求，并應 通過環境影響評價和環境風險評價的認定。5.4.6 天然濕地不得直接用于污水處理。5.5 總平面布置

5.5.1 人工濕地污水處理工程應充分利用自然環境的有利條件，按預處理設施和人工濕地 的功能和流程要求，考慮人工濕地在工程所在區域中的景觀作用及其出水再利用規劃，并結 合地形、風向、地質條件和衛生防護距離等因素，合理安排，緊湊布置。

5.5.2 廠區內生產管理建筑物和生活設施宜集中布置，其位置和朝向應力求合理，并與處 理構筑物保持一定距離。

5.5.3 特大型人工濕地污水處理工程的廠區內應設置通向構筑物和附屬建筑物的必要通 道，通道的設計應符合下列要求：

a）主要車行道的寬度：單車道為3.5m～4.0m，雙車道為6.0m～7.0m，并應有回車 道。

b）車行道的轉彎半徑宜為6.0m～10.0m。c）人行道的寬度宜為1.5m～2.0m。

d）通向高架構筑物的扶梯傾角宜采用30，不宜大于 45?！?/p>

e）天橋寬度不宜小于1.0m。

f）車道、通道的布置應符合GB50016 中的要求，并符合當地有關部門的規定。

5.5.4 特大型人工濕地污水處理工程的廠區應根據現場條件應設置圍墻，其高度不宜小于 2.0m。

5.5.5 廠區的綠化應結合當地的自然條件選擇適宜的植物，綠化覆蓋率應符合當地城市規 定要求。

5.5.6 廠區的高程布置應充分利用原有地形，符合排水通暢、降低能耗、平衡土方的要求； 水流宜采用重力流布置，減少污水提升動力消耗。5.5.7 應考慮人工濕地植物的高度與工程各單元的景觀協調。

5.5.8 人工濕地污水處理工程的景觀建設應遵循和諧、自然、均衡的原則，綜合考慮人工 濕地輪廓與不同類型人工濕地搭配、水生植物配置、人工濕地水體景觀設計、人工濕地沿岸 輔助設施營建等。工程工藝及人工濕地設計

6.1 工程工藝流程設計原則

6.1.1 人工濕地污水處理工程的工藝流程設計應綜合考慮處理水量、原水水質、建設投資、運行成本、排放標準及穩定性等因素。

6.1.2 預處理程度根據具體水質情況與污水處理技術政策，選擇一級處理、強化一級處理 和二級處理等適宜工藝，其設計必須符合GB50014 中的有關規定。

6.1.3 預處理設施宜采用懸浮物去除效果較好、投資和運行費用較低的工藝。

6.1.4 采用人工濕地工藝時，應根據不同地區的氣候條件、植被類型和地理條件經充分研 究后加以確定，有條件的可通過實驗取得相關數據后比較確定。

6.1.5 人工濕地可由單一或多個類型的人工濕地組成，根據處理規模的需要，既可采取分 級串聯，也可采取同級并聯或更復雜的組合方式。

6.1.6 人工濕地的工藝設計應對污染源控制、污水處理以及污水資源化利用等環節進行綜 合考慮，統籌設計，并通過技術經濟比較后確定適宜的方案。

6.2 人工濕地水力、有機負荷設計

6.2.1 人工濕地應按五日生化需氧量表面有機負荷確定濕地面積，同時應滿足水力負荷要 求。

6.2.2 設計中進水水量必須考慮各種極限情況，如暴雨、洪水、干旱等。同時，人工濕地 應具備10%～20%的超負荷能力，污水進入量應可調節。

6.2.3 人工濕地應以污水入流量及出流量的平均流量作為設計水量： in out av Q Q Q + =，其中，Q Q A(P I ET)out in = + ? ? ?????（7）

式中，av Q ——平均流量，m3/d； in Q ——人工濕地污水入流量，m3/d；

out Q ——人工濕地污水出水量，m3/d； A ——人工濕地面積，m2； P ——降雨量，m3/d； I ——滲透量，m3/d； ET ——蒸發量，m3/d。

6.2.4 各種人工濕地有機負荷設計參數可按表2 選取，用于專門處理工業污水的人工濕地 的設計參數應由實驗確定。表2 人工濕地有機負荷設計參數

濕地類型 進水BOD5 濃度（mg/L）BOD5 負荷（kgBOD5/ha穌）處理效率（%）

表面流人工濕地 <50 15～50 <40 水平潛流人工濕地 <100 80～120 45～85 垂直潛流人工濕地 <100 80～120 40～80 6.2.5 污水經預處理設施后進入人工濕地，進水水質宜滿足BOD5/CODcr＞0.3 的要求。6.2.6 人工濕地的水力負荷范圍可按表3，其具體參數根據預處理程度、水量選取。表3 人工濕地水力負荷設計參數

濕地類型 水力負荷（m3/ha穌）表面流人工濕地 <1000 水平潛流人工濕地 150～5000 垂直潛流人工濕地 300～10000 6.2.7 垂直潛流人工濕地宜用于處理氨氮含量較高的污水。

6.3 人工濕地幾何尺寸設計

6.3.1 潛流人工濕地設計中如采用多個人工濕地單元時，獨立單元面積不宜大于800m2。6.3.2 表面流人工濕地的單元長寬比宜控制在3:1 以上，潛流人工濕地的單元長寬比宜控 制在3:1 以下。對于長寬比小于1 或不規則的潛流人工濕地，應考慮人工濕地均勻布水和集 水的問題。

6.3.3 規則的潛流人工濕地單元的長度宜為20m～50m。不規則人工濕地的設計，應考慮 盡量減少死角的問題。

6.3.4 潛流人工濕地的深度應大于植物根系所能達到的最深處，保證人工濕地單元中植物 的生長及必要的好氧條件。6.3.5 通常以植物根系深度考慮人工濕地水深的初步設計值。在設計暴雨徑流濕地時，還 應考慮雨季的超高水位，此時淹沒的最大深度應保證大部分植物能夠生存并發揮其功能。表 面流人工濕地的水深宜控制在0.3m～0.5m，潛流人工濕地水深宜控制在0.4m～1.6m。6.3.6 對于潛流人工濕地，水位控制應滿足如下要求：

a）人工濕地接納最大設計流量時，其進水端不能出現雍水現象，防止發生表面流。b）人工濕地單元中水面浸沒植物根系的深度應盡可能均勻。6.4 人工濕地水力參數設計

6.4.1 表面流人工濕地的底坡取值不宜大于0.5%，潛流人工濕地的底坡宜為0.5%～1%，具體應根據所采用的基質來確定。

6.4.2 表面流人工濕地的總水力停留時間宜為4d～8d，潛流人工濕地的水力停留時間宜為 2d～4d。

6.5 人工濕地單元布局與分區設計

6.5.1 人工濕地總面積和構造形式確定后，應考慮與場所的邊界和輪廓相適應，盡量減少 土方搬運量和人工濕地單元之間的運輸量，合理布設人工濕地單元。

6.5.2 確定人工濕地單元數目時，應考慮到運行的穩定性、易維護性和地形的特征。6.6 人工濕地進水、出水設計

6.6.1 人工濕地進水系統的設計應保證配水的均勻性。表面流人工濕地的進水系統可采用 一個末端開口的管道、渠道或帶有閘門的管道。潛流人工濕地的進水系統可采用鋪設在地面 和地下的多頭導管、與水流方向垂直的敞開溝渠以及簡單的單點溢流裝置。

6.6.2 人工濕地的進水流量可通過閥或閘板調節，過多的流量或緊急變化時應有溢流、分 流措施。

6.6.3 潛流人工濕地出水系統的設計可采用溝排、管排、井排等方式，設計時必須考慮受 納水體的特點、人工濕地的布置及場地的原有條件。

6.6.4 對嚴寒地區，進、出水管的設置必須考慮防凍措施，并在潛流人工濕地單元的進出 水管上設置閥門，底部設放空閥。

6.6.5 人工濕地出水量較大且跌落較高時，應設消能設施。6.7 人工濕地植物選擇與種植要求

6.7.1 人工濕地植物的選擇，應根據其耐污性、生長能力、根系的發達程度以及經濟與美 學價值等因素，同時宜采用當地品種，保證對當地氣候的適應性。

6.7.2 人工濕地的設計中，應盡可能增加植物的多樣性、提高對污水的處理性能、延長使 用壽命。

6.7.3 人工濕地種植土壤的質地宜為粘土～壤土、土壤厚度為20cm～40cm，滲透系數為 0.025cm/h～0.35cm/h?？删徒捎卯數氐谋韺臃N植土，如當地原土不適宜人工濕地植物生 長時，則需進行置換。

6.7.4 人工濕地可選擇的挺水植物有蘆葦、茭白、水蔥、菖蒲、香蒲、燈心草等，浮水植 物有鳳眼蓮、浮萍、睡蓮等，沉水植物有伊樂藻、茨藻、金魚藻、黑藻等。人工濕地可選擇 一種或幾種植物作為優勢種搭配栽種，并根據環境條件和植物群落的特征，按一定比例在空 間分布和時間分布方面進行安排，達到生態系統高效運轉，穩定可持續利用的要求。

6.7.5 人工濕地植物的栽種/移植可包括根幼苗移植、種子繁殖、收割植物的移植以及盆栽 移植等。

6.7.6 人工濕地種植植物的最佳時間是春季或初夏，夏末或初秋種植也可。若要在種植的 第一年啟動人工濕地，可在生長季節結束前或霜凍期來臨前3 個月～4 個月進行種植。6.7.7 人工濕地植物的插植密度不得小于3 株/m2，潛流人工濕地植物的種植密度宜為9 株/m2～25 株/m2。

6.8 人工濕地防堵塞設計

人工濕地防堵塞設計時，應綜合考慮污水的懸浮物濃度、有機負荷、投配方式、基質 粒徑、植物、微生物、運行周期等因素?？刹捎靡韵路椒ń档投氯膸茁剩?a）可采用厭氧水解酸化作為預處理設施，提高污水的可生化性。

b）可對污水進行預曝氣，提高人工濕地基質中的溶解氧，更好地發揮微生物的分解 作用，防止土壤中胞外聚合物的蓄積。

c）選擇合適的基質粒徑及級配，基質粒徑及級配的選擇應在保證凈化效果和防止堵 塞兩者之間選擇一個平衡點。

d）設計潛流人工濕地時，應考慮單元堵塞問題，應設置清淤裝置。

6.9 工程計量設計

6.9.1 人工濕地污水處理工程的污水、污泥的計量宜考慮水頭損失小、精度高、操作簡單、便于管理，不宜沉積雜物的裝置，一般可采用電磁流量計、超聲波流量計、巴氏流量槽等。6.9.2 人工濕地應在入水處和出水處安裝計量裝置，流量計量方式宜根據輸水設施而定。6.10 工程消毒要求 6.10.1 人工濕地污水處理工程作為城鎮污水處理廠時，應設置消毒設施。

6.10.2 人工濕地污水處理工程的消毒設施和有關建筑物的設計，應符合GB50013 中的有 關規定。

6.10.3 在特殊情況，如傳染病暴發或對病菌有較高出水要求時，應對出水進行消毒處理。消毒要求應符合GB50014 中的有關規定。6.11 工程污水回用要求

人工濕地污水處理工程的出水作為再生水利用時，應符合GB50335 中的有關規定。6.12 工程突發事故應急措施

6.12.1 人工濕地污水處理工程進水水質超標時，應減少進水水量，將總污染負荷控制在設 計范圍內。

6.12.2 預處理設施和人工濕地都應設置溢流系統。水量超過處理能力時，預處理設施和人 工濕地的溢流系統可單獨使用，也可同時使用。

6.12.3 突發暴雨時，暴雨的水量如在工程處理能力與溢流系統的水量控制范圍內，則可以 正常運行；暴雨的水量如在工程處理能力和溢流系統的水量控制范圍之外，則工程正常處理 和溢流系統的水量之外的過量雨水應通過分流措施排走。

6.12.4 人工濕地污水處理工程宜備用發電機，在突然停電時使用。如沒有備用發電機，須 手動關閉總進水閥門，開啟分流閥門。

6.12.5 人工濕地單元發生故障時，應關閉故障人工濕地單元，增加非故障人工濕地單元的 進水量。如遇到整個人工濕地不能運行時，應通過人工濕地的分流措施將污水排出。6.13 工程二次污染物控制措施

6.13.1 一般規定

6.13.1.1 人工濕地污水處理工程運行過程中，產生的惡臭、噪聲、污泥及殘渣等污染物的 防治，應符合國家現行的環境保護法規和標準中的有關規定。

6.13.1.2 制訂人工濕地污水處理工程的二次污染物治理措施前應落實污染源的特性和產 生量。

6.13.2 惡臭治理

6.13.2.1 在預處理設施的惡臭產生位置應設置惡臭收集設備并進行集中除臭處理。

6.13.2.2 大型和特大型規模的人工濕地污水處理工程的預處理設施構筑物宜采取全密閉 收集措施。

6.13.2.3 人工濕地產生的惡臭氣體可利用人工濕地植物及綠化植物吸收處理。

6.13.2.4 人工濕地污水處理工程的惡臭氣體排放濃度應符合GB16554 中的有關規定。6.13.3 噪聲和振動防治 6.13.3.1 應采取隔聲、消聲、綠化等降低噪音的措施，廠界噪聲應達到GB12348 中的有 關規定。

6.13.3.2 設備間、鼓風機房等機械設備的噪聲和振動控制的設計應符合GB50040和GBJ87 的規定。

6.13.4 污泥處理與處置

6.13.4.1 預處理設施產生的污泥處理與處置設計應符合GB50014 中的有關規定。6.13.4.2 潛流人工濕地內部產生的污泥可定期采用清淤設施排至預處理設施處。7 主要設備及材料

7.1 工程設備與材料要求

人工濕地污水處理工程的預處理設施、污泥處理、惡臭處理、檢測、消毒、計量設施、污水回用等單元的設備與材料應符合國家相關標準的有關規定。

7.2 人工濕地基質選擇

7.2.1 基質的選則應根據基質的機械強度、表面積、穩定性、孔隙率及表面粗糙率等因素 確定，且應滿足下列條件： a）具有一定的機械強度。

b）空間體積及形態方面，基質提供的表面積盡可能大。c）具有一定的生物、化學及熱力學穩定性。

d）具有一定的孔隙率及表面粗糙率。

e）應對固定微生物無害、無抑制作用，不得顯著影響固定微生物的生物活性。f）從經濟角度講，基質應具有可再用性。

g）應根據不同基質的親、疏水性及表面電性，合理選擇基質，可采用單一的基質層 或幾種基質搭配組合。

7.2.2 人工濕地基質應采用多種材質，應從選料、洗料、堆放、撒料四個方面加以控制。7.2.3 所選基質必須過篩，達到設計要求的粒徑范圍。保證填筑材料的含泥（砂）量和填 料粉末含量小于設計要求值。

7.2.4 基質選擇應本著就近取材的原則，可采用沙、石混合作為常用基質。

7.2.5 人工濕地種植土壤應采用松軟粘質壤土，不得使用板結土壤，種植土壤的深度應保 證不低于20cm，土壤中不得含有石塊等硬物。

7.2.6 潛流人工濕地基質系統的孔隙率宜控制在30%～45%。7.3 人工濕地防滲材料選擇

7.3.1 人工濕地處理污水時，必須要有完備的防滲措施。防滲層的滲透率要低于10-6cm/s，防滲層宜采用黏土層，也可采用聚乙烯薄膜等其他建筑工程防水材料。對處理雨水的人工濕 地也可不采用防滲層，處理后的雨水直接水體或補充地下水。

7.3.2 單體防滲的設計、施工、測驗和管理應符合SL18-2004 中的有關規定。7.3.3 當防滲工程采用鈉基膨潤土防水毯作為防水材料時，可參照JG/T193 執行。7.3.4 當防滲材料選用聚乙烯丙綸卷材等建筑材料時，可參照CECS199 執行。7.4 人工濕地管材設計

7.4.1 人工濕地內部管材選用PVC 或PE 管時，應按GB/T13663 規定執行。7.4.2 人工濕地的管材防腐應符合GB50046 中的規定。7.5 人工濕地閘閥及其它要求

7.5.1 閥門的設計應滿足國家相關制造標準中的規定。

7.5.2 閥門選用應滿足耐腐蝕性強、密封性好、操作靈活等特點。

7.5.3 水位控制閘板、可調堰及格柵等采用非標設計時，應考慮材質、控制方式、防腐及 耐用等幾方面。

7.5.4 人工濕地總排放管入地表水體時應優先考慮采用橡膠緩閉逆止閥。8 檢測與過程控制

8.1 檢測

8.1.1 人工濕地污水處理工程設計應根據工程規模、工藝流程、運行管理要求確定檢測和 控制內容。

8.1.2 大型和特大型人工濕地污水處理工程應設標準化驗室，中、小型的人工濕地污水處 理工程可在污水處理車間內附屬設置化驗室或化驗臺。

8.1.3 化驗室或化驗臺應按照檢測項目配備相應的檢測儀器。

8.1.4 應對人工濕地的流量、水位、水質和一些生物學參數進行日常檢測。對其它項目也 要進行定期檢查，如維修水泵、圍堰、控制結構，管理植物，清除無機沉積物等。表4 人工濕地成功運行所需的檢測內容

參數 取樣位置 取樣頻率

所有系統：溫度、DO、pH 值進水、出水 每周 16 城市污水處理系統：BOD5、TSS、Cl-、SO4 2-進水、出水 每月

工業污水處理系統：COD、TSS 進水、出水每月 雨水處理系統：TSS 進水、出水每月 視需要監測：NOx-N、NH4 +-N、TKN、TP、金屬、毒性物質進水、出水 每月

污水流量 進水、出水 每天 降雨量 人工濕地附近每天 水的波動 人工濕地內 每天 植被覆蓋率 人工濕地內 每年

8.2 自控

8.2.1 安裝在線監測系統的，應符合HJ/T353、HJ/T354 和HJ/T355 的規定。

8.2.2 所用監測儀器應符合HJ/T15、HJ/T96、HJ/T377、HJ/T101、HJ/T103 等的規定。8.2.3 全廠的控制系統宜劃分為若干個單元，各單元由可編程序邏輯控制器（PLC）控制，PLC 根據工藝參數自動監控各運行設備。

8.2.4 在中控室通過計算機與PLC 聯網，實時顯示運行工況、實時向PLC 傳送調整設備 運行狀態的指令、建立數據庫并儲存記錄運行中各參數、指標等資料。

8.2.5 現場控制設備通過“手動/自動”選擇開關進行切換，可由現場開關直接控制設備，必須將現場控制模式作為最高優先級的控制模式以保證現場操作的安全。9 輔助工程

9.1 電氣系統

9.1.1 人工濕地污水處理工程的供電方式應根據用電要求，與當地電力部門協商確定。9.1.2 人工濕地污水處理工程的低壓配電設計應符合GB50054 的有關規定。9.1.3 人工濕地污水處理工程的供配電系統應符合GB50052 的有關規定。

9.1.4 人工濕地污水處理工程的施工現場供用電安全應符合GB50194 的有關規定。9.1.5 人工濕地污水處理工程的供電設計應符合GB50053 的有關規定。9.1.6 人工濕地污水處理工程的照明設計應符合GB50034 中的有關規定。9.2 給水、排水和消防 9.2.1 給水

9.2.1.1 人工濕地污水處理工程應有可靠的供水水源和完善的供水設施。供水設計應符合 GB50015 的有關規定。9.2.1.2 人工濕地污水處理工程給水管網宜采用生活給水和消防給水聯合供水系統。9.2.2 排水

9.2.2.1 雨水量設計重現期應符合GB50014 中的有關規定。

9.2.2.2 人工濕地污水處理工程的生活污水應統一收集，與污水一并進行處理。9.2.3 消防

9.2.3.1 人工濕地污水處理工程消防設施的設置必須滿足場區消防要求。9.2.3.2 人工濕地污水處理工程管理區應符合GB50016 中有關規定。9.2.3.3 消防器材的設置應符合GB50140 中有關規定，并定期檢查、驗核消防器材效用，做到及時更換。

9.3 采暖、通風與空調

9.3.1 建筑物的采暖與空調的設計應符合GB50019 的有關規定。

9.3.2 當建筑物的機械通風不能滿足工藝對室內溫度、濕度要求時，應設空調裝置。9.4 建筑與結構

9.4.1 建筑的造型應簡潔、新穎，并與周圍環境相協調。廠房的平面布置和空間布局應滿 足工藝設備布置要求，同時應考慮今后生產發展和技術改造的可能性。9.4.2 建筑物抗震等設計應符合GB50011 的有關規定。9.4.3 建（構）筑物結構設計應符合GB50069 的有關規定。10 施工與環境保護驗收 10.1 施工

10.1.1 人工濕地污水處理工程的施工應符合國家關于施工的資質、施工程序及施工管理文 件的要求。

10.1.2 人工濕地污水處理工程的施工應符合國家相關的標準和規范要求。

10.1.3 施工單位除遵守相關的施工技術規范以外，還應遵守國家有關部門頒布的勞動安全 及衛生、消防等國家強制行標準。

10.1.4 人工濕地污水處理工程施工中使用的設備、材料、器件等應符合相關的國家標準，并應取得供貨商的產品合格證后方可使用。

10.1.5 人工濕地污水處理工程按設計文件進行建設，對工程的變更應取得設計單位的設計 變更文件后再進行施工。

10.1.6 人工濕地污水處理工程建在荒地時，前期準備的主要任務是清除場地。清除工程應 包括運走場地內的建筑垃圾、樹木以及其他障礙物等。10.1.7 對于新建的人工濕地污水處理工程，地形平整后，應根據設計形成的人工濕地單元，分單元進行挖掘，將場地挖到設計深度，平整夯實。場地達到設計坡度后，進行防滲處理，防滲施工結束后，需進行滲透試驗，確保其防滲效果。

10.1.8 人工濕地防滲材料采用低密度聚乙烯，敷設時應由專業人員用專業設備進行專業焊 接，焊接結束檢查合格后方可鋪設基質。人工濕地穿墻管處應對防滲膜做局部處理，防止漏 水。

10.1.9 人工濕地周邊護坡宜采用夯實的土壤構建。圍堰的核心可進行適當的處理，如填充 磚石、混凝土等，防止一些動物的破壞。圍堰夯實過程中，必須考慮土壤的濕度，不得在陰 雨天施工。圍堰建成后，應進行表面防護，如種植護壩植被。

10.1.10 人工構筑濕地要求基礎具有一定的穩定性。如基礎所在的部位原土為有機土壤或 高黏土含量的土壤時，應將土清除，回填堅實基礎材料。

10.1.11 潛流人工濕地單元的四周墻體可采用磚砌或混凝土澆筑，其設計應符合GB50003 或GB50070 中的有關規定。

10.1.12 人工濕地使用礫石作為基質時，使用前應對礫石進行級配、清潔，去除雜質。10.1.13 潛流人工濕地種植土表層高于設計地坪時，應在人工濕地周邊進行護坡。坡度宜 為4:1～2:1。

10.2 環境保護驗收

10.2.1 人工濕地污水處理工程環境保護驗收按《建設項目竣工環境保護驗收管理辦法》的 規定進行。

10.2.2 在生產試運行期間應對其進行性能試驗，性能試驗報告應作為環境保護驗收的重要 內容。

10.2.3 人工濕地污水處理工程性能試驗包括：功能試驗、技術性能試驗、設備和材料試驗。其中，技術性能試驗至少應包括以下項目： a）處理污水量。

b）污水污染物的去除率。c）污泥的處理情況。d）電能消耗。

10.2.4 人工濕地污水處理工程環境保護驗收的主要技術依據包括： a）項目環境影響報告書審批文件。b）各類污染物環境監測報告。c）批準的設計文件和設計變更文件。d）污水處理性能試驗報告。

e）試運行期間污染物連續監測報告。

f）完整的啟動試運行、生產試運行記錄。

10.2.5 經竣工環境保護驗收合格后，人工濕地污水處理工程方可正式投入使用運行。11 勞動安全與職業衛生 11.1 一般規定

11.1.1 人工濕地污水處理工程在設計、施工和生產過程中，必須高度重視勞動安全問題，采取有效的應對措施和各種預防手段，嚴格執行國家相關法律法規和部門規章及標準。11.1.2 建設單位必須在人工濕地污水處理工程建成運行的同時，保證安全和衛生設施同時 投入使用。

11.2 安全與衛生

11.2.1 可根據人工濕地污水處理工程的特點，設置安全通道，供廠外人員參觀。11.2.2 人工濕地污水處理工程應設置必要的照明系統。

11.2.3 在設備安裝和檢修時應有相應的保護措施。

11.2.4 加強員工的安全防護意識，操作人員必須佩戴必要的勞保用品。

11.2.5 各崗位操作人員和維修人員必須經過崗前培訓，經考核合格后持證上崗，并應定期 進行教育培訓。

11.2.6 操作人員必須嚴格執行本崗位安全操作規程。

11.2.7 嚴禁非本崗位操作人員擅自啟、閉本崗位設備，管理人員不允許違章指揮。

11.2.8 建立并嚴格執行定期和經常的安全檢查制度，及時消除事故隱患，特別是秋冬季節 的防火安全。12 運行與管理

12.1 總則

12.1.1 為加強人工濕地污水處理工程的設備管理、工藝管理和水質管理，保證污水處理廠 安全運行，制訂本運行管理要求。

12.1.2 人工濕地污水處理工程的運行應符合CJJ60 中的有關規定，同時還應符合國家現行 有關標準的規定。12.2 運行條件

12.2.1 必須具有經過培訓的技術人員、管理人員和相應數量的操作人員。12.2.2 具有完備的保障污水安全處理的規章制度。

12.2.3 具有保障人工濕地污水處理工程正常運行的周轉資金和輔助原料。12.2.4 具有負責污水處理效果監測、評價工作的機構和人員。

12.3 機構設置與勞動定崗、定員

12.3.1 人工濕地污水處理工程運營機構的設置應以精簡高效、安全生產、提高勞動生產率 為原則，做到分工合理、職責分明。

12.3.2 人工濕地污水處理工程的勞動定員可分為生產人員、輔助生產人員和管理人員。管 理人員應包括技術人員和安全管理人員。

12.3.3 人工濕地污水處理工程的勞動定員應按定崗定量的原則合理確定。

12.4 人員與運行管理

12.4.1 人工濕地污水處理工程的操作人員、技術人員及管理人員應進行相關法律法規、專 業技術、安全防護、應急處理等理論知識和操作技能的培訓。

12.4.2 人工濕地污水處理工程應建立生產設施運行狀況、設施維護等的登記制度。12.4.3 各崗位的操作人員應按時做好運行記錄，數據應準確無誤。

12.4.4 為保證人工濕地污水處理工程生產活動安全有序進行，必須建立嚴格的交接班制 度。

12.5 人工濕地的啟動

12.5.1 人工濕地的啟動應經歷兩個階段：系統調試、植物復活、根系發展的不穩定階段以 及植物生長成熟、處理效果良好的穩定成熟階段。

12.5.2 潛流人工濕地在啟動階段，蘆葦等植物栽種后即須充水。初期可將水位控制在地面 下25mm 左右處。按設計流量運行三個月后，將水位降低至距床底0.2m 處，以促進蘆葦等 植物根系向深部發展。待根系深入到床底后，再將水位調節至地表下0.2m 處開始正常運行。12.6 人工濕地的管理

12.6.1 應加強植物管理，保證人工濕地水生植物的密度及良性生長。

12.6.2 植物系統建立后，必須由污水連續提供養分和水，保證植物多年的生長和繁殖。12.6.3 應避免植物在高濃度毒性物質的作用下受損害。12.6.4 應對死亡植物及時補種，保證植物的處理能力。12.6.5 秋季應考慮周期性收割枯死植物和去除表面枯枝落葉。

12.6.6 雜草的控制可采取調節水位和人工拔除的方式，既要保證高效植株的生長優勢，又 要適當保持雜草的生長，維系生態系統的平衡。

12.6.7 人工濕地設計、建造時，應考慮引進有益生物和控制有害生物之間的生態平衡。野 生生物的控制應因地制宜，綜合考慮地理位置、污染物種類、人工濕地設計和管理要求等各 種因素。

12.6.8 人工濕地必須對蚊蠅加以控制。充足的食蚊魚數量可控制蚊蠅，以及食吃掉蚊蠅幼 卵。在北方氣候食蚊魚很少生存下，可通過化學或生物藥劑進行控制蚊蠅。

12.6.9 除草劑、殺蟲劑的使用可改變人工濕地的生態功能，對出水水質不利，不宜在人工 濕地中使用除草劑、殺蟲劑。

12.6.10 應定期清理濕地內部沉積物。

12.7 北方低溫環境運行措施

12.7.1 應適時收割人工濕地植物的地上部分，改善冬季人工濕地的出水水質。

12.7.2 人工濕地植物的收割時間宜選擇在秋末初冬植物枯萎后。應先降低人工濕地內的水 位，待表土干燥后再進行收割，避免工人操作時破壞濕地土壤。12.7.3 冬季應做好人工濕地的保溫措施。

12.7.4 定期做人工濕地凍土深度測試，掌握人工濕地的運行狀況。12.7.5 冬季可考慮強化預處理以減輕人工濕地污染負荷。12.8 人工濕地運行防止堵塞措施

12.8.1 啟動清淤系統，定期清淤。

12.8.2 間歇運行。人工濕地間歇運行和適當的濕地干化期，保證基質一定的好氧狀態，避 免胞外聚合物的過度積累，防止基質堵塞。12.8.3 對污水進行曝氣。

12.8.4 更換人工濕地局部的基質，這種方法可以有效的恢復人工濕地的功能。附 錄 A（規范性附錄）符 號

ε ——孔隙率；

V ——人工濕地基質在自然狀態下的體積，包括基質實體及其開口、閉口孔隙； V ′ ——人工濕地基質的絕對密實體積； t ——水力停留時間； V ——濕地容積； av Q ——平均水量； os q ——表面有機負荷；

0 C ——人工濕地進水BOD5 濃度； 1 C ——人工濕地出水BOD5 濃度； A ——人工濕地面積； hs q ——表面水力負荷； i ——水力坡度；

ΔH ——污水在人工濕地內滲流路程長度上的水位下降值； H ——污水在人工濕地內滲流路程1 處的水位值； 2 H ——污水在人工濕地內滲流路程2 處的水位值； L ——污水人工濕地內的滲流路程； y k ——滲透系數； 1 ΔS ——污水在人工濕地基質或防滲層流動通過的距離； S ——污水在某一時刻T1 時的位移； 2 S ——污水在某一時刻T2 時的位移；

T ——污水通過人工濕地基質或防滲層的時間； in Q ——人工濕地污水入流量； out Q ——人工濕地污水出水量； 1 23 P ——降雨量； I ——滲透量； ET ——蒸發量。__

第四篇：人工濕地污水處理技術研究進展

人工濕地污水處理技術研究進展

［摘要］文章對人工濕地污水處理技術國內外研究現狀進行了概述，闡述了人工濕地污水處

理技術主要研究內容及進展，包括人工濕地對污染物的去除機理、去除效率研究，影響人工濕地處理效率的因素研究。根據人工濕地在污水處理中的研究和應用現狀，指出了今后的研究 方向。

［關鍵詞］人工濕地；污水處理；研究進展

［中圖分類號］X52 ［文獻標識碼］C ［文章編號］1002－0624（2011）06－0052－03 濕地是地球上水陸生態系統中獨特的、重要的生物生存環境和最富生物多樣性的自然生態景觀之一。它在抵御洪水、調節徑流、改善氣候、控制污染、美化環境和維護區域生態平衡等方面具有非常重要的作用，被譽為“自然之腎”。國內外研究現狀概述

1953 年，德國Max Planck 研究所的Dr.Kathe Seidel 博士在研究中發現蘆葦能夠去除污水中大量的有機和無機物質，隨后開發出Max—Planck Institute Process 系統。1977 年由 Kickuth 提出了“根區法”(采用栽種蘆葦的水平潛流濕地使有機物降解，硝化反硝化去除N，沉淀去除P)，標志著人工濕地污水處理機理的初步萌芽。與此同時，美國的國家空間技術實驗室研究開發了“厭氧微生物和蘆葦處理污水”復合系統。此后，人工濕地處理污水技術不斷完善，并于20 世紀80，90 年代在歐洲、美國、加拿大、日本等地得到了廣泛的應用。

按照工程設計和水體流態的差異，人工濕地污水處理系統可以分為表面流濕地、水平潛流濕地和垂直流濕地3 種主要類型，各類型在運行、控制等方面的諸多特征存在著一定的差異。其中，表面流濕地不需要砂礫等物質作填料，造價較低，但水力負荷較低，該類型在美國、加拿大、新西蘭、瑞典等國有較多分布。水平潛流濕地的保濕性較好，對有機物和重金屬等去除效果好，受季節影響小，目前在歐洲、日本應用較多。垂直流濕地綜合了前兩者的特點，但其建造要求較高，至今尚未廣泛使用。早期的人工濕地主要用于處理城市生活污水或二級污水處理廠出水，目前已被國內外許多學者或工程技術人員，經過工藝改進或者與其他系統進行組合后用于農業面源污染、城市或公路徑流等非點源污染的治理[2]。此外，最近發達國家已經將重點轉移到利用人工濕地處理特殊工業廢水方面。將人工濕地用于處理特殊工業廢水，這是人工濕地未來發展的一個新特點和趨向[3]。

我國進行濕地處理系統研究較晚，在“七五”期間才開始了人工濕地研究工作，仍處于起步階段。目前人工濕地的研究和應用正方興未艾。繼天津市環保所建成的我國第一個蘆葦濕地工程之后，1989 年于北京昌平區、1990 年于深圳白泥坑等地建成了濕地處理系統示范工程，效果良好（BOD去除率90%，COD去除率80.47%，SS去除率93%）[4]。1990 年，國家環保局華南環保所與深圳東深供水局建立了人工濕地示范工程，處理規模為3 100m3/d，其出水達到了二級處

理水平。1999 年，漳州市天寶造紙廠因地制宜，利用荒廢的低洼地建造小型水葫蘆—水草人工濕地，進行廠外廢水治理，處理后出水灌溉香蕉園，實現了廢水不外排，具有農業生態特征的廢水治理模式，為我國鄉鎮造紙企業廢水治理提供了有益的參考。2002 年，日處理污水50 000 m3 的人工濕地污水處理廠在江蘇泅洪縣竣工,深圳市、沈陽市、上海市也在開展積極的設計、規劃工作。研究內容

2.1 人工濕地污染物的去除機理

人工濕地污染物的去除機理研究仍處于起步階段，人工濕地污水處理普遍認同的機理是硝化反硝化去除N，沉淀去除P 的概括性描述，進一步研究難度很大，因為涉及到生物、物理、化學等多個學科，而且難以從微觀角度定量化。

去除機理主要包括微生物、植物、土壤對污染物的去除機理。人工濕地有機物降解的基礎機制是微生物的硝化和反硝化活動，豐富的微生物資源為濕地污水處理系統提供了足夠的分解者。濕地植物對氮的去除主要通過以下途徑：氨的揮發作用、NH4+的陽離子交換作用、吸收、硝化和反硝化作用等。濕地植物對磷化物的處理除作為營養成分吸收外，還可以通過在苗床基質中的吸附、絡合和沉淀反應來去除。濕地土壤對有毒物質的“凈化”機理，主要是通過沉淀作用、吸附與吸收作用、離子交換作用、氧化還原作用和代謝分解作用等途徑實現的。

2.2 人工濕地處理污水的效率

1）對有機物的去除效率。綜合國內外有關學者對人工濕地凈化城市污水的研究數據，在進水濃度較低的情況下，人工濕地對BOD5 的去除率可達85%～95%，對COD 的去除率可達80%，處理出水BOD5 的濃度在10 mg/L 左右，SS 小于20mg/L[5]。

2）對氮的去除效率。廢水中的氮以無機氮和有機氮兩種形式存在，無機氮可以被人工濕地中的植物吸收，合成植物蛋白質，植物的收割對濕地系統除氮有直接貢獻，但這一部分氮僅占總氮量的8%～16%。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起著重要作用。目前人工濕地系統TN 去除率不高的主要原因是硝化-反硝化途徑不暢通，提高氮的去除率最重要的是提高濕地系統中的硝化作用強度。還有研究發現，人為提高濕地中BOD與NO3-N 之比（如添加秸稈或甲醇），氮的去除率會大幅度提高，能從30%左右上升至80%～90%，原因是BOD∶NO3-N 的比值太低時不利于反硝化作用的進行，當比值上升到2.3 時，反硝化率達到最大值。

3)對磷的去除效率。在人工濕地中磷主要是通過基質的吸附、絡合及與Ca，Al，Fe 和土壤顆粒的沉淀反應及泥炭累積，植物的吸收，微生物去除等作用而去除。據資料顯示，人工濕地對各種類型污水中的TP 的去除率為47.0%～97.2%[6]。

2.3 影響人工濕地處理效率的因素

1）人工濕地的類型。人工濕地的類型不同對不同污染物的去除效率也有差異。水平潛流濕地對BOD，COD 等有機物和重金屬的去除效果較好，垂直流濕地對氮、磷的去除效果較好，表面流型濕地的處理效果一般。但如果將表面流型與潛流型、表面流型與垂直流型結合起來的復合濕地，去污效率會進一步提高[7]。

2）濕地植物種類。一般來說，植物的生物量較大、根系比較發達、根系的輸氧能力比較強的話，其凈化能力就比較強[7]。其次，不同的植物對污染物的去除速率也不相同，日本學者對不同的植物去除氮和磷的速率進行了研究。

3）基質類型。一般來說，含有機質豐富的基質有助于吸附各種污染物；土壤基質的去污能力不如礫石基質[3]；含CaCO3較多的石灰石基質可以有效地去除磷，沸石-石灰石組合的基質可以有效地去除TN，TP [6]；煤渣-草炭基質對磷具有較強的吸附能力，在不種植濕地植物的情況下對TP 的去除率可達到77.6%～85.0%，可以作為垂直流人工濕地系統的特殊基質；花崗巖-粘性土壤基質能高效地去除污水中的磷，對TP 的去除能力可達90%[5]。

4）濕地中微生物種類和數量。廢水中各類污染物的去除與濕地系統中生長的微生物種類和數量有關，相關系數的大小可以反映某一類微生物對某一類污染物的去除能力。不同微生物與BOD和COD 的去除率之間均有明顯的相關性，說明人工濕地微生物系統對BOD 和COD 去除率的貢獻；廢水中NH4-N 的去除與硝化細菌和反硝化細菌都有明顯的相關性，說明硝化和反硝化作用是人工濕地系統去除氮的主要方式；廢水中磷的去除與濕地中的各類微生物均不具有明顯的相關性，這說明微生物不是人工濕地系統中去除的磷主要因素；廢水中總大腸桿菌的去除與放線菌和原生動物的數量有明顯的相關性，這說明人工濕地系統中的放線菌和原生動物是去除大腸桿菌的主要作用者[6]。

5）環境因子的影響與管理措施。溫度、水力停留時間、水力負荷、濕地的運行管理等均會對人工濕地的去污效果產生影響。水溫在20～25 ℃時生物去污的效果最好，低于10 ℃時，處理效果會明顯下降。因此，夏天的處理效果會好于冬天[9]。有研究表明，細菌的反硝化作用受溫度影響，在10～30℃范圍內，高溫有利于反硝化。但溫度高于30 ℃，則會對硝化反硝化過程產生抑制作用[7]。也有研究發現，當濕地運作一段時間（如3 年）后，去污效果基本不再受環境因子（如溫度、污水流量等）影響。人工濕地污水處理技術研究展望

1）進一步加強人工濕地處理污水機理的研究。人工濕地處理污水的機理非常復雜，設計的范圍也很廣。目前，雖然有些機理研究已經得到初步的認可，但仍然存在很多問題需要進一步研究，如污水中的有機污染物、無機污染物、金屬污染物的去除過程與機理；根際微生態系統的綜合作用；有機物、無機化合物和金屬離子在濕地系統內的相互作用及其對植物、微生物和土壤的影響等[9]。

2）人工濕地處理農村污水示范研究。人工濕地在解決我國農業面源污染和農村生活污水方面具有獨特的優勢，應加大人工濕地處理農村污水示范研究，探討適合我國國情的農村污水處理方式，并通過集成示范，查找技術中存在的問題，為進一步大范圍推廣打下良好的基礎，3）濕地系統優化運用研究。①加強濕地植物的篩選工作，選擇一些耐污能力強，去污效果好的濕地植物，同時加強多種植物的合理搭配的研究。

②重點研究在提高人工濕地氧化硝化能力的同時如何提高其反硝化能力，解決硝態氮的高效去除問題。③填料的類型直接影響濕地系統的凈化能力，尤其是對磷的去除。加強填料的篩選

和如何防止填料堵塞，是今后應該優先考慮的工作。結語

人工濕地系統是一個完整的人造生態系統，它形成了良好的生態循環，不僅具有較好的污水凈化效果，而且具有較好的生態和經濟效益。目前發達國家已用人工濕地處理各種類型的廢水，發展中國家發展也應大力發展人工濕地技術，在我國該項技術將會得到越來越廣的應用。

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第五篇：生活污水人工濕地設計方案

生活污水人工濕地設計方案（初稿）

人工濕地的凈化機理：

對SS：濕地系統成熟后，填料表面和植物根系將由于大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經生物膜時，大量的SS被填料和植物根系阻擋截留。

對有機物：有機污染物通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被除去。對N、P：濕地系統中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的環境中依次出現好氧、缺氧、厭氧狀態，保證了廢水中的氮磷不僅能通過植物和微生物作為營養吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用將其除去，最后濕地系統更換填料或收割栽種植物將污染物最終除去。

一、污水水質

（一）、作為生活污水處理的主體工程。

按照城鎮生活污水水質一般范圍，可認為東升鎮生活污水水質狀況如下：COD 250—350mg/l（項目取中間值300 mg/l，需監測核實）；BOD 150--250 mg/l（取中間值200 mg/l）；SS 200--300 mg/l（項目取中間值250 mg/l）;NH3—N 30--40 mg/l（取中間值35 mg/l），P 8--10mg/l（取最大值10 mg/l）；水量按照5000m3/d設計。

（二）、作為生活污水處理廠的后續工程。

一般鎮區均需要建設二級污水處理廠，按照城鎮污水處理廠的出水標準，如東升鎮二級污水處理廠達標排放，則污水處理廠出水應執行廣東省《水污染排放限值》(DB4426--2001)中第二時段中的二級標準：COD 60mg/l；BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l;NH3—N 15mg/l，P 1mg/l；水量按照5000m3/d設計；作為生活污水處理廠的后續工程，人工濕地的處理壓力要小得多，且水平潛流式人工濕地對氨氮的處理效果不如垂直流人工濕地，本項目暫不深入分析此項。

二、出水要求

東升鎮生活污水最終出水預計進入北部排灌渠，按照《中山市水環境功能區水質保護規定》（中府［1997］115號）的功能區劃，該渠符合《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中Ⅳ類水體要求，因此人工濕地出水應執行廣東省《水污染排放限值》(DB4426--2001)中第二時段中的二級標準；為：COD 100mg/l；BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l;NH3—N 15 mg/l，P 1 mg/l。

三、處理效率

東升鎮（擬）采取以挺水植物系統為住的潛流濕地類型，根據大量的實驗數據表明，在正常情況下，潛流型人工濕地污染去除率為：COD>80%；BOD 85--95%,可達到10 mg/l;；SS <20mg/l;NH3—N>60%，P>90%，農藥及細菌>90%。因此東升鎮生活污水流經人工濕地后，其水質為：COD<72mg/l；BOD <20 mg/l； SS <20mg/l;;NH3—N <14 mg/l，P 1 mg/l，符合廣東省《水污染排放限值》(DB4426--2001)中第二時段中的二級標準。

四、處理工藝

考慮到生活污水中的污染物濃度普遍不高，預處理可不設穩定塘，只設格柵間、集水井；因SS濃度相對高，為避免發生堵塞，可置多孔管和三角堰，并定期取出填料清洗，可有效防止堵塞；工藝流程如下：

進水----格柵間----集水井----三角堰---多孔管---提升泵----水平式表面流濕地---水平潛流式濕地---出水

五、參數設計

(一)、多孔管基本參數

多孔管可采用管式五孔管（φ25×5/76），單孔孔徑25mm，有效孔徑76mm，可有效防止堵塞。

（二）、集水井基本參數

集水井設計規模為5000m3/d，約折合208.3m3/h，按水力停留時間HRT為1.5h計，集水井容積應為312.5 m3，考慮到集水井進水口應高于地面20—50cm，集水井初步設計為L×B×H=10m×8m×5m。

（三）、泵參數 型號 125-230C，流量237.6m3/h，兩臺，一用一備。揚程 7.3m, 轉速 1480（r/min）, 功率 11KW，效率 74%，工作時間 24h/d。

（四）、人工濕地基本參數

1、濕地表面積的預計

計算公式：As=(Q×（lnCo－lnCe）)/(Kt×d×n)

其中As為濕地面積（m2）

Q為流量（m3/d），假定流量為5000 m3/d。

Co為進水BOD（mg/l），假定進水BOD為200mg/l。Ce為出水BOD（mg/l），假定出水BOD為20mg/l。

Kt為與溫度相關的速率常數，Kt＝1.014×（1.06）（T－20），T假定為25，則Kt=1.357。

d為介質床的深度，一般從60－200cm不等，大都取100－150cm，項目取120cm。

n為介質的孔隙度，一般從10－40％不等。

表5—1 人工濕地面積計算表 孔隙度 10％ 20％ 30％ 40％

濕地面積（m2）70701 35351 23567 17675

可見，填料床孔隙度的大小對人工濕地面積的影響較大。一般項目預計介質的孔隙度為30%，則人工濕地面積約為23567 m2，其中，水平濕地面積為20167m2，垂流式濕地面積為3400 m2，2、水力停留時間計算

計算公式：t=v×ε/Q 其中 t：水力停留時間（d）

? ?? ?? v：池子的容積（m3），容積為V=23567 m2×1.2m=28202.4 m3，? ?? ?? ε：濕地孔隙度，濕地中填料的空隙所占池子容積的比值，需實驗測定；本項目按30%計，? ?? ?? ?Q：平均流量（m3/d），假定流量為5000 m3/d。

則：水力停留時間（d）=1.697d=40.7h。

3、水力負荷計算 計算公式：HLR=Q/As

Q=5000 m3/d。

As=23567 m2。

則HLR=0.2122m3/ m2.d。

4、水力管道計算

計算公式V＝πR2×S＝Q/t V：流量 R：管徑

S：流速，0.5m/s Q：總流量，Q=5000 m3/d。

t：停留時間，t=1.697d=40.7h。

可以計算出R=0.1474m，可用D30的水利砼管管道，也可以用D30的不銹鋼管。

5、平面設計

（1）水平潛流濕地

水平表面流濕地一般長寬比約為10：1，而水平濕地面積約為20167 m2，As1=L×B=10B×B=20167 m2，B=44.91m，取45m；L約等于449.1m，取450m，As1=L×B=450m×45m。

（2）潛流濕地

潛流濕地面積約為3400 m2，可用下式計算：

AS2 = Q×(ln C0—ln Ce)/(Kt×Dn)

但由于整個濕地系統是按照整體計算，無法用BOD的初始濃度和出水濃度單獨進行計算，潛流濕地床長度過長,易造成濕地床中的死區,且使水位難于調節,不利于植物的栽培，L:B一般控制在1—3之間,為便于管理，潛流濕地最好與水平流濕地同寬，因此B=45m；則L=75.6m，取80m，As2=L×B=80×45=3600 m2。

6、結構設計

（1）進出水系統的布置：

濕地床的進水系統應保證配水的均勻性，一般采用多孔管和三角堰等配水裝置。進水管應比濕地床高出0.5m。濕地的出水系統一般根據對床中水位調節的要求，出水區的末端的礫石填料層的底部設置穿孔集水管，并設置旋轉彎頭和控制閥門以調節床內的水位。

（2）填料的使用：

水平表面流濕地床由兩層組成，表層土層，厚0.4m，礫石層鋪設厚度0.2m，總厚度0.6m；潛流濕地床由三層組成表層土層、中層礫石、下層小豆石(碎石)，鈣含量在2~2.5kg/100kg為好；土層0.4m，礫石層鋪設厚度0.5m。下層鋪設厚度0.3m，總厚度1.2m，人工濕地填料主要組成、厚度及粒徑分布見表5—2：人工濕地填料分析表

（3）潛流式濕地床的水位控制：床中水面浸沒植物根系的深度應盡可能均勻。表5—2 人工濕地填料分析表

填料層 水平表面流濕地 潛流濕地

土壤層 石英砂，厚0.4m，粒徑2—6mm 石英砂，厚0.4m，粒徑2—6mm 中間層 礫石，厚0.2m，粒徑5—8mm 礫石，厚0.5m，粒徑5—8mm 底層 / 碎石，厚0.3m，粒徑8—10mm

7、植被選擇

（1）．選用原則

1.1 植物在具有良好的生態適應能力和生態營建功能；

篩選凈化能力強、抗逆性相仿,而生長量較小的植物,減少管理上尤其是對植物體后處理上的許多困難。一般應選用當地或本地區天然濕地中存在的植物。

1.2 植物具有很強的生命力和旺盛的生長勢；

① 抗凍、抗熱能力

②抗病蟲害能力

③對周圍環境的適應能力

1.3 所引種的植物必須具有較強的耐污染能力；

水生植物對污水中的BOD5?COD?TN?TP主要是靠附著生長在根區表面及附近的微生物去除的，因此應選擇根系比較發達，對污水承受能力強的水生植物。

1.4 植物的年生長期長

人工濕地處理系統中常會出現因冬季植物枯萎死亡或生長休眠而導致功能下降的現象，因此，應著重選用常綠冬季生長旺盛的水生植物類型。

1.5 所選擇的植物將不對當地的生態環境構成威脅，具有生態安全性；

1.6具有一定的經濟效益、文化價值、景觀效益和綜合利用價值。

由于所處理的污水不含有毒、有害成分,可以考慮其綜合利用。

(2)．配置分析

2.1根據植物類型分析 2.1.1漂浮植物

漂浮植物中常用作人工濕地系統處理的有水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。

2.1.2根莖、球莖及種子植物

這類植物主要包括睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角等。2.1.3挺水草本植物類型

這類植物包括蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、藨草、水蔥、水莎草、紙莎草等，為人工濕地系統主要的植物選配品種。根據這類植物的生長特性，它們即可以搭配種植于潛流式人工濕地，也可以種植于表流式人工濕地系統中。2.1.4沉水植物類型

沉水植物一般原生于水質清潔的環境，其生長對水質要求比較高，因此沉水植物只能用作人工濕地系統中最后的強化穩定植物加以應用，以提高出水水質。2.2 原生環境分析

根據植物的原生環境分析，原生于實土環境的植物如美人蕉、蘆葦、燈心草、旱傘竹、皇竹草、蘆竹、薏米等，其根系生長有向土性，可配置于表面流濕地系統和潛流濕地土壤中；如水蔥、野茭、山姜、藨草、香蒲、菖蒲等，由于其生長已經適應了無土環境，因此更適宜配置于潛流式人工濕地。2.3 養分需求分析

根據植物對養分的需求情況分析，由于潛流式人工濕地系統填料之間的空隙大，植物根系與水體養分接觸的面積要較表流式人工濕地廣，因此對于營養需求旺盛、植株生物量大、一年有數個萌發高峰的植物如香蒲、菖蒲、水蔥、水莎草等植物適宜栽種于潛流濕地；而對于營養生長與生殖生長并存，生長緩慢，一年只有一個萌發高峰期的一些植物如蘆葦、茭草等則配置于表面流濕地系統。2.4 適應力分析

一般高濃度污水主要集中在濕地工藝的前端部分。因此前端工藝部分一般選擇耐污染能力強的植物，末端工藝由于污水濃度降低，可以考慮植物景觀效果。表5—3 水平表面流——潛流復合型濕地植物選擇及搭配表 植物類型 水平表面流型 潛流型 備注 漂浮植物 水葫蘆、浮萍 水葫蘆 少量 根莖、球莖 睡蓮、荷花 / / 挺水植物 蘆葦、美人蕉、燈心草 蘆葦、菖蒲、水蔥、紙莎草 主要植被 沉水植物 / / /

（3）、植被選擇投資分析

本項目采用水平表面流——潛流復合型濕地系統，植被包括漂浮植物、根莖、球莖、挺水植物等，其中以挺水植物為主；植物種類包括水葫蘆、浮萍、蘆葦、睡蓮、荷花、蘆葦、美人蕉、燈心草、菖蒲、水蔥、紙莎草等；其分配及投資分析如表5—4：

表5—4 水平表面流——潛流復合型濕地植物分配及投資分析表 植物 水葫蘆 睡蓮 荷花 蘆葦 美人蕉 燈心草 紙莎草 菖蒲 水蔥 數量（苗）8萬 2萬 2萬 10萬 4萬 10萬 1萬 1萬 1萬 單位價格 0.05 5.0 3.0 0.35 0.9 0.25 0.6 0.3 0.3 合計（萬）0.4 10 6 3.5 3.6 2.5 0.6 0.3 0.3

由以上可以看出，濕地植被需投資27.2萬左右（浮萍可就地獲得，未計入總成本）。

六、管理及勞動定員

（一）、管理重點

1、配水問題，潛流方便；

2、潛流濕地考慮砌隔墻，使流態接近理想推流；

3、通風問題；

4、回流，各個構筑物最好能設回流管，以免檢修時能排空池體中的水；

5、污水管沒有90度彎頭，用45度斜管接，污水里面雜質多，以讓污水排的更流暢；

6、及時清洗填料，嚴格防止潛流堵塞；

7、及時收割填料上的植被。

（二）、勞動定員

由于人工濕地相對污水處理廠管理方便，運營成本大幅度下降，勞動定員可初定為3人（1000元/月.人）即可。

七、工程數量

挖方：Q11=L×B×H=450m×45m×0.9m+80m×45m×1.5m=23625 m3；

填方：Q12 =80m×45m×1.2m+450m×45m×0.6m=16470 m3；

道路 Q13=L×B×H=（530×2+45×2）m×6m×0.4m=2760 m3；

集水井 Q14=L×B×H=10m×8m×5m=400 m3；

出水井 Q15=L×B×H=10m×8m×4m=320m3；

基質（混凝土）：Q16 =L×B×H=530m×45m×0.3m=7155 m3；

工程量為Q=Q11+ Q12+ Q13+ Q14+ Q15 =43575 m3；Q16為底層基質（防滲層）。

八、主要經濟指標

工程總投資448.6萬元，其組成如下：

植被：27.2萬；

土方：43575 m3×40元/立方（計機械）=174.3萬；

基質（混凝土）: 7155 m3×200元/ m3=143.1萬；

設備安裝及人工：（174.3+143.1）×25%=79.4萬；

運輸費用：（174.3+143.1+27.2）×1%=3.4萬；

工程管理費用：（174.3+143.1+27.2+3.4+79.4）×2.5%=10.6萬；

不可預見費用：（174.3+143.1+27.2+3.4+79.4）×2.5%=10.6萬.由以上可以得知：

人工濕地單位水量投資 897.2元/ m3

單位水用電量 0.0528千瓦時/ m3

單位水量正常運營成本 0.0628元/立方=0.0428元/ m3+0.02元/ m3