第一篇：人工濕地污水處理技術(shù)[大全]

人工濕地技術(shù)是為處理污水而人為地在有一定長(zhǎng)寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料（如礫石等）混合組成填料床，使污水在床體的填料縫隙中流動(dòng)或在床體表面流動(dòng)，并在床體表面種植具有性能好，成活率高，抗水性強(qiáng)，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，美觀及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物（如蘆葦，蒲草等）形成一個(gè)獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)體系。

人工濕地去除的污染物范圍廣泛，包括N，P，SS，有機(jī)物，微量元素，病原體等。有關(guān)研究結(jié)果表明，在進(jìn)水濃度較低的條件下，人工濕地對(duì)BOD5的去除率可達(dá)85%――95%，COD去除率可達(dá)80%以上，處理出水中BOD5的濃度在10mg/l左右，SS小于20mg/l。(2)廢水中大部分有機(jī)物作為異樣微生物的有機(jī)養(yǎng)分，最終被轉(zhuǎn)化為微生物體及CO2，H2O。

人工濕地面積可視情況而言，可在市郊結(jié)合部，也可在污水處理廠(chǎng)出水的附近建造。一些人工濕地屬預(yù)處理型，在那些目前還不具備建造污水處理廠(chǎng)的城鄉(xiāng)結(jié)合部建造人工濕地，將生活污水排入，利用所種植物對(duì)其進(jìn)行處理，然后再排入自然水系，保護(hù)水體；還有些濕地屬于加強(qiáng)型，在污水處理廠(chǎng)附近建造人工濕地，將污水處理廠(chǎng)處理過(guò)的水引入，再經(jīng)過(guò)人工濕地的加強(qiáng)處理，提高其水質(zhì)，然后排入自然水系，作為其補(bǔ)充水源。

根據(jù)濕地中主要植物形式人工濕地可分為：

1、浮游植物系統(tǒng)；

2、挺水植物系統(tǒng)；

3、沉水植物系統(tǒng)。其中沉水植物系統(tǒng)還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，其主要應(yīng)用領(lǐng)域在于初級(jí)處理和二級(jí)處理后的精處理。浮游植物主要用于N，P去除和提高傳統(tǒng)穩(wěn)定塘效率。目前一般所指人工濕地系統(tǒng)都是指挺水植物系統(tǒng)。挺水植物系統(tǒng)根據(jù)廢水流經(jīng)的方式，可分為表面流濕地(SFW)、潛流濕地(SSFW)、立式流濕地(VFW)。(3)表面流濕地和立式流濕地因環(huán)境條件差(易孳生蚊蟲(chóng))，處理效果受氣溫影響較大以及對(duì)基建要求較高，現(xiàn)多不再采用。故人工濕地大部分采用潛流式濕地系統(tǒng)。

人工濕地污水處理系統(tǒng)是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：①建造和運(yùn)行費(fèi)用便宜；②易于維護(hù)，技術(shù)含量低；③可進(jìn)行有效可靠的廢水處理；④可緩沖對(duì)水力和污染負(fù)荷的沖擊；⑤可提供和間接提供效益，如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙?jiān)稀⒔ú摹⒕G化、野生動(dòng)物棲息、娛樂(lè)和教育。但也有不足：①占地面積大；②易受病蟲(chóng)害影響；③生物和水力復(fù)雜性加大了對(duì)其處理機(jī)制、工藝動(dòng)力學(xué)和影響因素的認(rèn)識(shí)理解，設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)不精確，因此常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)使出水達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或不能達(dá)標(biāo)排放，有的人工濕地反而成了污染源。另外，據(jù)已有數(shù)據(jù)，當(dāng)上下表面植物密度增大時(shí)，人工濕地系統(tǒng)處理效率提高，在達(dá)到其最優(yōu)效率時(shí)，需2～3個(gè)生長(zhǎng)周期，所以需建成幾年后才達(dá)到完全穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，目前人工濕地技術(shù)最大問(wèn)題在于缺乏長(zhǎng)期運(yùn)行系統(tǒng)的詳細(xì)資料。

總得來(lái)說(shuō)，人工濕地污水處理系統(tǒng)是一種較好的廢水處理方式，特別是它充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)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(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，比較適合于處理水量不大、水質(zhì)變化不很大、管理水平不很高的城鎮(zhèn)污水，如我國(guó)農(nóng)村中、小城鎮(zhèn)的污水處理。人工濕地作為一種處理污水的新技術(shù)有待于進(jìn)一步改良，有必要更細(xì)致地研究不同地區(qū)特征和運(yùn)行數(shù)據(jù)以便在將來(lái)的建設(shè)中提供更合理的參數(shù)。

第二篇：人工濕地污水處理技術(shù)

人工濕地污水處理工藝設(shè)計(jì)與研究設(shè)想

摘要：人工濕地作為一種新型生態(tài)污水處理技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了快速發(fā)展。為了適應(yīng)我國(guó)對(duì)這一技術(shù)的迫切需要，本文介紹了目前人工濕地污水處理的工藝結(jié)構(gòu)、基本設(shè)計(jì)方法，闡述了人工濕地污水處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及存在的若干問(wèn)題，并提出了開(kāi)展人工濕地工藝設(shè)計(jì)研究的一些設(shè)想。

關(guān)鍵詞：人工濕地；污水處理；工程設(shè)計(jì)

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(lái)，各種水處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中取得了不斷的發(fā)展，特別是作為二級(jí)處理的活性污泥法以其工藝相對(duì)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好而成為城市污水處理的主流工藝，但傳統(tǒng)的活性污泥不僅基建投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，且主要以去除碳源污染物為目的，對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除則微乎其微，經(jīng)處理后的出水排入水體后仍將引起“富營(yíng)養(yǎng)化”等環(huán)境問(wèn)題。三級(jí)處理雖可解決上述問(wèn)題，但因投資和運(yùn)行費(fèi)用昂貴而難以大面積推廣。同時(shí)事實(shí)也說(shuō)明，單純依靠傳統(tǒng)的人工處理方法在我國(guó)當(dāng)前的情況下尚難以從根本上解決水污染問(wèn)題，只能延緩其發(fā)展趨勢(shì)。70年代以來(lái)，人工濕地處理技術(shù)的提出和發(fā)展，為綜合解決上述問(wèn)題提供了一種新的選擇。

人工濕地是一種人工建造和監(jiān)督控制的與自然濕地相類(lèi)似的地面，是人為地將石、砂、土壤等一種或幾種介質(zhì)按一定比例構(gòu)成基質(zhì)，并有選擇性地植入植物的污水處理生態(tài)系統(tǒng)[1]。由于人工濕地具有處理效果好、建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低、易于維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)[2,5 ]，因而受到世界各國(guó)的普遍重視，成為近年來(lái)發(fā)展較快的一種污水處理新技術(shù)[6]。

但是，由于人工濕地污水處理技術(shù)還處于開(kāi)發(fā)階段，尤其在我國(guó)人工濕地污水處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用時(shí)間還相對(duì)較短，還沒(méi)有比較成熟的設(shè)計(jì)參數(shù)，其工藝設(shè)計(jì)也還處于試驗(yàn)階段；人們對(duì)其的認(rèn)識(shí)較少，加之存在許多亟待解決的問(wèn)題，因而人工濕地的應(yīng)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(tǒng)工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及存在的若干問(wèn)題的同時(shí)，提出一些開(kāi)展人工濕地工藝設(shè)計(jì)研究的設(shè)想和展望，以供廣大環(huán)境保護(hù)工作者參考。人工濕地的類(lèi)型與工藝流程

人工濕地系以人工建造和監(jiān)督控制的、與沼澤地相類(lèi)似的地面，通過(guò)自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物三者協(xié)同作用以達(dá)到對(duì)污水的凈化。此種濕地系統(tǒng)是在一定長(zhǎng)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(dòng)，并在床體表面種植具有處理性能好、成活率高、抗水性強(qiáng)、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、美觀及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物，形成一個(gè)獨(dú)特的動(dòng)、植物生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)廢水進(jìn)行處理[7]。

人工濕地按污水在其中的流動(dòng)方式可分為兩種類(lèi)型[7]：①自由水面人工濕地(簡(jiǎn)稱(chēng)FWS，或稱(chēng)地表徑流型人工濕地)，②潛流型人工濕地(簡(jiǎn)稱(chēng)SFS)。FWS系統(tǒng)中，廢水在濕地的土壤表層流動(dòng)，水深較淺(一般在0.3～0.6m)。與SFS系統(tǒng)相比，其優(yōu)點(diǎn)是投資省，缺點(diǎn)是負(fù)荷低。北方地區(qū)冬季表面會(huì)結(jié)冰，夏季會(huì)滋生蚊蠅、散發(fā)臭味，目前已較少采用。而SFS系統(tǒng)，污水在濕地床的表面下流動(dòng)，一方面可以充分利用填料表面生長(zhǎng)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(dòng)，保溫性好，處理效果受氣候影響較小，且衛(wèi)生條件較好，是目前國(guó)際上較多研究和應(yīng)用的一種濕地處理系統(tǒng)，但此系統(tǒng)的投資比FWS系統(tǒng)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(jìn)水式、回流式和綜合式4種，如圖1所示[7]。階梯進(jìn)水可避免處理床前部堵塞，使植物長(zhǎng)勢(shì)均勻，有利于后部的硝化脫氮作用；回流式可對(duì)進(jìn)水進(jìn)行一定的稀釋?zhuān)黾铀械娜芙庋醪p少出水中可能出現(xiàn)的臭味。出水回流還可促進(jìn)填料床中的硝化和反硝化作用，采用低揚(yáng)程水泵，通過(guò)水力噴射或跌水等方式進(jìn)行充氧。綜合式則一方面設(shè)置出水回流，另一方面還將進(jìn)水分布至填料床的中部，以減輕填料床前端的負(fù)荷。實(shí)際設(shè)計(jì)中，人工濕地的運(yùn)行可根據(jù)處理規(guī)模的大小進(jìn)行多級(jí)串聯(lián)或附加必要的預(yù)處理、后處理設(shè)施構(gòu)成。這樣的多種方式的組合，一般有單一式、并聯(lián)式、串聯(lián)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(jìn)行串聯(lián)組合。

人工濕地污水處理系統(tǒng)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(jīng)沉淀處理的污水引入人工濕地，雖然首級(jí)人工濕地的COD、BOD、SS的去除率高，但容易引起堵塞等問(wèn)題，使維護(hù)費(fèi)用增加。因此，將沉淀池或穩(wěn)定塘作為人工濕地系統(tǒng)前處理是非常必要的。人工濕地一般工藝處理流程見(jiàn)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(jìn)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(lián)式；c.并聯(lián)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(tǒng)的設(shè)計(jì)

人工濕地污水處理技術(shù)還處于開(kāi)發(fā)階段，尤其在我國(guó)還沒(méi)有比較成熟的設(shè)計(jì)參數(shù)，其工藝設(shè)計(jì)也還處于試驗(yàn)階段。其設(shè)計(jì)受很多因素的影響，主要是：水力負(fù)荷、有機(jī)負(fù)荷、濕地床的構(gòu)造形式、工藝流程及其布置方式、進(jìn)出水系統(tǒng)的類(lèi)型和濕地所種植植物的種類(lèi)等。由于不同國(guó)家及地區(qū)的氣候條件、植被類(lèi)型以及地理?xiàng)l件各有差異，因而大多根據(jù)各自的情況，經(jīng)小試或中試取得相關(guān)數(shù)據(jù)后進(jìn)行設(shè)計(jì)[7]。

3.1 選址及污水量和污水水質(zhì)的確定

在人工濕地修建前，先進(jìn)行污水量的調(diào)查和污水水質(zhì)分析，確定處理規(guī)模以及有關(guān)污染物的去除率，設(shè)計(jì)處理后污水必須達(dá)到國(guó)家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。然后，根據(jù)地質(zhì)、地貌、水文、污水出口等自然狀況以及市政規(guī)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(kāi)挖土方量，有利于排水、降低投資且減少對(duì)周?chē)h(huán)境的影響；一般人工濕地應(yīng)建在非洪澇災(zāi)害區(qū)或則需考慮修建相應(yīng)的防洪措施；在房?jī)r(jià)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(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能增加濕地系統(tǒng)的生物多樣性，以提高濕地系統(tǒng)的處理性能，延長(zhǎng)其使用壽命。植物在碎石中為微生物提供場(chǎng)所，在整個(gè)濕地系統(tǒng)中占有重要的地位，因此應(yīng)慎重選擇。

總的來(lái)說(shuō)，選擇植物應(yīng)該滿(mǎn)足：(1)耐污能力和抗寒能力強(qiáng)，適宜于本土生長(zhǎng)，最好以本鄉(xiāng)土植物為主；(2)根系發(fā)達(dá)，莖葉茂密；(3)抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)；(4)有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)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?shù)母递^為發(fā)達(dá)，具有巨大比表面積的活性物質(zhì)，其生長(zhǎng)可深入到地下0.6～0.7m，具有良好的輸氧能力。種植蘆葦時(shí)，一般應(yīng)盡量選用當(dāng)?shù)靥J葦進(jìn)行移栽，即將有芽苞的蘆葦根分剪成10cm長(zhǎng)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(jié)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(dāng)?shù)乇韺油粒瑑?yōu)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(shè)表層土?xí)r，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(shè)，其鋪設(shè)厚度一般為0.4～0.7m，有時(shí)也采用粒徑在5～10mm或12～25mm石灰石填料。進(jìn)水配水區(qū)和出水集水區(qū)的填料常采用粒徑為60～100mm的礫石，分布于整個(gè)床寬。由于表層土壤在浸水后會(huì)有一定的下沉，因此，設(shè)計(jì)的填料表層標(biāo)高應(yīng)高出期望值10%～15%[7]。

3.4 基本技術(shù)參數(shù)的確定

主要是確定污染物負(fù)荷、停留時(shí)間、水深和所需的土地面積等技術(shù)參數(shù)，污水的特性、地理位置、氣候條件、人們的生活方式、經(jīng)濟(jì)和科技水平等均影響工藝參數(shù)的選擇。基本技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1[7]。

表1 人工濕地基本技術(shù)參數(shù)

設(shè)計(jì)參數(shù) 單位 FWS SFS

水力停留時(shí)間 d 4～15 4～15

水深 ft 0.3～2.0 1.0～2.5

BOD5 水力負(fù)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(shù)的確定

在人工濕地的設(shè)計(jì)中，濕地的長(zhǎng)寬比可按下列公式計(jì)算：

為保證廢水以推流方式流經(jīng)濕地，一般要求長(zhǎng)度應(yīng)＞20m，長(zhǎng)寬比L/W不應(yīng)過(guò)大，建議控制在3∶1以下，常采用1∶1，對(duì)于以土壤為主的系統(tǒng)，L/W比應(yīng)小于1∶1[1]。根據(jù)現(xiàn)有人工濕地的設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一般單個(gè)碎石床的長(zhǎng)度＜50m，寬度為25～30m，濕地床的深度一般根據(jù)水生植物自然根系的延伸程度來(lái)設(shè)計(jì)的，多數(shù)為0.6～0.7m。

3.4.2 FWS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[7]

由于廢水在人工濕地中流動(dòng)緩慢，故人工濕地通常可視作一級(jí)推流式反應(yīng)器，穩(wěn)態(tài)條件下可用以下反應(yīng)動(dòng)力學(xué)公式描述：

基于人工濕地的影響因素較為復(fù)雜，各國(guó)研究者對(duì)濕地床的尺寸提出了不同的計(jì)算方法。Reed建議FWS系統(tǒng)可用下列方程計(jì)算[8]：

Tchobanoglour建議，設(shè)計(jì)水溫為T(mén)時(shí)，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)可由下式確定[8]：

當(dāng)濕地床的底坡或水力坡度不小于1%時(shí)，上述方程可調(diào)整為： 對(duì)床表面積As，Kaklec和Knight建議用下式計(jì)算：

初步設(shè)計(jì)時(shí)，k值可取34m/y，背景BOD5值可由下式計(jì)算：。FWS系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷

隨廢水性質(zhì)和條件變化很大，其范圍在18～110kgBOD5(ha·d)。一般只作為設(shè)計(jì)校核的指標(biāo)，它的控制對(duì)維持系統(tǒng)好氧狀態(tài)及防止蚊蟲(chóng)、惡臭等非常重要。

FWS系統(tǒng)的水力負(fù)荷可達(dá)150～500m3/(ha·d)。在確定水力負(fù)荷的同時(shí)應(yīng)考慮氣候、土壤狀況、滲透系數(shù)和植被類(lèi)型等場(chǎng)地類(lèi)型，還應(yīng)考慮接納水體的水質(zhì)要求，尤其注意由于蒸發(fā)、蒸騰的失水量對(duì)夏季處理的影響及在干旱地區(qū)設(shè)計(jì)濕地的可行性[7]。在特殊情況下，要求濕地設(shè)計(jì)達(dá)到零排放時(shí)，濕地中的水主要通過(guò)蒸發(fā)、蒸騰、補(bǔ)充地下水或系統(tǒng)內(nèi)回用等途徑完成，這時(shí)水力負(fù)荷及水平衡計(jì)算是設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

3.4.3 SFS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[7]

1．濕地床坡度的確定。

在SFS系統(tǒng)中，水流有兩種流態(tài)，層流和紊流。當(dāng)濕地床中所用填料的粒徑不大，污水充滿(mǎn)整個(gè)填料縫隙并處于飽和狀態(tài)時(shí)水流為層流，此時(shí)填料床的坡度可用Darcy公式計(jì)算[8,10]：

對(duì)于其中的滲透系數(shù)Ks，到目前為止尚無(wú)準(zhǔn)確的測(cè)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(guó)的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為Ks不宜大于10-4m/s。

一般認(rèn)為當(dāng)濕地床中的滲流雷諾數(shù)Re大于1～10時(shí)，水流變?yōu)槲闪鳎藭r(shí)不宜用Darcy定律來(lái)描述了，尤其是當(dāng)采用的填料粒徑較大時(shí)，則需要考慮水流的擾動(dòng)作用了。此時(shí)宜用Ergun公式來(lái)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(jì)算[8]：

式中KT與溫度的關(guān)系為。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道和實(shí)際試驗(yàn)，某一特定SFS系統(tǒng)的K20與床

體填料的孔隙率n有關(guān)，關(guān)系式為，對(duì)典型城市污水取K0=1.839d-1，高濃度有機(jī)工業(yè)廢水

K0=0.198d-1。

英國(guó)人Kitkutb推薦用下列公式計(jì)算表面積：

。附－符號(hào)說(shuō)明：

Ac，As—濕地床的橫截面積，表面積，m2； Se，So—進(jìn)水、出水BOD5，mg/L； Q—平均設(shè)計(jì)流量，m3/d； Ks—滲透系數(shù)，m3/(m2·d)；

K20，KT—溫度20℃，T℃時(shí)的速率常數(shù)，d-1；

Ko—某一填料中植物根系充分發(fā)展后的最佳速率常數(shù)，d-1； L—濕地床長(zhǎng)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(zhǎng)度通常定為20～50m，過(guò)長(zhǎng)易造成濕地床中的死區(qū)，且使水位難于調(diào)節(jié)，不利于植物的栽培。床橫截面面積與溫度、有機(jī)負(fù)荷無(wú)關(guān)，只受填料的水力學(xué)特性影響。在借鑒有關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上人們建議，通過(guò)填料橫截面的平均流速Q(mào)/Ac以不超過(guò)8.6m/d為宜，以避免對(duì)填料根莖結(jié)構(gòu)的破壞。

3．濕地床深度的確定。

濕地床的設(shè)計(jì)深度，一般要根據(jù)所栽種的植物種類(lèi)及其根系的生長(zhǎng)深度來(lái)確定，以保證濕地床中的必要的好氧條件。對(duì)于蘆葦濕地系統(tǒng)，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(jī)工業(yè)廢水的處理時(shí)，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(yùn)行的初期應(yīng)適當(dāng)將水位降低以促進(jìn)植物根系向填料床的深度方向生長(zhǎng)，濕地床的底坡一般在1%或稍大些，最大可達(dá)8%，具體應(yīng)該根據(jù)填料性質(zhì)及濕地尺寸加以確定，如對(duì)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(tǒng)各單元的設(shè)計(jì)參數(shù)。

表2 深圳白泥坑人工濕地系統(tǒng)各單元的設(shè)計(jì)參數(shù) 項(xiàng)目 單元 長(zhǎng)/ 個(gè)數(shù) m

寬/ m

碎石粒徑/ 碎石層厚/ mm

cm

池底坡度/ %

水力負(fù)荷/(m3/m3·d)

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

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

第三級(jí) 3 30 19

0（停留4天）

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

3.5 進(jìn)出水系統(tǒng)的布置

濕地床進(jìn)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)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(shè)于床面上或埋于床面以下，埋于床面下的缺點(diǎn)是配水調(diào)節(jié)較為困難。多孔管設(shè)于床面上方時(shí)，應(yīng)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(shí)應(yīng)定期清理沉淀物和雜草等，保證系統(tǒng)配水的均勻性。系統(tǒng)的進(jìn)水流量可通過(guò)閥或閘板調(diào)節(jié)，過(guò)多的流量或緊急變化時(shí)應(yīng)有溢流、分流措施。

濕地出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可采用溝排、管排、井排等方式，合理的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮受納水體的特點(diǎn)、濕地系統(tǒng)的布置及場(chǎng)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(shè)穿孔集水管，并設(shè)置旋轉(zhuǎn)彎頭和控制閥門(mén)。對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)，進(jìn)、出水管的設(shè)置須考慮防凍措施，并在系統(tǒng)的必要部位設(shè)置控制閥和放空閥。

3.6 濕地的水位控制

通常，濕地進(jìn)水的水位是不變的，為使污水在床體內(nèi)以推流式流動(dòng)，須對(duì)床層的水位加以控制。通常，SFS系統(tǒng)對(duì)水位的控制有幾點(diǎn)要求：①在系統(tǒng)接納最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，濕地進(jìn)水端不出現(xiàn)雍水，以防發(fā)生表面流；②在系統(tǒng)接納最小設(shè)計(jì)流量時(shí)，出水端不出現(xiàn)填料床面的淹沒(méi)，以防出現(xiàn)表面流；③為了利于植物的生長(zhǎng)，床中水面浸沒(méi)植物根系的深度應(yīng)盡量均勻，并盡量使水面坡度和底坡基本一致[7]。當(dāng)出水端控制水面時(shí)，床堤的底坡選擇對(duì)工程造價(jià)和水流流態(tài)有較大影響。因此，濕地床的底坡應(yīng)盡可能地與床體的水面線(xiàn)坡度一致，且濕地床的長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，過(guò)長(zhǎng)易增加植物浸沒(méi)深度的不均勻性，同時(shí)水流易形成大片的死區(qū)，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?jié)竦叵到y(tǒng)因滲漏而造成地下水污染，要求在工程時(shí)盡量保持原土層，并在原土層上設(shè)置防滲層。防滲層的設(shè)置方法有多種，如采用厚度為0.5～1.0mm的高密度聚乙烯樹(shù)脂，或油毛氈密封鋪墊等，為防止床體填料尖角對(duì)薄膜的損壞，施工時(shí)可在塑料薄膜上預(yù)鋪一層細(xì)砂。存在的問(wèn)題與研究設(shè)想

在我國(guó)，人工濕地污水處理技術(shù)還處于開(kāi)發(fā)階段，還沒(méi)有成熟的設(shè)計(jì)參數(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)也還處于試驗(yàn)階段，其中存在的很多問(wèn)題都有待研究和解決。

4.1 存在的問(wèn)題

人工濕地污水處理技術(shù)中存在的問(wèn)題可以概述如下：

（1）人工濕地的基質(zhì)種類(lèi)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(zhì)中的某些化學(xué)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(lèi)單一，常用的濕地植物主要為蘆葦、菖蒲、香蒲等挺水植物，實(shí)際應(yīng)用中只選用其中的一種或幾種植物，這樣必然影響系統(tǒng)的處理效果。

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

（4）污水在人工濕地中運(yùn)行情況相當(dāng)復(fù)雜，給人們對(duì)其水力學(xué)特征的研究帶來(lái)了很大困難，一些工藝參數(shù)只能依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因而導(dǎo)致了系統(tǒng)水力學(xué)設(shè)計(jì)不合理，出水效果不理想。

（5）目前關(guān)于人工濕地污染物降解動(dòng)力學(xué)的研究雖已取得一定進(jìn)展[11,12]，但采用的模型都是濕地床的靜態(tài)宏觀模型，沒(méi)有考慮傳質(zhì)效率，即沒(méi)有考慮污染物從液相遷移到生物膜過(guò)程中的阻力，難以反映人工濕地的真實(shí)情況。（6）人工濕地類(lèi)型單一，對(duì)含特殊污染物或污染負(fù)荷比較高的水體難以達(dá)到處理效果。

第三篇：人工濕地污水處理技術(shù)研究進(jìn)展

人工濕地污水處理技術(shù)研究進(jìn)展

［摘要］文章對(duì)人工濕地污水處理技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，闡述了人工濕地污水處

理技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容及進(jìn)展，包括人工濕地對(duì)污染物的去除機(jī)理、去除效率研究，影響人工濕地處理效率的因素研究。根據(jù)人工濕地在污水處理中的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，指出了今后的研究 方向。

［關(guān)鍵詞］人工濕地；污水處理；研究進(jìn)展

［中圖分類(lèi)號(hào)］X52 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］C ［文章編號(hào)］1002－0624（2011）06－0052－03 濕地是地球上水陸生態(tài)系統(tǒng)中獨(dú)特的、重要的生物生存環(huán)境和最富生物多樣性的自然生態(tài)景觀之一。它在抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、改善氣候、控制污染、美化環(huán)境和維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡等方面具有非常重要的作用，被譽(yù)為“自然之腎”。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀概述

1953 年，德國(guó)Max Planck 研究所的Dr.Kathe Seidel 博士在研究中發(fā)現(xiàn)蘆葦能夠去除污水中大量的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)，隨后開(kāi)發(fā)出Max—Planck Institute Process 系統(tǒng)。1977 年由 Kickuth 提出了“根區(qū)法”(采用栽種蘆葦?shù)乃綕摿鳚竦厥褂袡C(jī)物降解，硝化反硝化去除N，沉淀去除P)，標(biāo)志著人工濕地污水處理機(jī)理的初步萌芽。與此同時(shí)，美國(guó)的國(guó)家空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究開(kāi)發(fā)了“厭氧微生物和蘆葦處理污水”復(fù)合系統(tǒng)。此后，人工濕地處理污水技術(shù)不斷完善，并于20 世紀(jì)80，90 年代在歐洲、美國(guó)、加拿大、日本等地得到了廣泛的應(yīng)用。

按照工程設(shè)計(jì)和水體流態(tài)的差異，人工濕地污水處理系統(tǒng)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(lèi)型，各類(lèi)型在運(yùn)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(zhì)作填料，造價(jià)較低，但水力負(fù)荷較低，該類(lèi)型在美國(guó)、加拿大、新西蘭、瑞典等國(guó)有較多分布。水平潛流濕地的保濕性較好，對(duì)有機(jī)物和重金屬等去除效果好，受季節(jié)影響小，目前在歐洲、日本應(yīng)用較多。垂直流濕地綜合了前兩者的特點(diǎn)，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(jí)污水處理廠(chǎng)出水，目前已被國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者或工程技術(shù)人員，經(jīng)過(guò)工藝改進(jìn)或者與其他系統(tǒng)進(jìn)行組合后用于農(nóng)業(yè)面源污染、城市或公路徑流等非點(diǎn)源污染的治理[2]。此外，最近發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到利用人工濕地處理特殊工業(yè)廢水方面。將人工濕地用于處理特殊工業(yè)廢水，這是人工濕地未來(lái)發(fā)展的一個(gè)新特點(diǎn)和趨向[3]。

我國(guó)進(jìn)行濕地處理系統(tǒng)研究較晚，在“七五”期間才開(kāi)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(yīng)用正方興未艾。繼天津市環(huán)保所建成的我國(guó)第一個(gè)蘆葦濕地工程之后，1989 年于北京昌平區(qū)、1990 年于深圳白泥坑等地建成了濕地處理系統(tǒng)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(guó)家環(huán)保局華南環(huán)保所與深圳東深供水局建立了人工濕地示范工程，處理規(guī)模為3 100m3/d，其出水達(dá)到了二級(jí)處

理水平。1999 年，漳州市天寶造紙廠(chǎng)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(jìn)行廠(chǎng)外廢水治理，處理后出水灌溉香蕉園，實(shí)現(xiàn)了廢水不外排，具有農(nóng)業(yè)生態(tài)特征的廢水治理模式，為我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)造紙企業(yè)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(chǎng)在江蘇泅洪縣竣工,深圳市、沈陽(yáng)市、上海市也在開(kāi)展積極的設(shè)計(jì)、規(guī)劃工作。研究?jī)?nèi)容

2.1 人工濕地污染物的去除機(jī)理

人工濕地污染物的去除機(jī)理研究仍處于起步階段，人工濕地污水處理普遍認(rèn)同的機(jī)理是硝化反硝化去除N，沉淀去除P 的概括性描述，進(jìn)一步研究難度很大，因?yàn)樯婕暗缴铩⑽锢怼⒒瘜W(xué)等多個(gè)學(xué)科，而且難以從微觀角度定量化。

去除機(jī)理主要包括微生物、植物、土壤對(duì)污染物的去除機(jī)理。人工濕地有機(jī)物降解的基礎(chǔ)機(jī)制是微生物的硝化和反硝化活動(dòng)，豐富的微生物資源為濕地污水處理系統(tǒng)提供了足夠的分解者。濕地植物對(duì)氮的去除主要通過(guò)以下途徑：氨的揮發(fā)作用、NH4+的陽(yáng)離子交換作用、吸收、硝化和反硝化作用等。濕地植物對(duì)磷化物的處理除作為營(yíng)養(yǎng)成分吸收外，還可以通過(guò)在苗床基質(zhì)中的吸附、絡(luò)合和沉淀反應(yīng)來(lái)去除。濕地土壤對(duì)有毒物質(zhì)的“凈化”機(jī)理，主要是通過(guò)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(shí)現(xiàn)的。

2.2 人工濕地處理污水的效率

1）對(duì)有機(jī)物的去除效率。綜合國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者對(duì)人工濕地凈化城市污水的研究數(shù)據(jù)，在進(jìn)水濃度較低的情況下，人工濕地對(duì)BOD5 的去除率可達(dá)85%～95%，對(duì)COD 的去除率可達(dá)80%，處理出水BOD5 的濃度在10 mg/L 左右，SS 小于20mg/L[5]。

2）對(duì)氮的去除效率。廢水中的氮以無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮兩種形式存在，無(wú)機(jī)氮可以被人工濕地中的植物吸收，合成植物蛋白質(zhì)，植物的收割對(duì)濕地系統(tǒng)除氮有直接貢獻(xiàn)，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(tǒng)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(tǒng)中的硝化作用強(qiáng)度。還有研究發(fā)現(xiàn)，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(huì)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(shí)不利于反硝化作用的進(jìn)行，當(dāng)比值上升到2.3 時(shí)，反硝化率達(dá)到最大值。

3)對(duì)磷的去除效率。在人工濕地中磷主要是通過(guò)基質(zhì)的吸附、絡(luò)合及與Ca，Al，F(xiàn)e 和土壤顆粒的沉淀反應(yīng)及泥炭累積，植物的吸收，微生物去除等作用而去除。據(jù)資料顯示，人工濕地對(duì)各種類(lèi)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(lèi)型。人工濕地的類(lèi)型不同對(duì)不同污染物的去除效率也有差異。水平潛流濕地對(duì)BOD，COD 等有機(jī)物和重金屬的去除效果較好，垂直流濕地對(duì)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(jié)合起來(lái)的復(fù)合濕地，去污效率會(huì)進(jìn)一步提高[7]。

2）濕地植物種類(lèi)。一般來(lái)說(shuō)，植物的生物量較大、根系比較發(fā)達(dá)、根系的輸氧能力比較強(qiáng)的話(huà)，其凈化能力就比較強(qiáng)[7]。其次，不同的植物對(duì)污染物的去除速率也不相同，日本學(xué)者對(duì)不同的植物去除氮和磷的速率進(jìn)行了研究。

3）基質(zhì)類(lèi)型。一般來(lái)說(shuō)，含有機(jī)質(zhì)豐富的基質(zhì)有助于吸附各種污染物；土壤基質(zhì)的去污能力不如礫石基質(zhì)[3]；含CaCO3較多的石灰石基質(zhì)可以有效地去除磷，沸石-石灰石組合的基質(zhì)可以有效地去除TN，TP [6]；煤渣-草炭基質(zhì)對(duì)磷具有較強(qiáng)的吸附能力，在不種植濕地植物的情況下對(duì)TP 的去除率可達(dá)到77.6%～85.0%，可以作為垂直流人工濕地系統(tǒng)的特殊基質(zhì)；花崗巖-粘性土壤基質(zhì)能高效地去除污水中的磷，對(duì)TP 的去除能力可達(dá)90%[5]。

4）濕地中微生物種類(lèi)和數(shù)量。廢水中各類(lèi)污染物的去除與濕地系統(tǒng)中生長(zhǎng)的微生物種類(lèi)和數(shù)量有關(guān)，相關(guān)系數(shù)的大小可以反映某一類(lèi)微生物對(duì)某一類(lèi)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(guān)性，說(shuō)明人工濕地微生物系統(tǒng)對(duì)BOD 和COD 去除率的貢獻(xiàn)；廢水中NH4-N 的去除與硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌都有明顯的相關(guān)性，說(shuō)明硝化和反硝化作用是人工濕地系統(tǒng)去除氮的主要方式；廢水中磷的去除與濕地中的各類(lèi)微生物均不具有明顯的相關(guān)性，這說(shuō)明微生物不是人工濕地系統(tǒng)中去除的磷主要因素；廢水中總大腸桿菌的去除與放線(xiàn)菌和原生動(dòng)物的數(shù)量有明顯的相關(guān)性，這說(shuō)明人工濕地系統(tǒng)中的放線(xiàn)菌和原生動(dòng)物是去除大腸桿菌的主要作用者[6]。

5）環(huán)境因子的影響與管理措施。溫度、水力停留時(shí)間、水力負(fù)荷、濕地的運(yùn)行管理等均會(huì)對(duì)人工濕地的去污效果產(chǎn)生影響。水溫在20～25 ℃時(shí)生物去污的效果最好，低于10 ℃時(shí)，處理效果會(huì)明顯下降。因此，夏天的處理效果會(huì)好于冬天[9]。有研究表明，細(xì)菌的反硝化作用受溫度影響，在10～30℃范圍內(nèi)，高溫有利于反硝化。但溫度高于30 ℃，則會(huì)對(duì)硝化反硝化過(guò)程產(chǎn)生抑制作用[7]。也有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)濕地運(yùn)作一段時(shí)間（如3 年）后，去污效果基本不再受環(huán)境因子（如溫度、污水流量等）影響。人工濕地污水處理技術(shù)研究展望

1）進(jìn)一步加強(qiáng)人工濕地處理污水機(jī)理的研究。人工濕地處理污水的機(jī)理非常復(fù)雜，設(shè)計(jì)的范圍也很廣。目前，雖然有些機(jī)理研究已經(jīng)得到初步的認(rèn)可，但仍然存在很多問(wèn)題需要進(jìn)一步研究，如污水中的有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)污染物、金屬污染物的去除過(guò)程與機(jī)理；根際微生態(tài)系統(tǒng)的綜合作用；有機(jī)物、無(wú)機(jī)化合物和金屬離子在濕地系統(tǒng)內(nèi)的相互作用及其對(duì)植物、微生物和土壤的影響等[9]。

2）人工濕地處理農(nóng)村污水示范研究。人工濕地在解決我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染和農(nóng)村生活污水方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)加大人工濕地處理農(nóng)村污水示范研究，探討適合我國(guó)國(guó)情的農(nóng)村污水處理方式，并通過(guò)集成示范，查找技術(shù)中存在的問(wèn)題，為進(jìn)一步大范圍推廣打下良好的基礎(chǔ)，3）濕地系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)用研究。①加強(qiáng)濕地植物的篩選工作，選擇一些耐污能力強(qiáng)，去污效果好的濕地植物，同時(shí)加強(qiáng)多種植物的合理搭配的研究。

②重點(diǎn)研究在提高人工濕地氧化硝化能力的同時(shí)如何提高其反硝化能力，解決硝態(tài)氮的高效去除問(wèn)題。③填料的類(lèi)型直接影響濕地系統(tǒng)的凈化能力，尤其是對(duì)磷的去除。加強(qiáng)填料的篩選

和如何防止填料堵塞，是今后應(yīng)該優(yōu)先考慮的工作。結(jié)語(yǔ)

人工濕地系統(tǒng)是一個(gè)完整的人造生態(tài)系統(tǒng)，它形成了良好的生態(tài)循環(huán)，不僅具有較好的污水凈化效果，而且具有較好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。目前發(fā)達(dá)國(guó)家已用人工濕地處理各種類(lèi)型的廢水，發(fā)展中國(guó)家發(fā)展也應(yīng)大力發(fā)展人工濕地技術(shù)，在我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)得到越來(lái)越廣的應(yīng)用。

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第四篇：人工濕地生活污水處理技術(shù)

人工濕地生活污水處理技術(shù)

(一)基本概念

人工濕地實(shí)質(zhì)是一個(gè)綜合生態(tài)系統(tǒng)，主要應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)共生物種的能量和物質(zhì)循環(huán)的再生作用，在促進(jìn)廢水中污染物良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源生產(chǎn)潛力，獲得污水處理與資源化的最佳效益，防止污水對(duì)環(huán)境造成二次污染。

(二)技術(shù)原理

人工濕地污水處理技術(shù)的原理是通過(guò)人工建造和控制來(lái)運(yùn)行與沼澤地類(lèi)似的地面，將污水有控制地投配到濕地上，使污水在濕地土壤縫隙和表面沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中，利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其生態(tài)系統(tǒng)的作用機(jī)理包括吸附、滯留、過(guò)濾、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、氧化還原、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類(lèi)動(dòng)物的其他作用等。

(三)系統(tǒng)分類(lèi)

人工濕地處理系統(tǒng)可以分為以下幾種類(lèi)型：自由水面人工濕地處理系統(tǒng)、潛流型人工濕地處理系統(tǒng)、垂直水流型人工濕地處理系統(tǒng)等。

系統(tǒng)去除的污染物范圍廣泛，包括N、P、SS、有機(jī)物、病原體等。在進(jìn)水濃度較低的條件下，人工濕地對(duì)BOD5的去除率可達(dá)85%～95%，COD去除率可達(dá)80%以上，出水中BOD5的濃度在10mg/L，SS小于20mg/L。廢水中大部分有機(jī)物作為異樣微生物的養(yǎng)分，最終被轉(zhuǎn)化為微生物有機(jī)體、CO2和H2O。

(四)技術(shù)特點(diǎn)

人工濕地處理系統(tǒng)同時(shí)具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合中、小型村莊生活污水的集中處理。

(五)適用范圍

1.人工濕地污水處理技術(shù)易受氣候條件影響，南北差異較大，北方大部分地區(qū)冬季溫度較低，難以維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行或保證污水處理效果。因此在選用該技術(shù)時(shí)，要選取合適的植物，并且要充分考慮項(xiàng)目地植物過(guò)冬問(wèn)題。

2.該處理技術(shù)適用于農(nóng)村集中式和分散式污水處理，根據(jù)各地土地充裕情況、居住方式和經(jīng)濟(jì)狀況而定。對(duì)于居住較為分散、土地寬裕的村莊，可選用分散式處理方式，以戶(hù)為單位，充分利用農(nóng)村零星空地，建設(shè)小規(guī)模濕地處理系統(tǒng)，可同時(shí)滿(mǎn)足凈化污水和美化環(huán)境的效果。集中式處理系統(tǒng)，更適宜于居住集中、土地有限的農(nóng)村，尤其是撤村并鎮(zhèn)和新建的農(nóng)村社區(qū)，各戶(hù)將污水通過(guò)管網(wǎng)或溝渠排入處理系統(tǒng)集中處理。

3.該技術(shù)對(duì)于項(xiàng)目地地形條件的要求較為寬松，設(shè)計(jì)時(shí)可因地制宜。

(六)注意事項(xiàng)

采用人工濕地處理技術(shù)，主要注意以下幾點(diǎn)：

1.人工濕地處理技術(shù)必須做好防滲系統(tǒng)，對(duì)于農(nóng)村地區(qū)濕地防滲可采用土工膜或三灰土夯實(shí)等簡(jiǎn)易實(shí)用的方法。

2.人工濕地植物的選取。濕地植物是濕地處理系統(tǒng)最明顯的生物特征，它是人工濕地的主要組成部分，在污水處理過(guò)程中起著重要作用。濕地植物選取時(shí)應(yīng)因地制宜，綜合考慮植物的以下特征：耐水、根系發(fā)達(dá)、多年生、耐寒、吸收氮、磷量大、兼顧觀賞性和經(jīng)濟(jì)性、要盡量選擇當(dāng)?shù)氐耐林N。目前，常用的有蘆葦、香蒲、菖蒲、美人蕉、風(fēng)車(chē)草、彩虹鳥(niǎo)、水竹、水蔥、大米草、鳶尾、蕨草、燈芯草等。

3.人工濕地植物栽種初期的管理主要保證其成活率。濕地植物栽種最好在春季，植物容易成活。如果不是在春季栽種而在冬季，應(yīng)做好防凍措施，在夏季應(yīng)做好遮陽(yáng)防曬。總之，要根據(jù)實(shí)際情況采取措施以確保栽種植物的成活率。

4.植物栽種初期為了使植物的根扎得比較深，需要通過(guò)控制濕地的水位，促使植物根莖向下生長(zhǎng)。

5.做好日常護(hù)理防止其他雜草滋生并及時(shí)清除枯枝落葉，防止腐爛污染。

6.對(duì)不耐寒的植物在冬季來(lái)臨之前要做好防凍措施或及時(shí)收割。

第五篇：人工濕地污水處理技術(shù)復(fù)習(xí)

《人工濕地污水處理技術(shù)》復(fù)習(xí)題

一、選擇題

1.濕地與森林、海洋一起并稱(chēng)為全球三大生態(tài)系統(tǒng)。

2.構(gòu)建人工濕地主要目的有四個(gè)：①?gòu)浹a(bǔ)或減小因農(nóng)業(yè)和城市發(fā)展造成的天然濕地的影響；②構(gòu)建水生系統(tǒng)，生產(chǎn)食物和纖維；③防洪；④進(jìn)行污水處理，改善水質(zhì)。3.防水材料可以是黏土、黏土和膨潤(rùn)土混合物，也可以是人工材料如PVC和HDPE等。4.浮水植物通過(guò)有效地接種浮游水生植物達(dá)到處理污水的目的。有風(fēng)信子和浮萍。5.浮水植物系統(tǒng)的自?xún)艄δ苤饕峭ㄟ^(guò)三種主要途徑實(shí)現(xiàn)的：

①通過(guò)寄居在懸浮在水體中植物根系上的和池底泥沙中的混合兼氧微生物的新陳代謝； ②對(duì)污水中固體和內(nèi)部產(chǎn)生大量生物的沉積截留；

③現(xiàn)存植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收及后期的收割。浮游水生植物系統(tǒng)對(duì)于減少BOD和懸浮固體總量尤其有效。通過(guò)反硝作用能有效地去除硝酸鹽中的氮。如果這些植物能定期收割，總氮和總磷就連續(xù)去除。

6.人工濕地中有機(jī)物分為顆粒性有機(jī)物和溶解性有機(jī)物。前者通過(guò)沉淀和過(guò)濾可迅速去除，而溶解性有機(jī)物則通過(guò)微生物作用降解。微生物降解有機(jī)物又分為好氧降解和厭氧降解。7.人工濕地除氮機(jī)理包括揮發(fā)、微生物轉(zhuǎn)化（氨化、硝化/反硝化）、植物吸收、介質(zhì)吸附和沉淀過(guò)濾等。除氮主要通過(guò)微生物硝化/反硝化作用完成。

8.濕地去除磷的主要機(jī)理為土壤或顆粒介質(zhì)的吸附、植物吸收和沉淀儲(chǔ)存。

9.潛流系統(tǒng)也可去除一定量的金屬，其主要去除機(jī)理為離子交換、植物吸收、化學(xué)沉淀和微生物氧化后的沉淀等。

10.濕地對(duì)磷的吸附能力取決于兩個(gè)因素：吸附位（正比于介質(zhì)顆粒的表面積）和PH值。11.含大量鈣的堿性濕地以及含高濃度鋁和鐵的酸性濕地對(duì)磷的吸附能力最強(qiáng)。12.濕地中細(xì)菌按形態(tài)分為四類(lèi)：球菌，桿菌，螺旋菌和絲狀菌。

13.濕地中真菌包括酵母菌和霉菌。所有的真菌都是異養(yǎng)菌，從有機(jī)物中獲得所需要的能量和碳。

14.研究證實(shí)，天然濕地中的總氮去除率變化很大，影響因素包括：總氮負(fù)荷率；氣候；植物群體構(gòu)成；土壤特征。

15.根據(jù)人工濕地的特點(diǎn)，22㎝高度以下基本屬厭氧區(qū)，受外界影響較小，而32㎝高度為根系區(qū)，因間歇運(yùn)行，在此高度存在大氣復(fù)氧，大氣復(fù)氧進(jìn)一步激發(fā)了微生物的活性。16.利用潛流濕地系統(tǒng)，可以采用特殊的粒狀填料業(yè)吸收和儲(chǔ)存大量的磷。如富含鐵、鉛的材料、石灰石填料和特制的黏土都可以用來(lái)作為填料提高磷的去除能力。

17.重金屬僅有很少部分以氣體形式去除，如汞和硒。

18.濕地中微生物對(duì)重金屬的調(diào)節(jié)作用是通過(guò)微生物生長(zhǎng)產(chǎn)生的硫化物沉淀來(lái)實(shí)現(xiàn)的。19.硫化物沉淀主要取決濕地土壤中S2-的形成，這需要厭氧環(huán)境和較低的氧化還原電位，此外還需要足夠的硫源以滿(mǎn)足金屬的需要。

20.污水中的病原菌分為五類(lèi)。病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、寄生蟲(chóng)。

二、填空題

1.我國(guó)在“七五”期間開(kāi)始人工濕地的研究。首例采用人工濕地處理污水的研究工作始于1989-1990年在北京昌平進(jìn)行的自由水面流人工濕地。

2.人工濕地與天然濕地的主要區(qū)別在于其陸源不同，人工濕地可建于高地或需要的地方，而天然濕地一般位于低洼區(qū)域。3.濕地的關(guān)鍵技術(shù)包括植物的生長(zhǎng)。

4.為防止在進(jìn)水口附近發(fā)生堵塞，進(jìn)水前必須設(shè)置預(yù)處理以降低總固體濃度，一般設(shè)置沉淀池即可。

5.濕地處理系統(tǒng)雖然是一個(gè)集植物、微生物于一體的獨(dú)特處理系統(tǒng)，但起主要作用的還是微生物。前期的COD去除主要靠過(guò)濾、吸附，濕地中微生物的生長(zhǎng)有一個(gè)產(chǎn)生、適應(yīng)和增殖過(guò)程。到后期，由于植物的生長(zhǎng)以及適應(yīng)性微生物的大量繁殖，COD降解主要以生物化學(xué)作用為主。

6.濕地中磷的去除有兩個(gè)重要物理過(guò)程：一種是以顆粒形式沉積于土壤中；另一種是以可溶性磷的形式被吸附。浮游生物腐爛后釋放分解為可溶性磷。

7.濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行人員，應(yīng)該通過(guò)預(yù)處理使進(jìn)水在排入濕地系統(tǒng)之前，使金屬的濃度減少到危險(xiǎn)水平以下。

8.金屬通過(guò)細(xì)根部到達(dá)植物體中，大多數(shù)在根部被攔截，少量的到達(dá)莖和葉部。9.研究表明，相同水力停留時(shí)間下，生長(zhǎng)植物的濕地去除細(xì)菌的能力要比氧化塘好。

三、簡(jiǎn)答題

1.濕地。

濕地系指天然的或人工的，長(zhǎng)久的或暫時(shí)的沼澤地、泥炭地或水域地帶，帶有或靜止或流動(dòng)、或?yàn)榈胂趟蛳趟w者，包括低潮時(shí)水深不超過(guò)6m的水域。此外，濕地可以包括鄰接性或常年積水地段，包括沼澤地、泥炭地、濕草甸、湖泊、河流及泛洪平原、河口三角洲、灘涂、珊瑚礁、紅樹(shù)林、水庫(kù)、池塘、水稻田及低潮時(shí)水深淺于6m的海岸帶等，均屬濕地范疇。

2.濕地的功能。

? ? ? ? ? ? ? ? ? 抵御洪水, 調(diào)節(jié)徑流 蓄洪防旱 控制污染 調(diào)節(jié)氣候 控制土壤侵蝕 促淤造陸 美化環(huán)境等

以上八個(gè)方面有其他系統(tǒng)不可代替的作用，被譽(yù)為“地球之腎”。

3.濕地植物具有哪些重要作用。

濕地植物具有三個(gè)間接的重要作用：①顯著增加微生物附著（植物的根莖葉）；②濕地中植物可將大氣氧傳輸至根部，使根在厭氧環(huán)境中生長(zhǎng)；③增加或穩(wěn)定土壤的透水性。植物通氣系統(tǒng)可向地下部分輸氧，根和根狀莖向基質(zhì)中輸氧，因此可向根際中好氧和兼氧微生物提供良好環(huán)境。植物的數(shù)量對(duì)土壤導(dǎo)水性有很大影響，蘆葦?shù)母伤蓜?dòng)土壤，死后可留下相互連通的孔道和有機(jī)物。不管土壤最初的孔隙率如何，大型植物可穩(wěn)根際的導(dǎo)水性相當(dāng)于粗砂2-5倍。而土壤、砂、礫石基質(zhì)可為植物提供物理支持，為各種復(fù)雜離子、化合物提供反應(yīng)界面，為微生物提供附著。水體可為動(dòng)植物、微生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

4.人工濕地處理系統(tǒng)的特點(diǎn)。

? 由預(yù)處理單元和人工濕地單元組成，通過(guò)合理設(shè)計(jì)處理效果可達(dá)到二級(jí)和高級(jí)水平。? 預(yù)處理主要去除粗顆粒和降低有機(jī)負(fù)荷。構(gòu)筑物包括雙層沉淀池、化糞池、穩(wěn)定塘或初沉池。? 人工濕地中的流態(tài)采用推流式、回流式、階梯進(jìn)水式或綜合式。5.人工濕地系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn).①建造和運(yùn)行費(fèi)用便宜；②易于維護(hù)，技術(shù)含量低；③可進(jìn)行有效可靠的污水處理；④可緩沖對(duì)水力和污染負(fù)荷的沖擊；⑤可直接和間接提供效益，如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙?jiān)稀⒔ú摹⒕G化、野生動(dòng)物棲息、娛樂(lè)和教育。但也有不足：①占地面積大；②設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)不精確；③生物和水力復(fù)雜性對(duì)重要工藝動(dòng)力學(xué)理解的缺乏；④易受病蟲(chóng)害的影響。人工濕地系統(tǒng)在達(dá)到其最優(yōu)效率時(shí)，需2-3個(gè)生長(zhǎng)周期。

6.人工濕地去除污染物的原理。

人工濕地是三個(gè)互相依存要素的組合體，即土壤、植物和微生物。生殖在土壤層中的微生物（細(xì)菌和真菌）在有機(jī)物的去除中起主要作用，濕地植物的根系將據(jù)氧氣帶入周?chē)耐寥溃h(yuǎn)離根部的環(huán)境處于厭氧，形成處理環(huán)境的變化帶，這就加強(qiáng)了人工濕地去除復(fù)雜污染物和難處理污染物的能力。大部分有機(jī)物的去除是靠微生物，但某些污染物如重金屬、硫、磷等可通過(guò)土壤、植物作用降低濃度。

7.人工濕地的構(gòu)造。

人工濕地生態(tài)系統(tǒng)主要有濕地床和透水性基質(zhì)、濕地植物、水體、好氧厭氧微生物種群和后生動(dòng)物組成。依據(jù)植物的存在狀態(tài)和水流狀態(tài)，可分為表面流濕地和潛流濕地，其中潛流濕地可分為水平流濕地和垂直濕地。人工濕地在運(yùn)行過(guò)程中，是通過(guò)土壤、植物、微生物三個(gè)相互依存的組合體，很好的對(duì)污水中SS、有機(jī)物、氮、磷、重金屬等污染物的去除。

論述題：人工濕地處理污水機(jī)理