4、i湿地总方案2

4.湿地公园设计方案第七小组引言良好的校园环境是校园文化底蕴的一个重要外在表现，而作为一所百年老校，我校更注重为学生提供良好的校园环境，让我校文化底蕴与文化气息展现出来。为了进一步营造良好的校园环境，饯行环境育人的教育理念，学校决定将近乎荒废的五山足球场改造为湿地公园，达到处理巢湖富营养化污水与美化校园的双重功效。巢湖概况巢湖是由我校绿榕园饭堂、校医院与竹园宾馆所包围的一个湖，湖水的污染主要来源于绿榕园饭堂与竹园宾馆的餐厅，其次是嵩山等生活的部分生活污水。以下是巢湖水质情况的有关数据：巢湖目前的水质情况（单位：mg/L）BOD5CODTP（总磷）TN（总氮）氨氮硝酸盐氮15.6664.370.213.100.391.35BOD一般指的是微生物可降解的有机物的量，即废水中可降解有机物的量。而COD包括一些不可降解的有机物和包括含硫化合物等在内的无机物，是作为水体被有机物污染程度的综合指标之一；COD包含了一切耗氧物质 一般清净河流的BOD5不超过2毫克升，若高于10毫克升，就会散发出恶臭味。而COD的地面水最高允许量也不超过25毫克升，下面是我国地面水环境质量标准中BOD5、COD的有关标准数据：参数类类类类类化学需氧量CODCr 15以下15以下152025生化需氧量(BOD5) 3以下34610 从上述数据对比可知，我校巢湖的BOD5，COD都大大超过了这些标准，说明了巢湖被有机物污染严重，BOD5、COD降低，成为了我们人工湿地系统处理标准一个指标。总磷、总氮方面，我校的巢湖目前的磷、氮含量都严重超标，属于富营养化的污染，故此，氮、磷的去除工作是我们将要设计的人工湿地的重要任务。而巢湖中的氨氮与硝酸盐氮浓度较低，没有超过有关标准，在这个处理中不是我们的主要处理对象。综合以上数据，在我们本次人工湿地的设计中，氮、磷的去除、BOD5、COD的降低是我们的主要任务，我们所作的有关设计都围绕这些而展开。湿地处理系统湿地处理系统是将污水有控制地投配到水分处于饱和状态、生长有沼泽生植物的土地上，污水在沿一定方向流动过程中，经耐水植物和土壤联合作用得到净化的一种土地处理系统。系统具有投资及运行维护管理方便、出水水质好等优点。自联邦德国1974年首领建造人工湿地系统以来，该工艺已在欧洲得到推广应用，在美国的加拿大等国也得以迅速发展。在湿地系统中溶解性BOD的去除主要是微生物的作用，反应所需氧主要来源于水面的复氧作用和植物根系的传氧作用。氮的去除机理主要包括植物的吸收、微生物的硝化/反硝化脱氮、氨的挥发。植物尽管能吸收一部分氮，但一般仅点投配量的8%-16%。硝化/反硝化脱氮是湿地除氮的主要机理。磷的去除机理主要有形成不溶性的钙、铁、铝等化合物的沉淀。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。湿地设计详细叙述前处理滤网 湖水进入湿地系统前就把大块污染物利用滤网阻隔，以免堵塞内部进水品，增加内部设置的负担。沉淀池 湖水中无机悬浮态污染物进入湿地系统，容易造成基质的堵塞，以致破坏整个湿地系统性的运行，因此湖水进入湿地系统前必须先把湖水中的无机悬浮态污染物沉淀下来，这样既减轻了湿地系统的负担，也起到保护湿地系统的作用。在沉淀池中加入絮凝剂能加快污染物的沉淀，且提高沉淀池的功效。研究表明利用有糖醛酸、中性糖和氨基糖的多糖絮凝剂处理河水，相比于海藻酸钠、明胶絮凝剂而言，絮团大、沉降快、上清液浊度低，而且处理后COD值最小。本小组的沉淀池是主要通过加入含有糖醛酸、中性糖和氨基糖的多糖絮凝剂，使湖水中的悬浮物得以沉淀，降低湖水浊度，同时絮凝剂的吸附作用有一定除磷效果，同时降低了COD的值。整个前处理过程过程图：上清液湖水入口湖水出口作用者植物人工湿地根据湿地系统中的主要植物形式可分为浮水植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统。在人工湿地污水处理处理系统中，水生植物特别是挺水植物是人工湿地处理系统的重要有机组成部分，植物除了对污染物直接吸收外，还有重要的间接的间接作用：将氧气从上部输送到植物根部，从而在植物根部附近形成一个好氧环境，而随着离根系距离的逐渐增大，湿地中依次出现缺氧、厌氧状态，这样的条件有利于硝化菌和反硝化菌的生长，进而增强湿地微生物的硝化和反硝化作用，提高污水中氮的净化效率。因此能否正确地选择植物将直接影响到氮的去除效果。鲁敏等研究了香蒲、美人蕉、灯芯草、芦苇、菖蒲、茭白、和黄花鸢尾这7种常见湿地植物对污水的处理效果。研究表明停留时间选择1d时，出水中的TP、TN浓度基本上已达到污水综合排放的标准（GB8978-19960，其中香蒲、美人蕉、黄花鸢尾、茭白、菖蒲的处理效果相对较好。Chris比较了流入污水的水质对湿地去除氮、磷的影响，结果发现人工湿地基质中氮、磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低18%-20%和20%-31%。香蒲还能较好地去除N和BOD5。而风车草在高COD值的污水中也能达到相当好的迁移N、P的效果，也能降低COD。结合资料与数据，本小组在这个人工湿地的设计中，主要应用了香蒲、美人蕉、茭白、灯芯草、风车草这几种植物作为湿地系统污水处理中的主要作用植物。在作物安排中，我们通过合理搭配提高净化能力，因为单一物种的净化能力总是有限的，通过植物的合理搭配，既有利于群落的快速形成，也具有较高污染物净化能力，还具有较高的观赏价值，同时对人工湿地杂草生物的抑制以及对减少残体对湿地植物生长的影响均有重要意义。其中鉴于香蒲、茭白、灯芯草、风车草这几种植物的高效除氮、磷作用，这几种植物将作为湿地系统中的第一级处理，以使水质满足接下来的人工湿地中的观赏作用。微生物利用人工湿地处理污水时，氮化合物的脱氮作用的磷化合物的转化等主要是由湿地植物根区的微生物活动来完成的，人工湿地中微生物的活动是废水中有机物降解的基础机制。植物根系将氧气输送到根区，形成了根表面的氧化状态，废水中大部分的有机物质在这一区域被好氧微生物分解成为CO2和水，氨则被这一区域的硝化菌硝化；离根表面较远的区域氧气浓度降低（属于兼性厌氧区），硝化作用仍然存在，但主要是先靠反硝化菌将有机物降解，并使氮素物质以氮气的形式释放到大气中。此处，可以通过植物根分泌物影响系统中微生物的特性进而影响系统的处理效果，系统中微生物的特性进而影响系统的处理效果，系统中微生物数量与净化效果呈显著正相关性。这些微生物主要指的是根系微生物，聚居在根际土壤，以根际分泌物为主要营养，其根分泌物能为土壤微生物提供大量的营养和能源物质。根际微生物不仅种类的数量远高于非根际微生物，而且其代谢活性也比非根际微生物高。项学敏等研究了湿地植物芦苇和香蒲根际微生物的数量、活性等特性、结果表明芦苇和香蒲具有明显的根际效应，根际微生物活性高于非根际微生物的活性，芦苇根际比香蒲更适合亚硝酸细菌的生长。基质不同的基质对人工湿地的处理效果影响较大。人工湿地的基质又称填料，一般由土壤、细砂、粗砂、砾石、灰渣及石灰石、沸石等组成，不同的基质对人工湿地的处理效果影响较大，并且某些基质的组合要优于单一基质的处理能力。因此，根据污水中的污染物种类、特征可以选取不同的基质或采用几种基质的组合。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；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；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%。加强对人工湿地基质的管理，上述人工湿地基质材料的使用一般不会造成水体二次污染。在综合考虑基质的处理能力与经济效益后，本小组决定在人工湿地中采用能有效去除TP、TN，颗粒较粗、滤过性较好的的基质，又由于潜流式湿地对BOD、COD等有机物和重金属有较好的去除效果，因此本小组的湿地结合了潜流式的湿地设计，提高磷的去除效率与其它净化能力。而粘土矿物有利于防止水体快速渗入地下，并可限制植物根系或根茎穿透，故这里采用粘土构筑湿地下层。附截面图：沸石-石灰石组合粘土矿物人工湿地公园内部详细结构以下是本小组对华南农业大学首个湿地公园的设计方案。根据我们的方案我们的整个湿地面积为16000平方米，主要以湿地净化水质为主，同时兼顾游玩散步的一些休闲的功能。因此，它是一种开放式的净化水体处理区。公园要突出通透疏朗、迎山纳水的特点，其是集休闲娱乐观赏于一身的综合性公园。公园的功能定位是净化水体、回归自然、科普教育、休闲游览。此次设计将公园打造成三级平台，把其划分为三部分。一级处理华农精神 第一层平台为40平方米大的基质层，计划利用其基质层和湿地植物的作用、颜色描绘出华南农业大学的校徽，以显我们学校的风采。在湖水经过预处理后进入第一层平台的时候，我们就先让水经过一排灯芯草。灯芯草吸油性强，可以用来进一步去除前处理后的水体，减低水的含油量，更有利植物的生长。而且灯芯草还有很好的经济效益，可以做药材、蜡烛、草皮做踏踏米、做工艺品，同时也是制造高级纸张的原料。经过灯芯草层后，根据校徽的形状，我们用颜色为嫩绿色的茭草来描绘校徽的绿色树苗的部分。决定选用茭草不仅因为它是绿色，还因为其适应能力强，根系发达，生长量大，营养生长和生殖生长并存，对N和P、K的吸取都比较丰富，所以其对去除经过预处理后的水里N、P有很好的作用。校徽上部红色的部分就用红色的美人蕉来表现出来。而且美人蕉能吸收二氧化硫、氯化氢、氮、磷等营养物质以及二氧化碳等有害物质,具有净化空气、保护环境的作用,将美人蕉种在湿地中,可以用来过滤水质.，使水质明显改善。而除了上面描述的那大的几部分用相对应的植物外，空余的土地就用芦苇来覆盖。它不仅仅是因为它的颜色比较浅，可以用来衬托正个校徽的显示，而更多的是因为有研究表明芦苇的根系复氧性能优于茭草，在湿地地床好氧部分适宜种植根系泌氧能力强的芦苇，它能创造出更好的好氧环境，能够更加有利于污水中的COD的降解，配合了茭草较强的对污水中N、P的吸附性，更有利于污水中N、P的去除。这种复合式植物床式组合能够比单一式的更能提高污水中COD和TN的降解。二级处理迷宫森林这是湿地公园的污水处理二级部分，这里主要处理在一级还没有处理完全的N 和P，在这一级我们运用美人蕉、风车草和香蒲，这三种植物的效果得到公认，并广泛运用于人工湿地。首先它们为其根区的异样微生物供应氧气，创造了一种富氧微环境，微生物在植物的根系上生长，增加废水中污染物的降解速度；在远离根区的地方为兼氧和厌氧微环境，有利于兼氧和厌氧净化作用；另外湿地植物的根系的生长可以疏松介质，有利于提高植被床的水利传导性能。香蒲又名蒲草,为香蒲科香蒲属多年生挺水或沼生植物,它根系发达，繁殖力强，具有发达的气组织，为人工湿地中常用的植物，特别对氮和磷的吸收有一定的作用，可以利用在氮磷较高的水中生长，利用它们，从而使水质变好，所以我们选择香蒲。除此之外，香蒲的外形也好看，肉穗花序奇特可爱,不仅为良好的插花材料,而且盆栽观赏价值也较高,为优良的水生观赏植物.通常株高13米,地下具肉质根茎.茎直立,粗壮;叶基生,长线形,宽13厘米;基部鞘状抱茎;花单性同株,肉穗花序呈蜡烛状,雌雄穗相连或分开.雄花序在上部,长413厘米,黄绿色、浅褐色至红褐色;雌花序在下部,长1015厘米,褐色至红褐色.子房线形,坚果褐色。一片看上去挺直清晰夺目，在一片绿叶中特别醒目。美人蕉又名红蕉、凤尾花，属美人蕉科多年生直立草本。根状呈茎块状，花大，红色，桔红色或带绿色；雄蕊5，退化成花瓣状，深红、桔红、深黄色不等，色彩艳丽。花期7至10月。美人蕉原产美洲，我国各地普遍栽培。它生长强健，体态大方美观，花朵艳丽，花色大红、鲜黄、火黄三种，姿态优美，花期较长，几乎是夏秋之花，是大型花坛的优良花卉。 美人蕉，不仅能美化人们的生活，而且又能吸收二氧化硫、氯化氢，以及二氧化碳等有害物质，抗性较好，叶片虽易受害，但在受害后又重新长出新叶，很快恢复生长。它的根部也有吸收氮磷的作用。由于它的叶片易受害，反应敏感，所以被人们称为监视有害气体污染环境的活的监测器。具有净化空气、保护环境作用。是绿化、美化、净化环境的理想花卉。所以，我们选择美人蕉。风车草的效用请参考前面的有关植物介绍。 最后我们的水质中的COD,氮磷的含量达到了国家地表水环境质量标准，而且可以排放到鄱阳湖。在整体设计上，我们把这两种植物设计成迷宫，一边以香蒲为主，一边则是美人蕉，一条小径引着大家走进我们尽心设计的“迷失森林”（详细的图请看设计图）。人们可以在这湿地公园发现这么一个好玩的地方，是不是很有趣？这是我们的一大特色，集实用，美观，娱乐于一身的公园。三级处理动人镜湖绿柳环绕、小桥流水、清风吹拂的美景是我们找梦想的休闲娱乐之地最佳选择。而在我们的湿地公园里，这一切都不是幻想，我们将一一地为你实现。我们的湿地公园的第三级在我们的设计下将是一个美丽舒适的休闲娱乐之地。清澈的小湖中间是一个小亭，小亭由一条用石柱砌成的小径连接着，一端用小坡连接着第二级迷宫，另一端通向整个湿地结构的出口。这条小径的巧妙之处不仅仅在于它的美观，还在于它可以把湖分成两边，我们在靠近二级处理的那一边种植了沉水植物穗花狐尾藻。穗花狐尾藻是能在水下生长并产生一定的除污效果。在水-土环境中，单一物质引起的污染很少，绝大多数污染是多种污染物质共存所造成的。经过利用碘量法测定溶解氧，研究氨氮与镉单一和复合作用对沉水植物穗花狐尾藻和轮叶黑藻光合能力的影响。结果显示氨氮浓度在4.0 mg?L-1时，对轮叶黑藻有较强的胁迫作用，表现为光合作用的产氧量与呼吸作用的耗氧量均下降，而此浓度对穗花狐尾藻没有表现出胁迫作用；当镉处理浓度为0.2 mg?L-1时，镉对2种沉水植物都表现出明显的胁迫效应，且对轮叶黑藻的胁迫作用更强；当镉与氨氮复合作用时，对轮叶黑藻产生联合毒害作用，但对穗花狐尾藻毒害作用较轻，可能原因是穗花狐尾藻所含的粗纤维比轮叶黑藻少，细胞壁上能结合重金属的位点较少，所以吸附的镉相应减少，毒性较小。实验结果提示在进行湖泊水生植物修复时，相对于轮叶黑藻，穗花狐尾藻更适合作为生态恢复的先锋物种。所以，经过筛选，选择以穗花狐尾藻作为我们湖的水下植物更符合我们的效益。这样，这个湖的作用就不仅在于它的观赏价值，还在于它的净化作用。而湖的另一边我们则以一种零散的感觉种植着睡莲。睡莲是水景园中的灵魂，它的花期可从每年五月一直延续到十月。所以睡莲观赏价值高，能够美化我们的视觉感受的同时美化我们的心情，使这个湖的作用发挥得更好。再者睡莲的根能吸收水中的铅、汞及苯酚等有毒物质，还能过滤水中的微生物，故有良好的净化污水作用。根茎富含淀粉，可食用或酿酒。全草宜作绿肥，又可入药。湖的周边我们设有供人休息用的椅子，人性化的设计，符合大众利益。湖的周边还间隔地种植着柳树和水杉，这两种都是常见观赏性植物，美观而且来源很容易找到，符合我们的经济效益。各级部分参数