人工湿地设计与工程实例汇总资料

人工湿地设计与工程实例汇总1.2人工湿地机理人工湿地(ConstructedWetlands)是为污水处理人为模拟“自然湿地”建造的一个“自然系统”，是人为地在有一定长宽比10：1和地面坡度的洼地里将石、砂、土壤，煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质作为填床料，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。植物为“自然系统”中的降解有机物微生物提供基质，通常选择植入具有性能好，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如芦苇、席草、大米草、水葫芦、水花生等，最为常用的是芦苇、蒲草等，插植密度为1~3株/m2。人工湿地对污水的净化是人工基质、水生植物和微生物这个复合生态系统的物理、化学和生物作用的共同结果，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途径去除废水中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等，其中微生物和自然化学作用占约90%，水生植物则占7—10%。这个独特的动植物生态体系实现了不仅能实现对污水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化。1.3人工湿地的类型及其特点在废水处理中人工湿地有两种基本类型， 即表层流人工湿地(SurfaceFlowWetland)和潜流人工湿地(SubsurfaceFlow

Wetland)o潜流人工湿地Wetland)o潜流人工湿地表层流人工湿表层流人工湿地在外貌和功能上都与自然湿地最为相似，一般有一个或几个填料床组成，床底填有基质并有防漏层阻止废水渗入地下而污染地下水；废水在土壤的上层水平流动，废水经常同表层水混合在湿地内流动，持续时间一般为10天；固态悬浮物被填料及根系阻挡截留通过湿地而沉淀，同时微生物也附着在填料或植物的根茎叶上发挥生物降解作用。在潜流人工湿地中，废水从湿地表面纵向流入填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统，但生物作用主要是厌氧反应，所以垂直潜流人工湿地的硝化能力要高于平流潜流人工湿地。表层流人工湿地投资小、但占地面积较大，臭味明显；潜流人工湿地占地面积小，臭味不明显，但造价较大。两者相比优点缺点明显互补，具有不同的作用，可以根据不同的需要和条件进行选择。人工湿地中常用的主要植物有浮游植物、挺水植物、沉水植物。浮术游植物主要用于氮、磷的去除和提高稳定性，挺水植物是最为广泛应用的植物，而沉水植物系统还处于实验室研究阶段，其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。水生植物除自身具有较强的净化废水功能外，还提供了放氧表面和微生物栖息环境，同时还与周围环境的各种原生动物、微生物形成小环境，对多种污染物有较强的吸收、分解、富集能力。湿地床层中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的微生物环境依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态，保证了废水中的氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成分直接吸收，还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用而从废水中去除，最后通过湿地水生植物的定期收割，使污染物从系统中去除。1.4人工湿地的优势1、 建造和运行费用便宜；2、 易于维护和管理；3、 可进行有效可靠的污水处理；4、 可缓冲对水力和污染负荷的冲击；5、 可直接和间接提供效益，如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。1.5.1预处理预处理与人工湿地结合作为北方人工湿地组合工艺的重要意义不仅在于对湿地入水进行初级处理，保证湿地系统的安全稳定运行，更重要的是通过调整预处理的处理深度，保证系统各季节的运行效果。春夏秋季充分利用湿地的净水功能，冬季强化预处理进行补充。在保证污水处理效果的前提下，可极大地降低运行成本。1.5.2植物选择根据北方地区的气候特点，以及优先利用本地物种，慎重选择外来物种，的原则，以及大量的实验研究筛选出北方地区的优势植物芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、黄花莺尾、茭白等既对污染物有较高的去除率，又有较好的越冬能力，适宜作为北方人工湿地的种植植物。1.5.3布水方式选择在我国北方地区，由于冬季气候寒冷，会造成湿地系统管道发生破裂，湿地植物出现休眠现象，根系微生物代谢减缓甚至停止，最终导致湿地处理效率大幅度下降。这也是导致北方地区人工湿地应用较少的主要原因。针对这一问题，北方人工湿地一般采取潜流式人工湿地作为主要人工湿地类型。潜流型人工湿地被表层填料覆盖，在冬季可减小因污水蒸发蒸腾和流动造成的能量损失，有助于维持和提高湿地内的温度。1.5.4保温措施北方寒冷地区冬季温度较低，而人工湿地对污染物的去除受环境，特别是温度影响较大，因此，对人工湿地采用可行性的保温措施是必要的。目前在我国寒冷地区冬季主要采用隔离设计，在湿地床体上覆盖保温材料，进而起到保温作用。注：①下列情况下按去除率指标执行：当进水COD大于350mg/L时，去除率应大于60%；BOD大于160mg/L时，去除率应大于50%。结构设计（1） 进出水系统的布置：湿地床的进水系统应保证配水的均匀性，一般采用多孔管和三角堰等配水装置。进水管应比湿地床高出0.5m。湿地的出水系统一般根据对床中水位调节的要求，出水区的末端的砾石填料层的底部设置穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门以调节床内的水位。（2） 填料的使用：湿地床由三层组成表层土层、中层砾石、下层小豆石。表层土钙含量在2~2.5kg/100kg为好；砾石层粒径在5~50mm，铺设厚度0.4~0.7m。（3） 潜流式湿