人工濕地設計與工程實例匯總資料

人工濕地設計與工程實例匯總1.2人工濕地機理人工濕地(ConstructedWetlands)是為污水處理人為模擬“自然濕地”建造的一個“自然系統(tǒng)”，是人為地在有一定長寬比10：1和地面坡度的洼地里將石、砂、土壤，煤渣等一種或幾種介質(zhì)按一定比例構(gòu)成基質(zhì)作為填床料，并有選擇性地植入植物的污水處理生態(tài)系統(tǒng)。植物為“自然系統(tǒng)”中的降解有機物微生物提供基質(zhì)，通常選擇植入具有性能好，成活率高、抗水性強、生長周期長、美觀及具有經(jīng)濟價值的水生植物如蘆葦、席草、大米草、水葫蘆、水花生等，最為常用的是蘆葦、蒲草等，插植密度為1~3株/m2。人工濕地對污水的凈化是人工基質(zhì)、水生植物和微生物這個復合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學和生物作用的共同結(jié)果，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、微生物同化分解和植物吸收等途徑去除廢水中的懸浮物、有機物、氮、磷和重金屬等，其中微生物和自然化學作用占約90%，水生植物則占7—10%。這個獨特的動植物生態(tài)體系實現(xiàn)了不僅能實現(xiàn)對污水的高效凈化，同時通過營養(yǎng)物質(zhì)和水分的生物地球化學循環(huán)，促進綠色植物生長并使其增產(chǎn)，實現(xiàn)廢水的資源化。1.3人工濕地的類型及其特點在廢水處理中人工濕地有兩種基本類型， 即表層流人工濕地(SurfaceFlowWetland)和潛流人工濕地(SubsurfaceFlow

Wetland)o潛流人工濕地Wetland)o潛流人工濕地表層流人工濕表層流人工濕地在外貌和功能上都與自然濕地最為相似，一般有一個或幾個填料床組成，床底填有基質(zhì)并有防漏層阻止廢水滲入地下而污染地下水；廢水在土壤的上層水平流動，廢水經(jīng)常同表層水混合在濕地內(nèi)流動，持續(xù)時間一般為10天；固態(tài)懸浮物被填料及根系阻擋截留通過濕地而沉淀，同時微生物也附著在填料或植物的根莖葉上發(fā)揮生物降解作用。在潛流人工濕地中，廢水從濕地表面縱向流入填料床的底部，床體處于不飽和狀態(tài)，氧可通過大氣擴散和植物傳輸進入人工濕地系統(tǒng)，但生物作用主要是厭氧反應，所以垂直潛流人工濕地的硝化能力要高于平流潛流人工濕地。表層流人工濕地投資小、但占地面積較大，臭味明顯；潛流人工濕地占地面積小，臭味不明顯，但造價較大。兩者相比優(yōu)點缺點明顯互補，具有不同的作用，可以根據(jù)不同的需要和條件進行選擇。人工濕地中常用的主要植物有浮游植物、挺水植物、沉水植物。浮術(shù)游植物主要用于氮、磷的去除和提高穩(wěn)定性，挺水植物是最為廣泛應用的植物，而沉水植物系統(tǒng)還處于實驗室研究階段，其主要應用領域在于初級處理和二級處理后的精處理。水生植物除自身具有較強的凈化廢水功能外，還提供了放氧表面和微生物棲息環(huán)境，同時還與周圍環(huán)境的各種原生動物、微生物形成小環(huán)境，對多種污染物有較強的吸收、分解、富集能力。濕地床層中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的微生物環(huán)境依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物和微生物作為營養(yǎng)成分直接吸收，還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用而從廢水中去除，最后通過濕地水生植物的定期收割，使污染物從系統(tǒng)中去除。1.4人工濕地的優(yōu)勢1、 建造和運行費用便宜；2、 易于維護和管理；3、 可進行有效可靠的污水處理；4、 可緩沖對水力和污染負荷的沖擊；5、 可直接和間接提供效益，如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙原料、建材、綠化、野生動物棲息、娛樂和教育。1.5.1預處理預處理與人工濕地結(jié)合作為北方人工濕地組合工藝的重要意義不僅在于對濕地入水進行初級處理，保證濕地系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，更重要的是通過調(diào)整預處理的處理深度，保證系統(tǒng)各季節(jié)的運行效果。春夏秋季充分利用濕地的凈水功能，冬季強化預處理進行補充。在保證污水處理效果的前提下，可極大地降低運行成本。1.5.2植物選擇根據(jù)北方地區(qū)的氣候特點，以及優(yōu)先利用本地物種，慎重選擇外來物種，的原則，以及大量的實驗研究篩選出北方地區(qū)的優(yōu)勢植物蘆葦、香蒲、菖蒲、美人蕉、黃花鶯尾、茭白等既對污染物有較高的去除率，又有較好的越冬能力，適宜作為北方人工濕地的種植植物。1.5.3布水方式選擇在我國北方地區(qū)，由于冬季氣候寒冷，會造成濕地系統(tǒng)管道發(fā)生破裂，濕地植物出現(xiàn)休眠現(xiàn)象，根系微生物代謝減緩甚至停止，最終導致濕地處理效率大幅度下降。這也是導致北方地區(qū)人工濕地應用較少的主要原因。針對這一問題，北方人工濕地一般采取潛流式人工濕地作為主要人工濕地類型。潛流型人工濕地被表層填料覆蓋，在冬季可減小因污水蒸發(fā)蒸騰和流動造成的能量損失，有助于維持和提高濕地內(nèi)的溫度。1.5.4保溫措施北方寒冷地區(qū)冬季溫度較低，而人工濕地對污染物的去除受環(huán)境，特別是溫度影響較大，因此，對人工濕地采用可行性的保溫措施是必要的。目前在我國寒冷地區(qū)冬季主要采用隔離設計，在濕地床體上覆蓋保溫材料，進而起到保溫作用。注：①下列情況下按去除率指標執(zhí)行：當進水COD大于350mg/L時，去除率應大于60%；BOD大于160mg/L時，去除率應大于50%。結(jié)構(gòu)設計（1） 進出水系統(tǒng)的布置：濕地床的進水系統(tǒng)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(tǒng)一般根據(jù)對床中水位調(diào)節(jié)的要求，出水區(qū)的末端的礫石填料層的底部設置穿孔集水管，并設置旋轉(zhuǎn)彎頭和控制閥門以調(diào)節(jié)床內(nèi)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。表層土鈣含量在2~2.5kg/100kg為好；礫石層粒徑在5~50mm，鋪設厚度0.4~0.7m。（3） 潛流式濕