污水处理的湿地怎么建

A. 人工湿地的技术要求

随着环境保护的迅速发展，人们对湿地功能也有了广泛的认识。湿地作为地球之肾，担负着对地球自然水体的净化和处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐减少和消亡，因此人工湿地以其独到的优越性受到了越来越多的关注和发展。
人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。
人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置。如何选择和搭配适宜的湿地植物，并且将其应用于不同类型的湿地系统中成了我们在营建人工湿地前必须思考的问题。
1．人工湿地污水处理系统植物的选用原则（1）（2）
1.1 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能；
管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。
1.2 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势；
① 抗冻、抗热能力
由于污水处理系统是全年连续运行的,故要求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。
② 抗病虫害能力
污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存,也直接影响其在处理系统中的净化效果。
③ 对周围环境的适应能力
由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污染物,因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。
1.3 所引种的植物必须具有较强的耐污染能力；
水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植物。
1.4 植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物；
人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。
1.5 所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性；
1.6 具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。
若所处理的污水不含有毒、有害成分,其综合利用可从以下几个方面考虑:①作饲料,一般选择粗蛋白的含量>20%(干重)的水生植物；②作肥料,应考虑植物体含肥料有效成分较高,易分解；③生产沼气,应考虑发酵、产气植物的碳氮比,一般选用植物体的碳氮比为25～30.5/1；④工业或手工业原料，如芦苇可以用来造纸，水葱、灯心草、香蒲、莞草等都是编制草席的原料。
由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊,同时面积较大,故美化景观也是必须考虑的。
然而在实际工作中，很多人工湿地的工艺设计者和建设者考虑得最多的是植物的独有性和观赏价值等表在因素，没有考虑到栽种该植物后的植株生长效果、湿地的运行效果、生长表现以及对生态的安全性等，导致人工湿地在运行一段时间后功能骤降或运行费用剧增，最后导致系统瘫费或闲置。
2．人工湿地植物特性的研究及植物配置分析
2．1 根据植物类型分析
2．1．1 漂浮植物
漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。
根据对这些植物的植物学特性进行分析，发现它们具有以下几个特点：①生命力强，对环境适应性好，根系发达；②生物量大，生长迅速；③具有季节性休眠现象，如冬季休眠或死亡的水葫芦、大薸、水蕹菜，夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。生长的旺盛季节主要集中在每年的3-10月或9月-次年5月；④生育周期短，主要以营养生长为主，对N的需求量最高。
由于漂浮植物具有上述的植物学特性，因此，在进行人工湿地植物配置的时候我们必须充分考虑它们各自的优点：①由于这类植物的环境适应能力强，因此在进行植物配置时应当作地方优势品种予以优先考虑；②人工湿地系统中，水体中养分的去除主要依靠植物的吸收利用，因此，生物量大、根系发达、年生育周期多和吸收能力好的植物成为我们选择的目标；③利用植物季节性休眠特性，我们可以给予正确的植物搭配，如冬季低温时配置水芹菜而夏季高温时则配置水葫芦、大薸等适宜高温生长的植物，以避免因植物品种选择搭配单一而出现季节性的功能失调现象；④由于这类植物以营养生长为主，对N的吸收利用率要高，因此，在进行植物配置时应重视其对N的吸收利用效果，可作为N去除的优势植物而加以利用，从而提高系统对N的去除效果。
2．1．2 根茎、球茎及种子植物
这类植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。它们或具有发达的地下根茎或块根，或能产生大量的种子果实，多为季节性休眠植物类型，一般是冬季枯萎春季萌发，生长季节主要集中在4-9月。
根茎、球茎、种子类植物具有以下特点：①耐淤能力较好，适宜生长在淤土层深厚肥沃的地方，生长离不开土壤；②适宜生长环境的水深一般为40-100CM左右；③具有发达的地下块根或块茎，其根茎的形成对P元素的需求较多，因此，对P的吸收量较大；④种子果实类植物，其种子和果实的形成需要大量的P和K元素。（3）
由于这类植物具有以下特点，因此在进行人工湿地植物应用配置时应予以充分考虑：①基于这些植物的特性，其应用一般为表面流人工湿地系统和湿地的稳定系统；②利用这些植物的生长（主要是块根、球茎和果实的生长）需要大量的P、K元素的特性，将其作为P去除的优势植物应用，以提高系统对P的去除效果。
2．1．3 挺水草本植物类型
这类植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等，为人工湿地系统主要的植物选配品种。这些植物的共同特性在于：①适应能力强，或为本土优势品种；②根系发达，生长量大，营养生长与生殖生长并存，对N和P、K的吸收都比较丰富；③能于无土环境生长。
根据这类植物的生长特性，它们可以搭配种植于潜流式人工湿地，也可以种植于表流式人工湿地系统中。
根据植物的根系分布深浅及分布范围，可以将这类植物分成四种生长类型，即深根丛生型、深根散生型、浅根丛生型和浅根散生型。
（1）深根丛生型的植物，其根系的分布深度一般在30CM以上，分布较深而分布面积不广。植株的地上部分丛生，如皇竹草、芦竹、旱伞竹、野茭草、薏米、纸莎草等。由于这类植物的根系入土深度较大，根系接触面广，配置栽种于潜流式人工湿地中更能显示出它们的处理净化性能。
（2）深根散生型植物根系一般分布于20-30CM之间，植株分散，这类植物有香蒲、菖蒲、水葱、藨草、水莎草、野山姜等，这类植物的根系入土深度也较深，因此适宜配置栽种于潜流式人工湿地。
（3）浅根散生型的一些植物如美人蕉、芦苇、荸荠、慈姑、莲藕等，其根系分布一般都在5-20CM之间。由于这些植物的根系分布浅，而且一般原生于土壤环境，因此适宜配置于表流式人工湿地中。
（4）浅根丛生型的植物如灯心草、芋头等丛生型植物，由于根系分布浅，且一般原生于土壤环境，因此仅适宜配置于表面流人工湿地系统中。
2．1．4 沉水植物类型
沉水植物一般原生于水质清洁的环境，其生长对水质要求比较高，因此，沉水植物只能用作人工湿地系统中最后的强化稳定植物加以应用，以提高出水水质。
2．1．5 其它类型的植物
一些如水生景观植物之类的，由于长时间的人工选择，使其对污染环境的适应能力比较弱，因此也只能作为最后的强化稳定植物或湿地系统的景观植物而应用。
2．2 根据植物原生环境分析
根据植物的原生环境分析，原生于实土环境的一些植物如美人蕉、芦苇、灯心草、旱伞竹、皇竹草、芦竹、薏米等，其根系生长有一定的向土性，配置于表面流湿地系统中，生长会更旺盛。但由于它们的根系大都垂直向下生长，因此，净化处理的效果不及应用于潜流式湿地中；对于一些原生于沼泽、腐殖层、草炭湿地、湖泊水面的植物如水葱、野茭、山姜、藨草、香蒲、菖蒲等，由于其生长已经适应了无土环境，因此更适宜配置于潜流式人工湿地；而对于一些块根块茎类的水生植物如荷花、睡莲、慈姑、芋头等则只能配置于表面流湿地中。
2．3 根据植物对养分的需求类型分析
根据植物对养分的需求情况分析，由于潜流式人工湿地湿地系统填料之间的空隙大，植物根系与水体养分接触的面积要较表流式人工湿地湿地广，因此对于营养生长旺盛、植株生长迅速、植株生物量大、一年有数个萌发高峰的植物如香蒲、水葱、苔草、水莎草等植物适宜栽种于潜流湿地；而对于营养生长与生殖生长并存，生长相对缓慢，一年只有一个萌发高峰期的一些植物如芦苇、茭草、薏米等则配置于表面流湿地系统。
2．4 根据植物对污水的适应能力分析
不同植物对污水的适应能力不同。一般高浓度污水主要集中在湿地工艺的前端部分。因此，在人工湿地建设时，前端工艺部分如强氧化塘、潜流湿地等工艺一般选择耐污染能力强的植物品种。末端工艺如稳定塘、景观塘等处理段中，由于污水浓度降低，因此可以更多考虑植物的景观效果。
3．小结
一个人工湿地系统的建立，植物的选择和配置是很重要的考虑因素。在系统建立和植物栽种配置时要将系统的主要功能与植物的植物学特性充分结合起来考虑。只有这样，才能充分发挥不同植物各自的优势，达到更好的处理净化效果。
湿地植物的栽种配置要根据具体的应用环境和系统工艺来确定，对于一些应用工艺范围较广的植物类型，要充分考虑其在该工艺中的优势，能使其充分发挥自己的长处而居于主导地位。
为达到全面的处理和利用效果，应进行有机的搭配，如深根系植物与浅根系植物搭配，丛生型植物与散生型植物搭配，吸收N多的植物与吸收P多的植物搭配，以及常绿植物与季节性植物的季相搭配等。在进行综合处理的一些工艺或工艺段中，切忌配置单一品种，以避免出现季节性的功能下降或功能单一。作为湿地公园规划建设的人工湿地还要考虑景观搭配。

B. 人工湿地“入蔽涫污水处理系统怎样运作

氧化塘：是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
四川永沁环境

C. 湿地生态系统是怎样用于污水处理的

人工湿复地技术是
20
世纪
70
年代末发制展起来的一种新型的污水生态处理新技术
,
其特点是投资少、效率高、抗冲击、处理效果稳定、运行费用低、维护方便和景观生态相容
性好。目前已被用于处理各种类型的废水
,
如居民生活污水、养殖废水、酸性矿排水、暴雨
径流、
面源污染控制以及河流、
湖泊湿地恢复和重建
,
同时在城市市政工程建设中发挥作用。
一般认为
,
人工湿地是通过植物
-
土壤
-
微生物的综合作用实现对污染物去除的
,
其中微生物
是对污染物进行吸收和降解的主要生物群体和承担者
,
微生物在湿地基质中与其他动物和植
物共生体的相互关系往往起着核心作用。在人工湿地系统净化污水过程中
,
基质中的微生物
起到十分重要的作用
,
一方面它们既是生态系统中的重要组成部分
,
另一方面又是有机污染
物去除的积极分解者
,
它们的组成以及功能的发挥将直接影响人工湿地的净化效果。

D. 湿地工程在污水处理中的应用

一、工程地点
项目区位于吉林省梨树县污水处理厂西侧小南河流域，起始点为污水处理厂中水通过圆涵流入小南河处，桩号为0+000，末端为小南河与招苏台河汇合处，桩号3+700。
二、工程设计
（一）工程总体布置
以污水处理厂出口进入梨树小南河为工程起点，桩号为0+000，末端为与招苏台河汇合处，桩号为3+700，面积共316000m2作为人工表流湿地的建设面积，共分级修建20座溢流堰。
（二）工艺选取
人工湿地技术是一种基于自然生态原理，充分利用人工介质中的
微生物、植物根系以及介质所具有的物理、化学特性，将污水净化的一种复合工艺。根据湿地内污水的流动状态，人工湿地又划分为表面流湿地和潜流湿地。表面流人工湿地在生态构造和外观上都类似于天然湿地，但去污的效果要优于自然湿地。潜流湿地的人工布水系统位于湿地的表面，使水流在湿地表面以下运行，根据水流的方向，又可以把潜流湿地分为水平潜流和垂直潜流湿地两类。
1、表脊坦面流人工湿地
表面流人工湿地这种类型的人工扮野竖湿地和自然湿地类似，污水从湿地表面流过。在流动的过程中废水得到净化。水深一般0.3～0.5米，水流呈推流式前进。污水从入口以一定速度缓慢流过湿地表面，部分污水或蒸发或渗入地下。近水面部分为好氧层，较深部分及底部通常为厌氧层。表面流人工湿地中氧的来源主要靠水体表面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用，但传输能力十分有限。
2、潜流人工湿地
目前在实际应用中，潜流湿地由于在处理效果具有较大优势，已成为人工湿地主要的应用模式，而在潜流湿地中根据水流方式的不同，又可分为水平潜流型和垂直潜流型两种湿地模式。早期国际上应用的人工湿地污水处理系统大部分为水平潜流人工湿地，但是随着垂直潜流系统在污染物的去除和占地小等方面优势逐渐得到认识，尤其是对污水中有机物和氮具有更高的净化效果，垂直潜流人工湿地在国内外都开始迅速的发展。
人工湿地水质深度净化系统的各类工艺的特点对比如表7-1所示。
综合考虑本项目处理规模、水质特点、运行稳定、管理简单、景观审美、场地特征、气候、投资、建设方要求等，综合各方面的因素，本次设计选择表流人工湿地工艺。
（三）人工湿地工艺流程
表面流人工湿地的去除机理如下：
1）稀释作用；2）沉淀和絮凝作用、流速降低、生物分泌物，自然沉淀，絮凝沉淀发生；3）好氧微生物的代谢作用4）厌氧微生物的作用5）生物的作用6）水生维管束植物的作用
为了保证人工湿地水质净化系统的运行稳定性，由梨树县污水处理厂进入人工湿地的水体水质必须保证符合入水标准即执行一级A排放标准。工程将梨树县污水处理厂的污水引至小南河人工湿地进行水质净化，最后流入招苏台河水域。
（四）人工湿地相关水力参数计算
在人工湿地的设计过程中，确定湿地的水力污染负荷是最重要步
骤之一，同时也关系到人工湿地未来处理效果的关键因素。本次工程设计方法主要利用湿地水文动力学基本原理，由进出水水质和总体水量平衡进行系统的水力负荷与停留时间等水力参数，然后计算出所需土地面积和污染物负荷量，同时结合住房和城乡建设部《人工湿地污水处理技术导则》RISN-TG006-2009 和环境保护部《人工湿地污水处理工程技术规范》（HJ 2005-2010）相关标准要求选取合适的设计参数。
1、表面水力负荷
指每平米人工湿地在单位时间所能接纳的污水量。
式中，qhs—表面水力负荷，m3/（d.m2）；Q—日处理量，m3/d；A—湿地面积，m2。本项目中，Q=30000m3/d，A=316000m2，因此qhs=0.095m3/（d.m2）。
根据国家标准《人工湿地污水处理工程技术规范》HJ 2005-2010 要求，表面流人工湿地qhs控制范围应为<0.1，本次设计面积满足表面水力负荷要求。
2、表面有机负荷
指每平方米人工湿地在单位时间去除的五日生化需氧量。
式中：qos—表面有机负荷，kg/（m2·d）；Q—人工湿地设计水量，m3/d；C0—人工湿地进水BOD5浓度，mg/L；C1—人工湿地出水BOD5浓度，mg/L；A—人工湿地面积，m2。
本项目中，Q=30000m3/d；C0=10mg/L（一级A）；C1=10mg/L（地表Ⅴ类水），故表面有机厅大负荷不需计算，满足要求；
3、水力停留时间
指污水在人工湿地内的平均驻留时间。
式中：t—水力停留时间，d；V—人工湿地基质在自然状态下的体积，包括基质实体及其开口、闭口孔隙，m3；Q—人工湿地设计水量m3/d；本项目中，据计算可知，V=316000×0.7×1=221200m3，Q=30000 m3，因此t=7.4d，满足国家标准《人工湿地污水处理工程技术规范》HJ 2005-2010要求（4～8d）。
经过上述计算，本工程无论从表面水力负荷、表面有机负荷及水利停留时间上均满足达到地表Ⅴ类水标准需要的指标。
三、结论
通过对表流湿地的水处理效果进行分析， 分析结果见下表。
从以上数据可看出，本项目人工湿地建成以后，运转后，每天将大量减少污染物的排放量，对保护周边地区的环境和降低水体的污染负荷将起到良好的作用。

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E. 人工湿地技术的介绍

人工湿地技术是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好，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，蒲草等)形成一个独特的动植物生态体系。人工湿地去除的污染物范围广泛，包括N ，P ，SS ，有机物，微量元素，病原体等。有关研究结果表明，在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85％――95％，COD去除率可达80％以上，处理出水中BOD5的浓度在10mg/l左右，SS小于20mg/l。(2)废水中大部分有机物作为异样微生物的有机养分，最终被转化为微生物体及CO2 ，H2O。
人工湿地面积可视情况而言，可在市郊结合部，也可在污水处理厂出水的附近建造。一些人工湿地属预处理型，在那些目前还不具备建造污水处理厂的城乡结合部建造人工湿地，将生活污水排入，利用所种植物对其进行处理，然后再排入自然水系，保护水体；还有些湿地属于加强型，在污水处理厂附近建造人工湿地，将污水处理厂处理过的水引入，再经过人工湿地的加强处理，提高其水质，然后排入自然水系，作为其补充水源。
根据湿地中主要植物形式人工湿地可分为：1、浮游植物系统； 2、挺水植物系统；3、沉水植物系统。其中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。浮游植物主要用于N ，P去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统。挺水植物系统根据废水流经的方式，可分为表面流湿地(SFW)、潜流湿地(SSFW)、立式流湿地(VFW)。(3)表面流湿地和立式流湿地因环境条件差(易孳生蚊虫)，处理效果受气温影响较大以及对基建要求较高，现多不再采用。故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。
人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统，具有如下优点：①建造和运行费用便宜；②易于维护，技术含量低；③可进行有效可靠的废水处理；④可缓冲对水力和污染负荷的冲击；⑤可提供和间接提供效益，如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。但也有不足：①占地面积大；②易受病虫害影响；③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，设计运行参数不精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。另外，据已有数据，当上下表面植物密度增大时，人工湿地系统处理效率提高，在达到其最优效率时，需２～３个生长周期，所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。因此，目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。
总得来说，人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式，特别是它充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益，因此具有较高的环境效益、经济效益及社会效益，比较适合于处理水量不大、水质变化不很大、管理水平不很高的城镇污水，如我国农村中、小城镇的污水处理。人工湿地作为一种处理污水的新技术有待于进一步改良，有必要更细致地研究不同地区特征和运行数据以便在将来的建设中提供更合理的参数。

F. 一个日处理10吨生活污水的人工湿地，里面是怎么设置布水和集水的

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。
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。
潜流式湿地床的水位控制：当接纳最大设计流量时，进水端不能出现雍水现象；当接纳最小流量时，出水端不能出现填料床面的淹没现象；有利于植物生长，床中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。

下面简要介绍一下比较常见的几种生物膜污水处理工艺

1、颗粒型生物膜反应器

1.1上流式污泥床(USB)
上
流式污泥床(USB)是20世纪70年代末由荷兰Lettinga开发的又一项新的颗粒型生物膜反应器，主要用于厌氧生物处理系统中，即UASB。它主要
由配水系统、污泥床、三相分离器等组成。反应过程中产生的气体将污泥和污水进行充分混合，三相分离器将颗粒污泥、气体和污水进行分离，污泥保留在反应器
中，气体和处理后的出水排出反应器，其结构示意见图1。

4.2无泡曝气的特点:
与常规曝气相比，采用中空纤维膜进行无泡曝气具有如下优点：
①由于曝气不产生气泡，氧直接以分子状态扩散进入生物膜，几乎百分之百地被吸收，传质效率可高达100％，因此溶解氧不再是限制微生物生长的决定因素。
②由于生物膜生长在中空纤维膜的外表面，所以在供氧过程中，生物膜不会受到气体摩擦，不易脱落。