第一篇：澄江县马料河人工湿地污水处理工程
1、澄江县马料河人工湿地污水处理工程
建设时间：2003年7月
工程工艺：氧化塘+垂直潜流+表流湿地 污水类型：城镇生活污水 处理能力：3000m3/d 占地面积：20000m2
达标要求：GB18918-2002一级B标准 目前状况：正常运行 现场照片：
表流湿地生长繁茂的慈姑与风车草
上行垂直潜流湿地里的菖蒲
人工湿地的进水是为城镇生活污水和农业面源污染
人工湿地的出水
结语：
马料河人工湿地和窑泥沟人工湿地一样，是云南省乃至国内填料型人工湿地污水处理系统工程化应用的典范。然与我国诸多的其它工程一样，缺少必要地维护，导致工程效能的降低甚至停滞，曾一度引起省市领导的责问。
它当然也是一个不尽完善的工程，但，也正是因为它的不完善，才能让从业者们累计了相当多的经验和教训，才能使后续工程得以有经验可循。
第二篇：人工湿地污水处理工程技术规范
HJ 中华人民共和国环境保护行业标准
HJ ×××－××××
人工湿地污水处理工程技术规范
Technical specification of constructed wetlands for wastewater treatment engineering（征求意见稿）
20××－××－××发布 20××－××－××实施
环境保护部发布
I 目 次
目 次.....................................................................Ⅰ 前 言.....................................................................Ⅱ 1 适用范围.................................................................1 2 规范性引用文件............................................................1 3 术语和定义...............................................................2 4 水量和水质...............................................................5 5 总体设计.................................................................6 6 工程工艺及人工湿地设计....................................................9 7 主要设备及材料...........................................................14 8 检测与过程控制...........................................................15 9 辅助工程................................................................16 10 施工与环境保护验收......................................................17 11 劳动安全与职业卫生......................................................19 12 运行与管理.............................................................19 附 录 A（规范性附录）符 号................................................22 II 前言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染环境防治法》，规范 我国人工湿地污水处理工程的建设、运行、维护和管理，制订本标准。
本标准规定了人工湿地污水处理工程的设计、施工、验收和运行管理的技术要求。本标准为首次发布。
本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准起草单位：沈阳环境科学研究院。
本标准由环境保护部20□□年□□月□□日批准。本标准自20□□年□□月□□日起实施。本标准由环境保护部解释。人工湿地污水处理工程技术规范 适用范围
本标准规定了采用人工湿地工艺的污水处理工程设计、施工、验收、运行维护与管理 的技术要求。
本标准适用于采用人工湿地工艺的污水、雨水处理及河流、湖泊水质改善工程，可作
为环境影响评价、可行性研究、设计与施工、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与管 理的技术依据。2 规范性引用文件
本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于 本标准。
GB 4284 农田污泥中污染物控制标准 GB 5084 农田灌溉水质标准 GB 8978 污水综合排放标准
GB 12348 工业企业厂界噪声标准 GB 16554 国家恶臭污染物排放标准 GB 18918 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 50003 砌体结构设计规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50013 室外给水设计规范 GB 50014 室外排水设计规范 GB 50015 建筑给水排水设计规范 GB 50016 建筑设计防火规范
GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范 GB 50034 工业企业照明设计规范 GB 50040 动力机器基础设计规范 GB 50046 工业建筑防腐蚀设计规范 GB 50052 供配电系统设计规范 GB 50053 10kV 及以下变电所设计规范 GB 50054 低压配电设计规范
GB 50069 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB 50070 混凝土结构设计规范
GB 50140 建筑灭火器配置设计规范
GB 50194 建筑工程施工现场供用电安全规范 GB 50335 污水再生利用工程设计规范
GBJ 87 工业企业厂界噪声控制设计规范 GB/T13663 给水用聚乙烯（PE 管材）GJ 3082 污水排入城市下水道水质标准
CJJ 60 城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程 CECS 199 聚乙烯丙纶卷材复合防水工程技术规程
HJ/T 15 环境保护产品技术要求超声波明渠污水流量计 HJ/T 96 pH 水质自动分析仪技术要求 HJ/T 101 氨氮水质自动分析仪技术要求 HJ/T 103 总磷水质自动分析仪技术要求 HJ/T 353 水污染源在线监测系统安装技术规范 HJ/T 354 水污染源在线监测系统验收技术规范
HJ/T 355 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范
HJ/T 377 环境保护产品技术要求化学需氧量（CODcr）水质在线自动监测仪 JG/T 193 钠基膨润土防水毯
SL 18-2004 渠道防渗工程技术规范 3 术语和定义
以下术语和定义仅适用于本标准。3.1 人工湿地 constructed wetland 指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，填充一定深度的土壤或基质（填
料）层，种植芦苇一类的维管束植物或根系发达的水生植物，污水由湿地的一端通过布水管 渠进入，以推流方式与布满生物膜的介质表面和溶解氧进行充分的植物根区接触而获得净 化。人工湿地分为表面流人工湿地和潜流人工湿地，潜流人工湿地又可分为水平潜流人工湿 地和垂直潜流人工湿地。3.2 表面流人工湿地 surface flow constructed wetland 指污水在人工湿地的土壤等基质表层流动，依靠植物根茎与表层土壤的拦截作用以及 根茎上生成的生物膜的降解作用，使污水得以净化的人工湿地形式。
3.3 水平潜流人工湿地 horizontal subsurface flow constructed wetland 指污水从人工湿地的一端进入，在人工湿地床表面下以近水平流方式流动，最后流向 出口，使污水得以净化的人工湿地形式。
3.4 垂直潜流人工湿地 vertical subsurface flow constructed wetland 指污水从人工湿地表面垂向流过基质床的底部或从底部垂直向上流向表面，使污水得 以净化的人工湿地形式。
3.5 人工湿地单元 constructed wetland unit 指由配水系统、集水系统、基质、防渗层及人工湿地植物组成的基本处理单元，通常 人工湿地由一个或多个单元组成。
3.6 孔隙率 porosity 指人工湿地充填基质堆积体积中，基质之间的孔隙体积所占的百分比。按公式（1）计 算：
×100% − ′ = V ε V V „„„„„„„„„„„„„（1）
式中：
ε ——孔隙率，%；
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； V ′ ——人工湿地基质的绝对密实体积，m3。
3.7 水力停留时间 hydraulic retention time 指污水在人工湿地内的平均驻留时间。潜流人工湿地的水力停留时间按公式（2）计 算，即人工湿地有效容积与平均水量比值：
av Q t V ×ε
= „„„„„„„„„„„„„„„（2）
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；
ε ——孔隙率，%； av Q ——平均水量，m3/d。
3.8 表面有机负荷 organic surface loading 指每公顷人工湿地面积单位时间内负担的五日生化需氧量公斤数。按公式（3）计算：
()()A Q C C A Q C C q in in os 0 1 4 3 10 10 0 1 10 × × − = × × − × = −
−
„„„„„„„（3）式中：
q ——表面有机负荷，kgBOD5/（ha穌）； in Q ——人工湿地污水入流量，m3/d； 0 C ——人工湿地进水BOD5 浓度，mg/L； 1 C ——人工湿地出水BOD5 浓度，mg/L； A ——人工湿地面积，m2。os 3.9 表面水力负荷 hydraulic surface loading 指每公顷人工湿地表面积单位时间内通过的污水体积。按公式（4）计算：
×10−4 = A Q q in hs „„„„„„„„„„„„„（4）
式中：
q ——表面水力负荷，m3/（ha穐）； in Q ——人工湿地污水入流量，m3/d； A ——人工湿地面积，m2。hs 3.10 水力坡度 hydraulic slope 指污水在人工湿地内沿水流方向单位渗流路程长度上的水位下降值。按公式（5）计算：
100% 1 2 ×100% − × = Δ = L H H L i H „„„„„„„„„（5）
式中： i ——水力坡度，%；
ΔH ——污水在人工湿地内渗流路程长度上的水位下降值，m； H ——污水在人工湿地内渗流路程1 处的水位值，m； H ——污水在人工湿地内渗流路程2 处的水位值，m； L ——污水人工湿地内的渗流路程，m。2 3.11 基质 bed filler 指在人工湿地床体内用以提供人工湿地植物与微生物生长并对污染物起过滤、吸收作 用的填充材料，有碎石、卵石、土壤、砂子等。3.12 预处理 pretreatment 指为满足人工湿地进水水质要求，以及保证人工湿地出水水质达到相应标准，在污水 进入人工湿地之前，对原污水进行的污水处理过程。3.13 渗透系数 permeability coefficient 指污水在人工湿地基质或防渗层单位时间内流动通过的距离。按公式（6）计算：
T S S T k S y 1 2 − = Δ
= „„„„„„„„„„„„„（6）
式中：
y k ——渗透系数，cm/s；
ΔS ——污水在人工湿地基质或防渗层流动通过的距离，m； S ——污水在某一时刻T1 时的位移，cm； 2 S ——污水在某一时刻T2 时的位移，cm；
T ——污水通过人工湿地基质或防渗层的时间，s。1 其计量单位通常以 cm/s 表示。3.14 水位 water level 指在人工湿地中水面的位置。4 水量和水质
4.1 工程接纳污水水量设计
生活污水量、工业废水量、雨水量及合流水量的设计应符合GB50014 中3.1、3.2、3.3 的有关规定。
4.2 工程接纳污水水质要求
4.2.1 污水的设计水质应根据调查资料确定，或参照邻近城镇、类似工业区和居民区的水 质确定。无调查资料时，可按GB50014 中3.4.1 的规定设计。4.2.2 人工湿地污水处理工程处理城市下水道污水时，其水质应符合GJ3082 中的有关规 定。
4.2.3 人工湿地污水处理工程作为二级污水处理厂处理城镇排水系统的污水时，其水质应 符合GB8978 中的三级标准。
4.2.4 人工湿地污水处理工程的接纳污水中含有有毒、有害物质时，其浓度应符合GB8978 中《第一类污染物最高允许排放浓度》的有关规定。4.3 人工湿地接纳污水水质要求
表面流人工湿地接纳污水的水质要求可参照GB5084《农田灌溉水质标准》中水作的
有关规定。潜流人工湿地接纳污水的水质要求可参照GB5084《农田灌溉水质标准》中旱作 的有关规定。
4.4 工程出水水质要求
4.4.1 人工湿地污水处理工程的出水水质，根据受纳水体的要求，应符合GB8978 中的有 关规定。
4.4.2 人工湿地污水处理工程作为城镇污水处理厂的建设时，根据受纳水体的要求，应符 合GB18918 中的有关规定。5 总体设计
5.1 一般规定
5.1.1 人工湿地污水处理工程的设计除应遵守本标准外，还应符合国家现行的有关标准和 技术规范的规定。
5.1.2 人工湿地污水处理工程的设计应符合以下原则：
a）应贯彻全过程控制思想，实行清洁生产，从生产工艺的源头消减污染负荷、控制 污染物的产生并减少排放。
b）应优先采用处理效率高、节约能源、节省建设投资的处理工艺。
c）应保证污水处理设施稳定、可靠、安全运行，且易于操作和维护，降低运行费用。d）应重视防治二次污染，保证处理工艺流程完整，不得缺少污泥、恶臭、噪声等污 染治理工程，影响周围生态环境质量。
e）应考虑生产事故等非正常工况时的污染防治应急措施。5.2 工程项目组成 5.2.1 人工湿地污水处理工程的工程项目主要由污水处理构（建）筑物与设备、辅助工程 和配套设施等系统构成。
5.2.2 污水处理构（建）筑物与设备包括：预处理设施、人工湿地、污泥处理、恶臭处理、检测、消毒、计量设施、污水回用等单元。其中，预处理设施、人工湿地、污泥处理、恶臭 处理、检测等单元为主体处理工程，消毒、计量设施、污水回用等单元为一般处理工程。5.2.3 辅助工程包括：厂区道路、围墙、绿化工程，供电系统、给排水、消防、暖通与空 调、建筑与结构等。
5.2.4 配套设施包括：办公室、休息室、浴室、食堂、卫生间等生活设施。
5.3 建设规模
5.3.1 人工湿地污水处理工程建设规模的确定应综合考虑服务区域范围内的污水产生量、分布情况、发展规划以及变化趋势等因素。
5.3.2 人工湿地污水处理工程的建设实施应坚持近期规模为主，远期可扩建规模为辅的原 则，考虑人工湿地形式建设的灵活性，可以预留建设用地。5.3.3 人工湿地污水处理工程的建设规模按以下规则分类： a）小型人工湿地污水处理工程的日处理能力＜1000m3/d。b）中型人工湿地污水处理工程的日处理能力1000m3/d～3000m3/d。
c）大型人工湿地污水处理工程的日处理能力3000m3/d～10000m3/d。d）特大型人工湿地污水处理工程的日处理能力≥10000m3/d。
5.3.4 应根据建设规模确定人工湿地污水处理工程的建设要求，并符合表1 的规定。表1 人工湿地污水处理工程建设要求
建设规模 主体处理工程 一般处理工程 辅助工程 配套设施 小型 按规范设计建设 根据需要选择 根据需要选择 根据需要选择 中型 按规范设计建设 根据需要选择 根据需要选择 根据需要选择 大型 按规范设计建设 按规范设计建设 根据需要选择 根据需要选择 特大型 按规范设计建设 按规范设计建设 按规范设计建设 根据需要选择 注：表1 中的“规范”指本标准。
5.4 场址选择
5.4.1 人工湿地污水处理工程的场址选择应符合当地城镇总体发展规划和环保规划的要 求，符合当地水污染防治、水资源保护和自然生态保护的要求，还应综合考虑交通、土地权 属、土地利用现状等因素。
5.4.2 人工湿地污水处理工程的场址选择应考虑自然背景条件，包括土地面积、地形地貌、土壤、气象、水文以及动植物生态因素等，并进行工程地质、水文地质等方面的勘察。5.4.3 人工湿地污水处理工程的场址宜选择自然坡度为0%～3%的洼地或塘，以及经济价 值不高的荒地。
5.4.4 人工湿地污水处理工程的场址应不受洪水、潮水或内涝的威胁。
5.4.5 人工湿地污水处理工程的场址与居民住宅的距离应符合卫生防护距离的要求，并应 通过环境影响评价和环境风险评价的认定。5.4.6 天然湿地不得直接用于污水处理。5.5 总平面布置
5.5.1 人工湿地污水处理工程应充分利用自然环境的有利条件，按预处理设施和人工湿地 的功能和流程要求，考虑人工湿地在工程所在区域中的景观作用及其出水再利用规划，并结 合地形、风向、地质条件和卫生防护距离等因素，合理安排，紧凑布置。
5.5.2 厂区内生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并与处 理构筑物保持一定距离。
5.5.3 特大型人工湿地污水处理工程的厂区内应设置通向构筑物和附属建筑物的必要通 道，通道的设计应符合下列要求：
a）主要车行道的宽度：单车道为3.5m～4.0m，双车道为6.0m～7.0m，并应有回车 道。
b）车行道的转弯半径宜为6.0m～10.0m。c）人行道的宽度宜为1.5m～2.0m。
d）通向高架构筑物的扶梯倾角宜采用30，不宜大于 45。°
e）天桥宽度不宜小于1.0m。
f）车道、通道的布置应符合GB50016 中的要求，并符合当地有关部门的规定。
5.5.4 特大型人工湿地污水处理工程的厂区应根据现场条件应设置围墙，其高度不宜小于 2.0m。
5.5.5 厂区的绿化应结合当地的自然条件选择适宜的植物，绿化覆盖率应符合当地城市规 定要求。
5.5.6 厂区的高程布置应充分利用原有地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求； 水流宜采用重力流布置，减少污水提升动力消耗。5.5.7 应考虑人工湿地植物的高度与工程各单元的景观协调。
5.5.8 人工湿地污水处理工程的景观建设应遵循和谐、自然、均衡的原则，综合考虑人工 湿地轮廓与不同类型人工湿地搭配、水生植物配置、人工湿地水体景观设计、人工湿地沿岸 辅助设施营建等。工程工艺及人工湿地设计
6.1 工程工艺流程设计原则
6.1.1 人工湿地污水处理工程的工艺流程设计应综合考虑处理水量、原水水质、建设投资、运行成本、排放标准及稳定性等因素。
6.1.2 预处理程度根据具体水质情况与污水处理技术政策，选择一级处理、强化一级处理 和二级处理等适宜工艺，其设计必须符合GB50014 中的有关规定。
6.1.3 预处理设施宜采用悬浮物去除效果较好、投资和运行费用较低的工艺。
6.1.4 采用人工湿地工艺时，应根据不同地区的气候条件、植被类型和地理条件经充分研 究后加以确定，有条件的可通过实验取得相关数据后比较确定。
6.1.5 人工湿地可由单一或多个类型的人工湿地组成，根据处理规模的需要，既可采取分 级串联，也可采取同级并联或更复杂的组合方式。
6.1.6 人工湿地的工艺设计应对污染源控制、污水处理以及污水资源化利用等环节进行综 合考虑，统筹设计，并通过技术经济比较后确定适宜的方案。
6.2 人工湿地水力、有机负荷设计
6.2.1 人工湿地应按五日生化需氧量表面有机负荷确定湿地面积，同时应满足水力负荷要 求。
6.2.2 设计中进水水量必须考虑各种极限情况，如暴雨、洪水、干旱等。同时，人工湿地 应具备10%～20%的超负荷能力，污水进入量应可调节。
6.2.3 人工湿地应以污水入流量及出流量的平均流量作为设计水量： in out av Q Q Q + =，其中，Q Q A(P I ET)out in = + − − „„„„„（7）
式中，av Q ——平均流量，m3/d； in Q ——人工湿地污水入流量，m3/d；
out Q ——人工湿地污水出水量，m3/d； A ——人工湿地面积，m2； P ——降雨量，m3/d； I ——渗透量，m3/d； ET ——蒸发量，m3/d。
6.2.4 各种人工湿地有机负荷设计参数可按表2 选取，用于专门处理工业污水的人工湿地 的设计参数应由实验确定。表2 人工湿地有机负荷设计参数
湿地类型 进水BOD5 浓度（mg/L）BOD5 负荷（kgBOD5/ha穌）处理效率（%）
表面流人工湿地 <50 15～50 <40 水平潜流人工湿地 <100 80～120 45～85 垂直潜流人工湿地 <100 80～120 40～80 6.2.5 污水经预处理设施后进入人工湿地，进水水质宜满足BOD5/CODcr＞0.3 的要求。6.2.6 人工湿地的水力负荷范围可按表3，其具体参数根据预处理程度、水量选取。表3 人工湿地水力负荷设计参数
湿地类型 水力负荷（m3/ha穌）表面流人工湿地 <1000 水平潜流人工湿地 150～5000 垂直潜流人工湿地 300～10000 6.2.7 垂直潜流人工湿地宜用于处理氨氮含量较高的污水。
6.3 人工湿地几何尺寸设计
6.3.1 潜流人工湿地设计中如采用多个人工湿地单元时，独立单元面积不宜大于800m2。6.3.2 表面流人工湿地的单元长宽比宜控制在3:1 以上，潜流人工湿地的单元长宽比宜控 制在3:1 以下。对于长宽比小于1 或不规则的潜流人工湿地，应考虑人工湿地均匀布水和集 水的问题。
6.3.3 规则的潜流人工湿地单元的长度宜为20m～50m。不规则人工湿地的设计，应考虑 尽量减少死角的问题。
6.3.4 潜流人工湿地的深度应大于植物根系所能达到的最深处，保证人工湿地单元中植物 的生长及必要的好氧条件。6.3.5 通常以植物根系深度考虑人工湿地水深的初步设计值。在设计暴雨径流湿地时，还 应考虑雨季的超高水位，此时淹没的最大深度应保证大部分植物能够生存并发挥其功能。表 面流人工湿地的水深宜控制在0.3m～0.5m，潜流人工湿地水深宜控制在0.4m～1.6m。6.3.6 对于潜流人工湿地，水位控制应满足如下要求：
a）人工湿地接纳最大设计流量时，其进水端不能出现雍水现象，防止发生表面流。b）人工湿地单元中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。6.4 人工湿地水力参数设计
6.4.1 表面流人工湿地的底坡取值不宜大于0.5%，潜流人工湿地的底坡宜为0.5%～1%，具体应根据所采用的基质来确定。
6.4.2 表面流人工湿地的总水力停留时间宜为4d～8d，潜流人工湿地的水力停留时间宜为 2d～4d。
6.5 人工湿地单元布局与分区设计
6.5.1 人工湿地总面积和构造形式确定后，应考虑与场所的边界和轮廓相适应，尽量减少 土方搬运量和人工湿地单元之间的运输量，合理布设人工湿地单元。
6.5.2 确定人工湿地单元数目时，应考虑到运行的稳定性、易维护性和地形的特征。6.6 人工湿地进水、出水设计
6.6.1 人工湿地进水系统的设计应保证配水的均匀性。表面流人工湿地的进水系统可采用 一个末端开口的管道、渠道或带有闸门的管道。潜流人工湿地的进水系统可采用铺设在地面 和地下的多头导管、与水流方向垂直的敞开沟渠以及简单的单点溢流装置。
6.6.2 人工湿地的进水流量可通过阀或闸板调节，过多的流量或紧急变化时应有溢流、分 流措施。
6.6.3 潜流人工湿地出水系统的设计可采用沟排、管排、井排等方式，设计时必须考虑受 纳水体的特点、人工湿地的布置及场地的原有条件。
6.6.4 对严寒地区，进、出水管的设置必须考虑防冻措施，并在潜流人工湿地单元的进出 水管上设置阀门，底部设放空阀。
6.6.5 人工湿地出水量较大且跌落较高时，应设消能设施。6.7 人工湿地植物选择与种植要求
6.7.1 人工湿地植物的选择，应根据其耐污性、生长能力、根系的发达程度以及经济与美 学价值等因素，同时宜采用当地品种，保证对当地气候的适应性。
6.7.2 人工湿地的设计中，应尽可能增加植物的多样性、提高对污水的处理性能、延长使 用寿命。
6.7.3 人工湿地种植土壤的质地宜为粘土～壤土、土壤厚度为20cm～40cm，渗透系数为 0.025cm/h～0.35cm/h。可就近采用当地的表层种植土，如当地原土不适宜人工湿地植物生 长时，则需进行置换。
6.7.4 人工湿地可选择的挺水植物有芦苇、茭白、水葱、菖蒲、香蒲、灯心草等，浮水植 物有凤眼莲、浮萍、睡莲等，沉水植物有伊乐藻、茨藻、金鱼藻、黑藻等。人工湿地可选择 一种或几种植物作为优势种搭配栽种，并根据环境条件和植物群落的特征，按一定比例在空 间分布和时间分布方面进行安排，达到生态系统高效运转，稳定可持续利用的要求。
6.7.5 人工湿地植物的栽种/移植可包括根幼苗移植、种子繁殖、收割植物的移植以及盆栽 移植等。
6.7.6 人工湿地种植植物的最佳时间是春季或初夏，夏末或初秋种植也可。若要在种植的 第一年启动人工湿地，可在生长季节结束前或霜冻期来临前3 个月～4 个月进行种植。6.7.7 人工湿地植物的插植密度不得小于3 株/m2，潜流人工湿地植物的种植密度宜为9 株/m2～25 株/m2。
6.8 人工湿地防堵塞设计
人工湿地防堵塞设计时，应综合考虑污水的悬浮物浓度、有机负荷、投配方式、基质 粒径、植物、微生物、运行周期等因素。可采用以下方法降低堵塞的几率： a）可采用厌氧水解酸化作为预处理设施，提高污水的可生化性。
b）可对污水进行预曝气，提高人工湿地基质中的溶解氧，更好地发挥微生物的分解 作用，防止土壤中胞外聚合物的蓄积。
c）选择合适的基质粒径及级配，基质粒径及级配的选择应在保证净化效果和防止堵 塞两者之间选择一个平衡点。
d）设计潜流人工湿地时，应考虑单元堵塞问题，应设置清淤装置。
6.9 工程计量设计
6.9.1 人工湿地污水处理工程的污水、污泥的计量宜考虑水头损失小、精度高、操作简单、便于管理，不宜沉积杂物的装置，一般可采用电磁流量计、超声波流量计、巴氏流量槽等。6.9.2 人工湿地应在入水处和出水处安装计量装置，流量计量方式宜根据输水设施而定。6.10 工程消毒要求 6.10.1 人工湿地污水处理工程作为城镇污水处理厂时，应设置消毒设施。
6.10.2 人工湿地污水处理工程的消毒设施和有关建筑物的设计，应符合GB50013 中的有 关规定。
6.10.3 在特殊情况，如传染病暴发或对病菌有较高出水要求时，应对出水进行消毒处理。消毒要求应符合GB50014 中的有关规定。6.11 工程污水回用要求
人工湿地污水处理工程的出水作为再生水利用时，应符合GB50335 中的有关规定。6.12 工程突发事故应急措施
6.12.1 人工湿地污水处理工程进水水质超标时，应减少进水水量，将总污染负荷控制在设 计范围内。
6.12.2 预处理设施和人工湿地都应设置溢流系统。水量超过处理能力时，预处理设施和人 工湿地的溢流系统可单独使用，也可同时使用。
6.12.3 突发暴雨时，暴雨的水量如在工程处理能力与溢流系统的水量控制范围内，则可以 正常运行；暴雨的水量如在工程处理能力和溢流系统的水量控制范围之外，则工程正常处理 和溢流系统的水量之外的过量雨水应通过分流措施排走。
6.12.4 人工湿地污水处理工程宜备用发电机，在突然停电时使用。如没有备用发电机，须 手动关闭总进水阀门，开启分流阀门。
6.12.5 人工湿地单元发生故障时，应关闭故障人工湿地单元，增加非故障人工湿地单元的 进水量。如遇到整个人工湿地不能运行时，应通过人工湿地的分流措施将污水排出。6.13 工程二次污染物控制措施
6.13.1 一般规定
6.13.1.1 人工湿地污水处理工程运行过程中，产生的恶臭、噪声、污泥及残渣等污染物的 防治，应符合国家现行的环境保护法规和标准中的有关规定。
6.13.1.2 制订人工湿地污水处理工程的二次污染物治理措施前应落实污染源的特性和产 生量。
6.13.2 恶臭治理
6.13.2.1 在预处理设施的恶臭产生位置应设置恶臭收集设备并进行集中除臭处理。
6.13.2.2 大型和特大型规模的人工湿地污水处理工程的预处理设施构筑物宜采取全密闭 收集措施。
6.13.2.3 人工湿地产生的恶臭气体可利用人工湿地植物及绿化植物吸收处理。
6.13.2.4 人工湿地污水处理工程的恶臭气体排放浓度应符合GB16554 中的有关规定。6.13.3 噪声和振动防治 6.13.3.1 应采取隔声、消声、绿化等降低噪音的措施，厂界噪声应达到GB12348 中的有 关规定。
6.13.3.2 设备间、鼓风机房等机械设备的噪声和振动控制的设计应符合GB50040和GBJ87 的规定。
6.13.4 污泥处理与处置
6.13.4.1 预处理设施产生的污泥处理与处置设计应符合GB50014 中的有关规定。6.13.4.2 潜流人工湿地内部产生的污泥可定期采用清淤设施排至预处理设施处。7 主要设备及材料
7.1 工程设备与材料要求
人工湿地污水处理工程的预处理设施、污泥处理、恶臭处理、检测、消毒、计量设施、污水回用等单元的设备与材料应符合国家相关标准的有关规定。
7.2 人工湿地基质选择
7.2.1 基质的选则应根据基质的机械强度、表面积、稳定性、孔隙率及表面粗糙率等因素 确定，且应满足下列条件： a）具有一定的机械强度。
b）空间体积及形态方面，基质提供的表面积尽可能大。c）具有一定的生物、化学及热力学稳定性。
d）具有一定的孔隙率及表面粗糙率。
e）应对固定微生物无害、无抑制作用，不得显著影响固定微生物的生物活性。f）从经济角度讲，基质应具有可再用性。
g）应根据不同基质的亲、疏水性及表面电性，合理选择基质，可采用单一的基质层 或几种基质搭配组合。
7.2.2 人工湿地基质应采用多种材质，应从选料、洗料、堆放、撒料四个方面加以控制。7.2.3 所选基质必须过筛，达到设计要求的粒径范围。保证填筑材料的含泥（砂）量和填 料粉末含量小于设计要求值。
7.2.4 基质选择应本着就近取材的原则，可采用沙、石混合作为常用基质。
7.2.5 人工湿地种植土壤应采用松软粘质壤土，不得使用板结土壤，种植土壤的深度应保 证不低于20cm，土壤中不得含有石块等硬物。
7.2.6 潜流人工湿地基质系统的孔隙率宜控制在30%～45%。7.3 人工湿地防渗材料选择
7.3.1 人工湿地处理污水时，必须要有完备的防渗措施。防渗层的渗透率要低于10-6cm/s，防渗层宜采用黏土层，也可采用聚乙烯薄膜等其他建筑工程防水材料。对处理雨水的人工湿 地也可不采用防渗层，处理后的雨水直接水体或补充地下水。
7.3.2 单体防渗的设计、施工、测验和管理应符合SL18-2004 中的有关规定。7.3.3 当防渗工程采用钠基膨润土防水毯作为防水材料时，可参照JG/T193 执行。7.3.4 当防渗材料选用聚乙烯丙纶卷材等建筑材料时，可参照CECS199 执行。7.4 人工湿地管材设计
7.4.1 人工湿地内部管材选用PVC 或PE 管时，应按GB/T13663 规定执行。7.4.2 人工湿地的管材防腐应符合GB50046 中的规定。7.5 人工湿地闸阀及其它要求
7.5.1 阀门的设计应满足国家相关制造标准中的规定。
7.5.2 阀门选用应满足耐腐蚀性强、密封性好、操作灵活等特点。
7.5.3 水位控制闸板、可调堰及格栅等采用非标设计时，应考虑材质、控制方式、防腐及 耐用等几方面。
7.5.4 人工湿地总排放管入地表水体时应优先考虑采用橡胶缓闭逆止阀。8 检测与过程控制
8.1 检测
8.1.1 人工湿地污水处理工程设计应根据工程规模、工艺流程、运行管理要求确定检测和 控制内容。
8.1.2 大型和特大型人工湿地污水处理工程应设标准化验室，中、小型的人工湿地污水处 理工程可在污水处理车间内附属设置化验室或化验台。
8.1.3 化验室或化验台应按照检测项目配备相应的检测仪器。
8.1.4 应对人工湿地的流量、水位、水质和一些生物学参数进行日常检测。对其它项目也 要进行定期检查，如维修水泵、围堰、控制结构，管理植物，清除无机沉积物等。表4 人工湿地成功运行所需的检测内容
参数 取样位置 取样频率
所有系统：温度、DO、pH 值进水、出水 每周 16 城市污水处理系统：BOD5、TSS、Cl-、SO4 2-进水、出水 每月
工业污水处理系统：COD、TSS 进水、出水每月 雨水处理系统：TSS 进水、出水每月 视需要监测：NOx-N、NH4 +-N、TKN、TP、金属、毒性物质进水、出水 每月
污水流量 进水、出水 每天 降雨量 人工湿地附近每天 水的波动 人工湿地内 每天 植被覆盖率 人工湿地内 每年
8.2 自控
8.2.1 安装在线监测系统的，应符合HJ/T353、HJ/T354 和HJ/T355 的规定。
8.2.2 所用监测仪器应符合HJ/T15、HJ/T96、HJ/T377、HJ/T101、HJ/T103 等的规定。8.2.3 全厂的控制系统宜划分为若干个单元，各单元由可编程序逻辑控制器（PLC）控制，PLC 根据工艺参数自动监控各运行设备。
8.2.4 在中控室通过计算机与PLC 联网，实时显示运行工况、实时向PLC 传送调整设备 运行状态的指令、建立数据库并储存记录运行中各参数、指标等资料。
8.2.5 现场控制设备通过“手动/自动”选择开关进行切换，可由现场开关直接控制设备，必须将现场控制模式作为最高优先级的控制模式以保证现场操作的安全。9 辅助工程
9.1 电气系统
9.1.1 人工湿地污水处理工程的供电方式应根据用电要求，与当地电力部门协商确定。9.1.2 人工湿地污水处理工程的低压配电设计应符合GB50054 的有关规定。9.1.3 人工湿地污水处理工程的供配电系统应符合GB50052 的有关规定。
9.1.4 人工湿地污水处理工程的施工现场供用电安全应符合GB50194 的有关规定。9.1.5 人工湿地污水处理工程的供电设计应符合GB50053 的有关规定。9.1.6 人工湿地污水处理工程的照明设计应符合GB50034 中的有关规定。9.2 给水、排水和消防 9.2.1 给水
9.2.1.1 人工湿地污水处理工程应有可靠的供水水源和完善的供水设施。供水设计应符合 GB50015 的有关规定。9.2.1.2 人工湿地污水处理工程给水管网宜采用生活给水和消防给水联合供水系统。9.2.2 排水
9.2.2.1 雨水量设计重现期应符合GB50014 中的有关规定。
9.2.2.2 人工湿地污水处理工程的生活污水应统一收集，与污水一并进行处理。9.2.3 消防
9.2.3.1 人工湿地污水处理工程消防设施的设置必须满足场区消防要求。9.2.3.2 人工湿地污水处理工程管理区应符合GB50016 中有关规定。9.2.3.3 消防器材的设置应符合GB50140 中有关规定，并定期检查、验核消防器材效用，做到及时更换。
9.3 采暖、通风与空调
9.3.1 建筑物的采暖与空调的设计应符合GB50019 的有关规定。
9.3.2 当建筑物的机械通风不能满足工艺对室内温度、湿度要求时，应设空调装置。9.4 建筑与结构
9.4.1 建筑的造型应简洁、新颖，并与周围环境相协调。厂房的平面布置和空间布局应满 足工艺设备布置要求，同时应考虑今后生产发展和技术改造的可能性。9.4.2 建筑物抗震等设计应符合GB50011 的有关规定。9.4.3 建（构）筑物结构设计应符合GB50069 的有关规定。10 施工与环境保护验收 10.1 施工
10.1.1 人工湿地污水处理工程的施工应符合国家关于施工的资质、施工程序及施工管理文 件的要求。
10.1.2 人工湿地污水处理工程的施工应符合国家相关的标准和规范要求。
10.1.3 施工单位除遵守相关的施工技术规范以外，还应遵守国家有关部门颁布的劳动安全 及卫生、消防等国家强制行标准。
10.1.4 人工湿地污水处理工程施工中使用的设备、材料、器件等应符合相关的国家标准，并应取得供货商的产品合格证后方可使用。
10.1.5 人工湿地污水处理工程按设计文件进行建设，对工程的变更应取得设计单位的设计 变更文件后再进行施工。
10.1.6 人工湿地污水处理工程建在荒地时，前期准备的主要任务是清除场地。清除工程应 包括运走场地内的建筑垃圾、树木以及其他障碍物等。10.1.7 对于新建的人工湿地污水处理工程，地形平整后，应根据设计形成的人工湿地单元，分单元进行挖掘，将场地挖到设计深度，平整夯实。场地达到设计坡度后，进行防渗处理，防渗施工结束后，需进行渗透试验，确保其防渗效果。
10.1.8 人工湿地防渗材料采用低密度聚乙烯，敷设时应由专业人员用专业设备进行专业焊 接，焊接结束检查合格后方可铺设基质。人工湿地穿墙管处应对防渗膜做局部处理，防止漏 水。
10.1.9 人工湿地周边护坡宜采用夯实的土壤构建。围堰的核心可进行适当的处理，如填充 砖石、混凝土等，防止一些动物的破坏。围堰夯实过程中，必须考虑土壤的湿度，不得在阴 雨天施工。围堰建成后，应进行表面防护，如种植护坝植被。
10.1.10 人工构筑湿地要求基础具有一定的稳定性。如基础所在的部位原土为有机土壤或 高黏土含量的土壤时，应将土清除，回填坚实基础材料。
10.1.11 潜流人工湿地单元的四周墙体可采用砖砌或混凝土浇筑，其设计应符合GB50003 或GB50070 中的有关规定。
10.1.12 人工湿地使用砾石作为基质时，使用前应对砾石进行级配、清洁，去除杂质。10.1.13 潜流人工湿地种植土表层高于设计地坪时，应在人工湿地周边进行护坡。坡度宜 为4:1～2:1。
10.2 环境保护验收
10.2.1 人工湿地污水处理工程环境保护验收按《建设项目竣工环境保护验收管理办法》的 规定进行。
10.2.2 在生产试运行期间应对其进行性能试验，性能试验报告应作为环境保护验收的重要 内容。
10.2.3 人工湿地污水处理工程性能试验包括：功能试验、技术性能试验、设备和材料试验。其中，技术性能试验至少应包括以下项目： a）处理污水量。
b）污水污染物的去除率。c）污泥的处理情况。d）电能消耗。
10.2.4 人工湿地污水处理工程环境保护验收的主要技术依据包括： a）项目环境影响报告书审批文件。b）各类污染物环境监测报告。c）批准的设计文件和设计变更文件。d）污水处理性能试验报告。
e）试运行期间污染物连续监测报告。
f）完整的启动试运行、生产试运行记录。
10.2.5 经竣工环境保护验收合格后，人工湿地污水处理工程方可正式投入使用运行。11 劳动安全与职业卫生 11.1 一般规定
11.1.1 人工湿地污水处理工程在设计、施工和生产过程中，必须高度重视劳动安全问题，采取有效的应对措施和各种预防手段，严格执行国家相关法律法规和部门规章及标准。11.1.2 建设单位必须在人工湿地污水处理工程建成运行的同时，保证安全和卫生设施同时 投入使用。
11.2 安全与卫生
11.2.1 可根据人工湿地污水处理工程的特点，设置安全通道，供厂外人员参观。11.2.2 人工湿地污水处理工程应设置必要的照明系统。
11.2.3 在设备安装和检修时应有相应的保护措施。
11.2.4 加强员工的安全防护意识，操作人员必须佩戴必要的劳保用品。
11.2.5 各岗位操作人员和维修人员必须经过岗前培训，经考核合格后持证上岗，并应定期 进行教育培训。
11.2.6 操作人员必须严格执行本岗位安全操作规程。
11.2.7 严禁非本岗位操作人员擅自启、闭本岗位设备，管理人员不允许违章指挥。
11.2.8 建立并严格执行定期和经常的安全检查制度，及时消除事故隐患，特别是秋冬季节 的防火安全。12 运行与管理
12.1 总则
12.1.1 为加强人工湿地污水处理工程的设备管理、工艺管理和水质管理，保证污水处理厂 安全运行，制订本运行管理要求。
12.1.2 人工湿地污水处理工程的运行应符合CJJ60 中的有关规定，同时还应符合国家现行 有关标准的规定。12.2 运行条件
12.2.1 必须具有经过培训的技术人员、管理人员和相应数量的操作人员。12.2.2 具有完备的保障污水安全处理的规章制度。
12.2.3 具有保障人工湿地污水处理工程正常运行的周转资金和辅助原料。12.2.4 具有负责污水处理效果监测、评价工作的机构和人员。
12.3 机构设置与劳动定岗、定员
12.3.1 人工湿地污水处理工程运营机构的设置应以精简高效、安全生产、提高劳动生产率 为原则，做到分工合理、职责分明。
12.3.2 人工湿地污水处理工程的劳动定员可分为生产人员、辅助生产人员和管理人员。管 理人员应包括技术人员和安全管理人员。
12.3.3 人工湿地污水处理工程的劳动定员应按定岗定量的原则合理确定。
12.4 人员与运行管理
12.4.1 人工湿地污水处理工程的操作人员、技术人员及管理人员应进行相关法律法规、专 业技术、安全防护、应急处理等理论知识和操作技能的培训。
12.4.2 人工湿地污水处理工程应建立生产设施运行状况、设施维护等的登记制度。12.4.3 各岗位的操作人员应按时做好运行记录，数据应准确无误。
12.4.4 为保证人工湿地污水处理工程生产活动安全有序进行，必须建立严格的交接班制 度。
12.5 人工湿地的启动
12.5.1 人工湿地的启动应经历两个阶段：系统调试、植物复活、根系发展的不稳定阶段以 及植物生长成熟、处理效果良好的稳定成熟阶段。
12.5.2 潜流人工湿地在启动阶段，芦苇等植物栽种后即须充水。初期可将水位控制在地面 下25mm 左右处。按设计流量运行三个月后，将水位降低至距床底0.2m 处，以促进芦苇等 植物根系向深部发展。待根系深入到床底后，再将水位调节至地表下0.2m 处开始正常运行。12.6 人工湿地的管理
12.6.1 应加强植物管理，保证人工湿地水生植物的密度及良性生长。
12.6.2 植物系统建立后，必须由污水连续提供养分和水，保证植物多年的生长和繁殖。12.6.3 应避免植物在高浓度毒性物质的作用下受损害。12.6.4 应对死亡植物及时补种，保证植物的处理能力。12.6.5 秋季应考虑周期性收割枯死植物和去除表面枯枝落叶。
12.6.6 杂草的控制可采取调节水位和人工拔除的方式，既要保证高效植株的生长优势，又 要适当保持杂草的生长，维系生态系统的平衡。
12.6.7 人工湿地设计、建造时，应考虑引进有益生物和控制有害生物之间的生态平衡。野 生生物的控制应因地制宜，综合考虑地理位置、污染物种类、人工湿地设计和管理要求等各 种因素。
12.6.8 人工湿地必须对蚊蝇加以控制。充足的食蚊鱼数量可控制蚊蝇，以及食吃掉蚊蝇幼 卵。在北方气候食蚊鱼很少生存下，可通过化学或生物药剂进行控制蚊蝇。
12.6.9 除草剂、杀虫剂的使用可改变人工湿地的生态功能，对出水水质不利，不宜在人工 湿地中使用除草剂、杀虫剂。
12.6.10 应定期清理湿地内部沉积物。
12.7 北方低温环境运行措施
12.7.1 应适时收割人工湿地植物的地上部分，改善冬季人工湿地的出水水质。
12.7.2 人工湿地植物的收割时间宜选择在秋末初冬植物枯萎后。应先降低人工湿地内的水 位，待表土干燥后再进行收割，避免工人操作时破坏湿地土壤。12.7.3 冬季应做好人工湿地的保温措施。
12.7.4 定期做人工湿地冻土深度测试，掌握人工湿地的运行状况。12.7.5 冬季可考虑强化预处理以减轻人工湿地污染负荷。12.8 人工湿地运行防止堵塞措施
12.8.1 启动清淤系统，定期清淤。
12.8.2 间歇运行。人工湿地间歇运行和适当的湿地干化期，保证基质一定的好氧状态，避 免胞外聚合物的过度积累，防止基质堵塞。12.8.3 对污水进行曝气。
12.8.4 更换人工湿地局部的基质，这种方法可以有效的恢复人工湿地的功能。附 录 A（规范性附录）符 号
ε ——孔隙率；
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； V ′ ——人工湿地基质的绝对密实体积； t ——水力停留时间； V ——湿地容积； av Q ——平均水量； os q ——表面有机负荷；
0 C ——人工湿地进水BOD5 浓度； 1 C ——人工湿地出水BOD5 浓度； A ——人工湿地面积； hs q ——表面水力负荷； i ——水力坡度；
ΔH ——污水在人工湿地内渗流路程长度上的水位下降值； H ——污水在人工湿地内渗流路程1 处的水位值； 2 H ——污水在人工湿地内渗流路程2 处的水位值； L ——污水人工湿地内的渗流路程； y k ——渗透系数； 1 ΔS ——污水在人工湿地基质或防渗层流动通过的距离； S ——污水在某一时刻T1 时的位移； 2 S ——污水在某一时刻T2 时的位移；
T ——污水通过人工湿地基质或防渗层的时间； in Q ——人工湿地污水入流量； out Q ——人工湿地污水出水量； 1 23 P ——降雨量； I ——渗透量； ET ——蒸发量。__
第三篇：人工湿地污水处理工程案例汇集
人工湿地污水处理工程案例汇集
1、澄江县马料河人工湿地污水处理工程
建设时间：2003年7月
工程工艺：氧化塘+垂直潜流+表流湿地 污水类型：城镇生活污水 处理能力：3000m3/d 占地面积：20000m2
达标要求：GB18918-2002一级B标准 目前状况：正常运行 现场照片：
表流湿地生长繁茂的慈姑与风车草
上行垂直潜流湿地里的菖蒲
人工湿地的进水是为城镇生活污水和农业面源污染
人工湿地的出水
结语：
马料河人工湿地和窑泥沟人工湿地一样，是云南省乃至国内填料型人工湿地污水处理系统工程化应用的典范。然与我国诸多的其它工程一样，缺少必要地维护，导致工程效能的降低甚至停滞，曾一度引起省市领导的责问。
它当然也是一个不尽完善的工程，但，也正是因为它的不完善，才能让从业者们累计了相当多的经验和教训，才能使后续工程得以有经验可循。
2、江川县渔村大河人工湿地污水处理工程 建设时间：2004年11月 工程工艺：氧化塘+水平潜流
污水类型：农村生活污水+农业面源污染 处理能力：10000m3/d 占地面积：13000m2
达标要求：地表IV类水要求，部分满足III类要求 目前状况：正常运行，部分指标达标 现场照片：
刚施工完毕的湿地系统
运行3年后水平潜流湿地中生长繁茂的芦苇
3年后水平潜流湿地系统中生长繁茂的风车草
湿地进水
湿地出水
结语： 作为高负荷潜流湿地处理富营养化污水的力作，它曾获得了云南省政府、省环保厅、国家环保部等诸多领导的好评，也由此获得了诸多的荣誉与荣耀。记得某个领导视察时，看到如此清洌的出水，激动地直接舀了就喝。
实际停留时间长，配置植物丰富，水力负荷高等是它的特点，缺点是太过规整，以至于所有见过它的人都说，人工饰造的痕迹太重。目今，工程移交给当地政府后，因拿不出足够的资金进行维护，而导致池床淤塞，水体漫流，管道破损，水力负荷和实际运行能力大幅度降低。
这个工程也开启了人工湿地高效处理污水的先河，处理一立方污水仅用1.2平方米左右的面积，为人工湿地一直所诟病的占地面积大提供了学习和借鉴的经验。
3、玉溪市九溪人工湿地污水处理工程 建设时间：2008年5月
工程工艺：氧化塘+水平潜流+垂直潜流 污水类型：富营养化污水（蓝藻水）处理能力：100000m3/d 占地面积：150000m2
达标要求：地表IV类水要求，部分满足III类要求 目前状况：正常运行，出水达标 现场照片：
九溪人工湿地进水
经过前端表流湿地处理后的九溪人工湿地进水
一级生物塘（氧化塘）系统，还可以看到明显的蓝藻
用于曝气的跌水系统
九溪人工湿地出水
九溪人工湿地水平潜流系统中生长繁茂的花叶芦竹
生长繁茂的象草系统
生长繁茂的风车草和花叶芦竹系统
结语：
这个工程之所以实施，最根本的目的是为了解决玉溪市城区人口的生活用水和改善抚仙湖水质，解除星云湖水对抚仙湖水质的威胁。
工程是目今为止，国内外面积最大的填料型人工湿地——光碎石填料就达15万立方。工程继续秉承环保部华南环境科学研究所高负荷高效能设计的基本原则，节约每一平方米土地。工程出水除磷和氨氮外，均达到了地表3类的标准，其蓝藻的去除率达到99%以上。
工程效果是有的，但所付出的代价也是很大的，工程所使用的土地均为农田，为租用，而工程的性质也仅为临时性工程，估曰20年。想想合约到期后的退耕恢复问题，每一个设计师和建设者都应该沉思。
庆幸的是，最新出来的人工湿地设计规范提出了，尽量不占用农田或者尽量利用废弃土地建设人工湿地的意见，该当为此而欢呼者，毕竟，农田是为人生存的基础所在。
4、萍乡市芦溪县南坑人工湿地污水处理工程 建设时间：2009年7月
工程工艺：氧化塘+水平潜流+垂直潜流 污水类型：城镇生活污水+农业面源污染 处理能力：5000m3/d 占地面积：9000m2
达标要求：GB18918-2002一级B标准
目前状况：正常运行，出水部分满足地表III类要求 现场照片：
处于生长恢复期的植物系统（相机日期有误）
下行垂直流湿地系统
正常运行期的南坑人工湿地（污水在填料以下运行）
南坑人工湿地冬季运行效果
湿地进水口及配水渠
湿地进水及出水效果类比
结语：
南坑人工湿地是我国长江中下游流域第一个高负荷人工湿地，由于此前该区域没有相关借鉴的工程案例，因此，作为一个尝试，设计与施工相对比较保守，其水力负荷约0.5左右，停留时间52h。
工程配置了22个湿地植物品种，筛选出了约12种在此区域包括湖南、江西地域生长表现非常的湿地植物品种，这些植物根系发达，生长发育期长，具有较好的景观效果，在有霜的条件下，常绿甚至半常绿。为此区域人工湿地的应用推广提供了借鉴和参考。
5、昆明市体育城人工湿地污水处理景观工程
建设时间：2008年10月 工程工艺：氧化塘+表面流+水平潜流 污水类型：污水处理厂废水 处理能力：2000m3/d 占地面积：4000m2
达标要求：CJ/T 95-2000景观回用水标准 目前状况：正常运行，出水达标 现场照片：
工程施工前的景观河道及污水（与金鱼类比，水是黑色的）
此时的汇水由于蓝藻滋生而泛绿
施工一个月后，可以看到水质明显改善，景观效果也更加柔和
以前的一汪绿水也变得清澈
大量的污染由于填料的过滤与微生物的分解而消耗，使得水体透明度提高，沉水植物能够大量繁衍，进而促进了群落恢复的良性循环。这也是我们进行湿地恢复所要达到的最终目的。
繁茂、丰富而处理功能旺盛的水生植物系统
结语：
作为一个改造工程——它将原本用于景观绿化的水系（河道）结合人工湿地（填料）进行改造，应该说取得了较好的效果。至少它是一次有效的，有非常可行借鉴意义的尝试。可想而知，污水处理厂的废水如果直排，其结果必然是那一汪绿水的。
工程秉承湿地景观的理念，采用潜流+表流湿地的结构模式进行景观化设计，不生硬，不造作。但由于工程缺少必要的前处理，且工程占地面积所限，水力负荷较大，因此，运行维护任务繁重，繁茂的水生植物残体收割必须每月清理一次。
得益于水域微环境的修复与重建，使其自然衍生了大量的沉水植物，这是我们水域生态修复工程所要达到的终极目的，通过沉水植物的自然衍替、循环和持续发展实现水体的自净。
6、江川人工湿地实验工程 建设时间：2003年12月 工程工艺：氧化塘+水平潜流 污水类型：富营养化污水 处理能力：1000m3/d 占地面积：1000m2
达标要求：GB3838-2002II类水要求
目前状况：课题验收结束，实际达到III类水要求，部分符合II类水要求 现场照片：
人工湿地工艺流程及设置
实验工程的氧化塘系统
前端（前处理）系统经过氧化分解后的出水，蓝藻基本上给杀死了
工程出水系统及出水
结语：
作为九溪人工湿地规模化应用在云南的实验工程（中试），该人工湿地取得了相当好的效果。传入初期的中国人工湿地，都是摸着石头过河，借鉴的依据也大都是国外的文献——实际上这些文献与我国的实际情况是不相符的，中国没有那么大的闲置土地，中国的污染废水也都是直排的。
也是从这个实验工程开始，我们对人工湿地污水处理的达标要求有了新的认识，原来污水经过自然地力量还竟然能够变成这样。
7、云南城投福保塘湿地公园
建设时间：2008年10月 工程工艺：湿地公园+表流湿地 污水类型：富营养化污水 处理能力：3000m3/d 占地面积：80000m2 目前状况：正常运行 现场照片：
福保塘湿地景观
湿地栈桥
湿地栈桥
引入的废水
曲径通幽
大量的恢复沉水植物（由于水里养了较多的鱼，因此，大多数情况下水是混浊的）
结语：
湿地公园建设的目的在于，在进行生态修复，景观改造的同时，满足湿地“自然之肾”的功能要求。其实国外较多的人工湿地都是这样做的——它们把经过污水厂排放的废水导入大面积的自然湿地之中，通过湿地的模式对污水进行无害化的处理，并且结合景观规划对环境进行改造，当然，这需要更大的面积，这也是国外湿地水力负荷低至0.001的原因。
大多数情况下的湿地公园建设，应该是对湿地进行改造，而不是重建，比如西溪湿地、西湖西镜湿地。在保留原始风貌的同时改造，这样对环境的影响最小化，而对景观的改善效果却是最大化的。
后记：
影响我国人工湿地发展问题的一些思考
我国的人工湿地经历了由引入到发展的过程。其建设的工艺和方法随着研究成果的不断推出而变得丰富，人工湿地的处理效能也得到不断的完善和提高。除了在理论研究上取得了较多的成果外，作为工程应用建设的人工湿地也得到了进一步的推广和发展，一些实用工程的建设和运行，为人工湿地的发展提供了经验性的参考。
虽然如此，我国人工湿地建设和应用的步伐还是相对缓慢，其所取得的成果也属鲜见，这与人工湿地本身的特性是分不开的，与我国目前人工湿地建设和管理的体制也有较大的关系。
1、人工湿地的建设占用耗费了大量的土地面积。这对于我国，尤其是我国的中心城市而言，是其发展和推广应用开来的一个挚肘。在我国现行城市建设和规划发展的体制中，是不可能于城市中腾出一块较大的土地出来建设人工湿地的。
2、人工湿地建设的开挖量大，对环境的影响较大。人工湿地建设大规模的土方开挖和固化池体建设，对区域内的生态环境存在着严重的影响。尤其是对工程建设区域的复耕具有非常重大而长远的影响。在我国目前的湿地建设和管理模式下，建设谨慎，发展缓慢。
3、人工湿地的管理体制不完善。用一句话来形容是，人工湿地“建一个废一个，废一个死一个”，以至于人工湿地在建成后很多都成为了当地政府的一个累赘。这是由于我国目前现行的人工湿地管理制度所制约的。很多的人工湿地在建成后，即交付当地政府进行管理（主要是乡镇或村组），而当地政府部门却拿不出一定的经费对其进行预算和管理，包括灌溉、植物残体收割、病虫防治、人工费用支付等，这就导致了人工湿地成为了一个包袱，丢不掉也甩不脱。
4、人工湿地工程工艺的杂乱和不规范。人工湿地进入我国的时间虽不长，但其所形成的工艺类型却不少。由于理论研究所针对的污水类型不同，研究过程中的地理位置和影响环境不同，因而所形成的处理工艺也不尽相同，加之这门学科切入的时间较短，没有形成一个既定的规范和标准，这就给人工湿地工艺的甄选带来了很大的困挠。究竟选择何种工艺形式更加符合本区域的环境特征成为了建设者和决策者们需要慎重考虑的问题。实事是，很多决策者们单凭自己的第一感觉和单一印象，甚至是个人的交情就可以确定某个研究者所制定的工艺方案为工程实施方案。这样做的结果无外乎两种，一是侥幸成功，二是功亏一篑。
窃喜的是最近住房和城乡建设部联合环境保护部、中科院等单位联合编制了《人工湿地建设规范》，厘清了人工湿地的具体概念、建设和设计要求，为这个学科（行业）的发展理顺了道路。
5、跟风、贪功和冒进。随着我国农村污染防治规划纲要的提出，人工湿地被“炒”得愈来愈热，甚至一些原本不知道湿地为何物的单位或个人也开始热捧人工湿地。从最初的人工湿地用作二级处理到处理城镇生活污水到处理城市生活污水，一直到处理工业废水；其设计排放标准从污水厂污染物排放标准到景观再生水回用标准，到地表水标准，一个个跃进，一个个卫星，做过的没做过的，有能力没能力的............反正说大话无罪。
6、施工技术的落后。人工湿地污水处理技术作为一门学科，其有自己的施工技术规范，包括布水方式、填料选择、填料铺设、墙体的构建、防水层的建设等等。这些除了必要的技术规范外，还需要有较深的经验积累。然而我国目前从事人工湿地建设施工的队伍参差不齐，不要说施工经验，有些甚至是连施工图纸也是第一次见到。这样素质的施工队伍所建设的人工湿地可想而知了。
7、人工湿地建设时的随意性较大。人工湿地建设时应秉承“具体情况具体分析”的观点，但实际在建设过程中，作为业主方的建设单位却具有很高的决定权。为降低建设成本，常对工程的建设进行过分的干预，包括施工工艺的变更、工程工艺的增减、植物的配置以及工程材料的选择和应用等。这就导致了工程运行后存在着较大的漏洞和隐患。
8、人工湿地管理技术的不完善。不同环境条件下的人工湿地系统管理方法不尽相同，由于目前我国人工湿地大都采取托付当地有关部门管理的方式，而管理人员的专业素质较低，因此，也就无从谈起良好的工程管理了。
9、支持人工湿地建设的基础数据和研究资料太少。虽然国内从事人工湿地研究和建设的从业人员不乏其人，但由于其所形成的成果都是其花费了较大的投入所形成的知识产权，在我国现行知识产权体制尚不完善，知识产权意识淡薄的环境下，没有多少人愿意将各自的研究成果共享探讨。这也就导致了，我国人工湿地基础研究数据不仅量少，而且保守。
实际上，许多对工程实践具有很好借鉴和参考价值的技术资料，往往不在书店的学术专著或大学的专业教册中，而在科技厅（局）、研究院（所）和科技企业的档案室里，在各个设计师、工程师和 项目主管的“经验”里。
人工湿地作为一门新兴的学科和应用技术，对于我国生态型社区的建设具有非常重要的意义和作用。现今人工湿地的建设和发展受到了越来越多的重视，其工程技术规范也已经整理静待发布。
全国农村环境污染防治规划纲要（2007—2020年）提出，要在我国的广大农村进行污水处理的推广与应用，而人工湿地正是其手段与方法之一。因此，切合我国农村环境实际，结合农村具体条件，探讨出一套切实有行的农村污染人工湿地综合整治方案将是其推广应用的当务之急，这其中包括人工湿地的设备化、模块化，湿地管理的规范化以及降低成本等。
第四篇：人工湿地污水处理技术
人工湿地污水处理工艺设计与研究设想
摘要：人工湿地作为一种新型生态污水处理技术，在实际应用中取得了快速发展。为了适应我国对这一技术的迫切需要，本文介绍了目前人工湿地污水处理的工艺结构、基本设计方法，阐述了人工湿地污水处理系统工艺设计的主要内容及存在的若干问题，并提出了开展人工湿地工艺设计研究的一些设想。
关键词：人工湿地；污水处理；工程设计
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
近年来，各种水处理技术在实际应用中取得了不断的发展，特别是作为二级处理的活性污泥法以其工艺相对成熟、运行稳定、处理效果好而成为城市污水处理的主流工艺，但传统的活性污泥不仅基建投资大，运行费用高，且主要以去除碳源污染物为目的，对氮、磷等营养物质的去除则微乎其微，经处理后的出水排入水体后仍将引起“富营养化”等环境问题。三级处理虽可解决上述问题，但因投资和运行费用昂贵而难以大面积推广。同时事实也说明，单纯依靠传统的人工处理方法在我国当前的情况下尚难以从根本上解决水污染问题，只能延缓其发展趋势。70年代以来，人工湿地处理技术的提出和发展，为综合解决上述问题提供了一种新的选择。
人工湿地是一种人工建造和监督控制的与自然湿地相类似的地面，是人为地将石、砂、土壤等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统[1]。由于人工湿地具有处理效果好、建设和运行费用低、易于维护管理等优点[2,5 ]，因而受到世界各国的普遍重视，成为近年来发展较快的一种污水处理新技术[6]。
但是，由于人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，尤其在我国人工湿地污水处理技术的发展及其应用时间还相对较短，还没有比较成熟的设计参数，其工艺设计也还处于试验阶段；人们对其的认识较少，加之存在许多亟待解决的问题，因而人工湿地的应有潜力未能得到深入挖掘。本文将在阐述人工湿地污水处理系统工艺设计的主要内容及存在的若干问题的同时，提出一些开展人工湿地工艺设计研究的设想和展望，以供广大环境保护工作者参考。人工湿地的类型与工艺流程
人工湿地系以人工建造和监督控制的、与沼泽地相类似的地面，通过自然生态系统中的物理、化学和生物三者协同作用以达到对污水的净化。此种湿地系统是在一定长宽比及底面坡度的洼地中，由土壤和填料混合组成填料床，废水在床体的填料缝隙或在床体表面流动，并在床体表面种植具有处理性能好、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，形成一个独特的动、植物生态系统，对废水进行处理[7]。
人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两种类型[7]：①自由水面人工湿地(简称FWS，或称地表径流型人工湿地)，②潜流型人工湿地(简称SFS)。FWS系统中，废水在湿地的土壤表层流动，水深较浅(一般在0.3～0.6m)。与SFS系统相比，其优点是投资省，缺点是负荷低。北方地区冬季表面会结冰，夏季会滋生蚊蝇、散发臭味，目前已较少采用。而SFS系统，污水在湿地床的表面下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用，提高处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表下流动，保温性好，处理效果受气候影响较小，且卫生条件较好，是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统，但此系统的投资比FWS系统略高。
人工湿地的工艺流程有多种，目前采用的主要有：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式4种，如图1所示[7]。阶梯进水可避免处理床前部堵塞，使植物长势均匀，有利于后部的硝化脱氮作用；回流式可对进水进行一定的稀释，增加水中的溶解氧并减少出水中可能出现的臭味。出水回流还可促进填料床中的硝化和反硝化作用，采用低扬程水泵，通过水力喷射或跌水等方式进行充氧。综合式则一方面设置出水回流，另一方面还将进水分布至填料床的中部，以减轻填料床前端的负荷。实际设计中，人工湿地的运行可根据处理规模的大小进行多级串联或附加必要的预处理、后处理设施构成。这样的多种方式的组合，一般有单一式、并联式、串联式和综合式等，如图2所示[7]。在日常使用中，人工湿地还常与氧化塘等进行串联组合。
人工湿地污水处理系统一般包括前处理和人工湿地两部分。前处理一般包括化粪池、格栅、沉砂池、沉淀池、厌氧池和兼性塘等。直接将未经沉淀处理的污水引入人工湿地，虽然首级人工湿地的COD、BOD、SS的去除率高，但容易引起堵塞等问题，使维护费用增加。因此，将沉淀池或稳定塘作为人工湿地系统前处理是非常必要的。人工湿地一般工艺处理流程见图3[7]。
a c
b
d 图1 人工湿地的基本流程
a.推流式；b.回流式；c.阶梯进水式；d.综合式
a
c
b
d
图2 人工湿地的不同组合方式 a.单一式；b.串联式；c.并联式；d.综合式
图3 人工湿地一般工艺处理流程 人工湿地系统的设计
人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，尤其在我国还没有比较成熟的设计参数，其工艺设计也还处于试验阶段。其设计受很多因素的影响，主要是：水力负荷、有机负荷、湿地床的构造形式、工艺流程及其布置方式、进出水系统的类型和湿地所种植植物的种类等。由于不同国家及地区的气候条件、植被类型以及地理条件各有差异，因而大多根据各自的情况，经小试或中试取得相关数据后进行设计[7]。
3.1 选址及污水量和污水水质的确定
在人工湿地修建前，先进行污水量的调查和污水水质分析，确定处理规模以及有关污染物的去除率，设计处理后污水必须达到国家规定的污水排放标准。然后，根据地质、地貌、水文、污水出口等自然状况以及市政规划等因素选定人工湿地地址。比如地形有一定自然坡度可减少开挖土方量，有利于排水、降低投资且减少对周围环境的影响；一般人工湿地应建在非洪涝灾害区或则需考虑修建相应的防洪措施；在房价较低地段修建可大幅度降低修建成本等。
3.2 植物的选择
人工湿地系统设计中，应尽可能增加湿地系统的生物多样性，以提高湿地系统的处理性能，延长其使用寿命。植物在碎石中为微生物提供场所，在整个湿地系统中占有重要的地位，因此应慎重选择。
总的来说，选择植物应该满足：(1)耐污能力和抗寒能力强，适宜于本土生长，最好以本乡土植物为主；(2)根系发达，茎叶茂密；(3)抗病虫害能力强；(4)有一定的经济价值。而常用的植物有芦苇、香蒲、大米草、美人蕉、水花生和稗草等，目前最常用的是芦苇。芦苇的根系较为发达，具有巨大比表面积的活性物质，其生长可深入到地下0.6～0.7m，具有良好的输氧能力。种植芦苇时，一般应尽量选用当地芦苇进行移栽，即将有芽苞的芦苇根分剪成10cm长左右，将其埋入4cm深的土中并使其端部露出地面。插植的最佳季节在秋季或早春，插植密度可为1～3株/m2。
3.3 填料的选用
湿地床由三层组成，表层土壤、中层砾石层和下层小豆石层。表层土壤可用当地表层土，优先选用钙含量为2～2.5kg/100kg的混合土，以利于提高脱磷效果。在铺设表层土时，要将地表土壤与粒径为5～10mm石灰石掺和，厚度为150～250mm。表层以下采用粒径在0.5～5mm的砾石或花岗岩铺设，其铺设厚度一般为0.4～0.7m，有时也采用粒径在5～10mm或12～25mm石灰石填料。进水配水区和出水集水区的填料常采用粒径为60～100mm的砾石，分布于整个床宽。由于表层土壤在浸水后会有一定的下沉，因此，设计的填料表层标高应高出期望值10%～15%[7]。
3.4 基本技术参数的确定
主要是确定污染物负荷、停留时间、水深和所需的土地面积等技术参数，污水的特性、地理位置、气候条件、人们的生活方式、经济和科技水平等均影响工艺参数的选择。基本技术参数见表1[7]。
表1 人工湿地基本技术参数
设计参数 单位 FWS SFS
水力停留时间 d 4～15 4～15
水深 ft 0.3～2.0 1.0～2.5
BOD5 水力负荷率
lb/acre.d ＜60 ＜60
Mgal/acre.d 0.015～0.050 0.015～0.050
面积 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 基本几何参数的确定
在人工湿地的设计中，湿地的长宽比可按下列公式计算：
为保证废水以推流方式流经湿地，一般要求长度应＞20m，长宽比L/W不应过大，建议控制在3∶1以下，常采用1∶1，对于以土壤为主的系统，L/W比应小于1∶1[1]。根据现有人工湿地的设计与运行经验，一般单个碎石床的长度＜50m，宽度为25～30m，湿地床的深度一般根据水生植物自然根系的延伸程度来设计的，多数为0.6～0.7m。
3.4.2 FWS系统的设计[7]
由于废水在人工湿地中流动缓慢，故人工湿地通常可视作一级推流式反应器，稳态条件下可用以下反应动力学公式描述：
基于人工湿地的影响因素较为复杂，各国研究者对湿地床的尺寸提出了不同的计算方法。Reed建议FWS系统可用下列方程计算[8]：
Tchobanoglour建议，设计水温为T时，反应动力学速率常数可由下式确定[8]：
当湿地床的底坡或水力坡度不小于1%时，上述方程可调整为： 对床表面积As，Kaklec和Knight建议用下式计算：
初步设计时，k值可取34m/y，背景BOD5值可由下式计算：。FWS系统的有机负荷
随废水性质和条件变化很大，其范围在18～110kgBOD5(ha·d)。一般只作为设计校核的指标，它的控制对维持系统好氧状态及防止蚊虫、恶臭等非常重要。
FWS系统的水力负荷可达150～500m3/(ha·d)。在确定水力负荷的同时应考虑气候、土壤状况、渗透系数和植被类型等场地类型，还应考虑接纳水体的水质要求，尤其注意由于蒸发、蒸腾的失水量对夏季处理的影响及在干旱地区设计湿地的可行性[7]。在特殊情况下，要求湿地设计达到零排放时，湿地中的水主要通过蒸发、蒸腾、补充地下水或系统内回用等途径完成，这时水力负荷及水平衡计算是设计时需要重点考虑的问题。
3.4.3 SFS系统的设计[7]
1．湿地床坡度的确定。
在SFS系统中，水流有两种流态，层流和紊流。当湿地床中所用填料的粒径不大，污水充满整个填料缝隙并处于饱和状态时水流为层流，此时填料床的坡度可用Darcy公式计算[8,10]：
对于其中的渗透系数Ks，到目前为止尚无准确的测定，如果是以砾石为主的湿地床，欧洲人建议取10-3m/s，而美国的经验认为Ks不宜大于10-4m/s。
一般认为当湿地床中的渗流雷诺数Re大于1～10时，水流变为紊流，此时不宜用Darcy定律来描述了，尤其是当采用的填料粒径较大时，则需要考虑水流的扰动作用了。此时宜用Ergun公式来描述[8,10]，即：
2．湿地床表面积的确定。湿地的表面积As可用下计算[8]：
式中KT与温度的关系为。据有关文献报道和实际试验，某一特定SFS系统的K20与床
体填料的孔隙率n有关，关系式为，对典型城市污水取K0=1.839d-1，高浓度有机工业废水
K0=0.198d-1。
英国人Kitkutb推荐用下列公式计算表面积：
。附－符号说明：
Ac，As—湿地床的横截面积，表面积，m2； Se，So—进水、出水BOD5，mg/L； Q—平均设计流量，m3/d； Ks—渗透系数，m3/(m2·d)；
K20，KT—温度20℃，T℃时的速率常数，d-1；
Ko—某一填料中植物根系充分发展后的最佳速率常数，d-1； L—湿地床长度，m； W—湿地床宽度，m； D—湿地床深度，m； S—底坡或水力坡度。
由上述各式，即可确定湿地床的基本尺寸。湿地床长度通常定为20～50m，过长易造成湿地床中的死区，且使水位难于调节，不利于植物的栽培。床横截面面积与温度、有机负荷无关，只受填料的水力学特性影响。在借鉴有关经验的基础上人们建议，通过填料横截面的平均流速Q/Ac以不超过8.6m/d为宜，以避免对填料根茎结构的破坏。
3．湿地床深度的确定。
湿地床的设计深度，一般要根据所栽种的植物种类及其根系的生长深度来确定，以保证湿地床中的必要的好氧条件。对于芦苇湿地系统，用于处理城市或生活污水，湿地床的深度一般取0.6～0.7m；而用于较高浓度有机工业废水的处理时，湿地床的深度一般在0.3～0.4m之间。为保证湿地深度的有效使用，在运行的初期应适当将水位降低以促进植物根系向填料床的深度方向生长，湿地床的底坡一般在1%或稍大些，最大可达8%，具体应该根据填料性质及湿地尺寸加以确定，如对以砾石为填料的湿地床，其底坡一般可取2%。表2[7]为深圳白泥坑人工湿地系统各单元的设计参数。
表2 深圳白泥坑人工湿地系统各单元的设计参数 项目 单元 长/ 个数 m
宽/ m
碎石粒径/ 碎石层厚/ mm
cm
池底坡度/ %
水力负荷/(m3/m3·d)
第一级 3 42 11-12.5 10-50 40-100 1，1.5，2.0 95.4
第二级 2 47 18.5 10-30 50-120 2.0，3.0 95.4
第三级 3 30 19
0（停留4天）
第四级 3 54 19 5-10 60-100 0.5，1，1.5 100.7
3.5 进出水系统的布置
湿地床进水系统的设计应尽量保证配水的均匀性，一般采用多孔管或三角堰等。多孔管可设于床面上或埋于床面以下，埋于床面下的缺点是配水调节较为困难。多孔管设于床面上方时，应比床面高出0.5m左右，以防床面淤泥和杂草积累而影响配水。同时应定期清理沉淀物和杂草等，保证系统配水的均匀性。系统的进水流量可通过阀或闸板调节，过多的流量或紧急变化时应有溢流、分流措施。
湿地出水系统的设计可采用沟排、管排、井排等方式，合理的设计应考虑受纳水体的特点、湿地系统的布置及场地的原有条件。为有效地控制湿地水位，一般在填料层底部设穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门。对严寒地区，进、出水管的设置须考虑防冻措施，并在系统的必要部位设置控制阀和放空阀。
3.6 湿地的水位控制
通常，湿地进水的水位是不变的，为使污水在床体内以推流式流动，须对床层的水位加以控制。通常，SFS系统对水位的控制有几点要求：①在系统接纳最大设计流量时，湿地进水端不出现雍水，以防发生表面流；②在系统接纳最小设计流量时，出水端不出现填料床面的淹没，以防出现表面流；③为了利于植物的生长，床中水面浸没植物根系的深度应尽量均匀，并尽量使水面坡度和底坡基本一致[7]。当出水端控制水面时，床堤的底坡选择对工程造价和水流流态有较大影响。因此，湿地床的底坡应尽可能地与床体的水面线坡度一致，且湿地床的长度不宜过长，过长易增加植物浸没深度的不均匀性，同时水流易形成大片的死区，将增加出水端水位控制的难度。
3.7 防止地下水污染
为防止湿地系统因渗漏而造成地下水污染，要求在工程时尽量保持原土层，并在原土层上设置防渗层。防渗层的设置方法有多种，如采用厚度为0.5～1.0mm的高密度聚乙烯树脂，或油毛毡密封铺垫等，为防止床体填料尖角对薄膜的损坏，施工时可在塑料薄膜上预铺一层细砂。存在的问题与研究设想
在我国，人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，还没有成熟的设计参数，工业设计也还处于试验阶段，其中存在的很多问题都有待研究和解决。
4.1 存在的问题
人工湿地污水处理技术中存在的问题可以概述如下：
（1）人工湿地的基质种类比较单一，只有土壤、砾石和沙等几种，难以处理特殊污染物的水体，而且基质中的某些化学组成还可能抑制水体中某些污染物的去除。
（2）人工湿地植物种类单一，常用的湿地植物主要为芦苇、菖蒲、香蒲等挺水植物，实际应用中只选用其中的一种或几种植物，这样必然影响系统的处理效果。
（3）关于人工湿地去除污染物机理的研究虽然取得了很大的进展，但总体上看还无法为其工艺设计提供有力的理论指导，有待进一步深入，特别是对水体中主要污染物如N、P 元素及重金属元素的去除机理尚不十分清楚。
（4）污水在人工湿地中运行情况相当复杂，给人们对其水力学特征的研究带来了很大困难，一些工艺参数只能依据实践经验，因而导致了系统水力学设计不合理，出水效果不理想。
（5）目前关于人工湿地污染物降解动力学的研究虽已取得一定进展[11,12]，但采用的模型都是湿地床的静态宏观模型，没有考虑传质效率，即没有考虑污染物从液相迁移到生物膜过程中的阻力，难以反映人工湿地的真实情况。（6）人工湿地类型单一，对含特殊污染物或污染负荷比较高的水体难以达到处理效果。
第五篇：人工湿地污水处理技术研究进展
人工湿地污水处理技术研究进展
［摘要］文章对人工湿地污水处理技术国内外研究现状进行了概述，阐述了人工湿地污水处
理技术主要研究内容及进展，包括人工湿地对污染物的去除机理、去除效率研究，影响人工湿地处理效率的因素研究。根据人工湿地在污水处理中的研究和应用现状，指出了今后的研究 方向。
［关键词］人工湿地；污水处理；研究进展
［中图分类号］X52 ［文献标识码］C ［文章编号］1002－0624（2011）06－0052－03 湿地是地球上水陆生态系统中独特的、重要的生物生存环境和最富生物多样性的自然生态景观之一。它在抵御洪水、调节径流、改善气候、控制污染、美化环境和维护区域生态平衡等方面具有非常重要的作用，被誉为“自然之肾”。国内外研究现状概述
1953 年，德国Max Planck 研究所的Dr.Kathe Seidel 博士在研究中发现芦苇能够去除污水中大量的有机和无机物质，随后开发出Max—Planck Institute Process 系统。1977 年由 Kickuth 提出了“根区法”(采用栽种芦苇的水平潜流湿地使有机物降解，硝化反硝化去除N，沉淀去除P)，标志着人工湿地污水处理机理的初步萌芽。与此同时，美国的国家空间技术实验室研究开发了“厌氧微生物和芦苇处理污水”复合系统。此后，人工湿地处理污水技术不断完善，并于20 世纪80，90 年代在欧洲、美国、加拿大、日本等地得到了广泛的应用。
按照工程设计和水体流态的差异，人工湿地污水处理系统可以分为表面流湿地、水平潜流湿地和垂直流湿地3 种主要类型，各类型在运行、控制等方面的诸多特征存在着一定的差异。其中，表面流湿地不需要砂砾等物质作填料，造价较低，但水力负荷较低，该类型在美国、加拿大、新西兰、瑞典等国有较多分布。水平潜流湿地的保湿性较好，对有机物和重金属等去除效果好，受季节影响小，目前在欧洲、日本应用较多。垂直流湿地综合了前两者的特点，但其建造要求较高，至今尚未广泛使用。早期的人工湿地主要用于处理城市生活污水或二级污水处理厂出水，目前已被国内外许多学者或工程技术人员，经过工艺改进或者与其他系统进行组合后用于农业面源污染、城市或公路径流等非点源污染的治理[2]。此外，最近发达国家已经将重点转移到利用人工湿地处理特殊工业废水方面。将人工湿地用于处理特殊工业废水，这是人工湿地未来发展的一个新特点和趋向[3]。
我国进行湿地处理系统研究较晚，在“七五”期间才开始了人工湿地研究工作，仍处于起步阶段。目前人工湿地的研究和应用正方兴未艾。继天津市环保所建成的我国第一个芦苇湿地工程之后，1989 年于北京昌平区、1990 年于深圳白泥坑等地建成了湿地处理系统示范工程，效果良好（BOD去除率90%，COD去除率80.47%，SS去除率93%）[4]。1990 年，国家环保局华南环保所与深圳东深供水局建立了人工湿地示范工程，处理规模为3 100m3/d，其出水达到了二级处
理水平。1999 年，漳州市天宝造纸厂因地制宜，利用荒废的低洼地建造小型水葫芦—水草人工湿地，进行厂外废水治理，处理后出水灌溉香蕉园，实现了废水不外排，具有农业生态特征的废水治理模式，为我国乡镇造纸企业废水治理提供了有益的参考。2002 年，日处理污水50 000 m3 的人工湿地污水处理厂在江苏泅洪县竣工,深圳市、沈阳市、上海市也在开展积极的设计、规划工作。研究内容
2.1 人工湿地污染物的去除机理
人工湿地污染物的去除机理研究仍处于起步阶段，人工湿地污水处理普遍认同的机理是硝化反硝化去除N，沉淀去除P 的概括性描述，进一步研究难度很大，因为涉及到生物、物理、化学等多个学科，而且难以从微观角度定量化。
去除机理主要包括微生物、植物、土壤对污染物的去除机理。人工湿地有机物降解的基础机制是微生物的硝化和反硝化活动，丰富的微生物资源为湿地污水处理系统提供了足够的分解者。湿地植物对氮的去除主要通过以下途径：氨的挥发作用、NH4+的阳离子交换作用、吸收、硝化和反硝化作用等。湿地植物对磷化物的处理除作为营养成分吸收外，还可以通过在苗床基质中的吸附、络合和沉淀反应来去除。湿地土壤对有毒物质的“净化”机理，主要是通过沉淀作用、吸附与吸收作用、离子交换作用、氧化还原作用和代谢分解作用等途径实现的。
2.2 人工湿地处理污水的效率
1）对有机物的去除效率。综合国内外有关学者对人工湿地净化城市污水的研究数据，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10 mg/L 左右，SS 小于20mg/L[5]。
2）对氮的去除效率。废水中的氮以无机氮和有机氮两种形式存在，无机氮可以被人工湿地中的植物吸收，合成植物蛋白质，植物的收割对湿地系统除氮有直接贡献，但这一部分氮仅占总氮量的8%～16%。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。目前人工湿地系统TN 去除率不高的主要原因是硝化-反硝化途径不畅通，提高氮的去除率最重要的是提高湿地系统中的硝化作用强度。还有研究发现，人为提高湿地中BOD与NO3-N 之比（如添加秸秆或甲醇），氮的去除率会大幅度提高，能从30%左右上升至80%～90%，原因是BOD∶NO3-N 的比值太低时不利于反硝化作用的进行，当比值上升到2.3 时，反硝化率达到最大值。
3)对磷的去除效率。在人工湿地中磷主要是通过基质的吸附、络合及与Ca，Al，Fe 和土壤颗粒的沉淀反应及泥炭累积，植物的吸收，微生物去除等作用而去除。据资料显示，人工湿地对各种类型污水中的TP 的去除率为47.0%～97.2%[6]。
2.3 影响人工湿地处理效率的因素
1）人工湿地的类型。人工湿地的类型不同对不同污染物的去除效率也有差异。水平潜流湿地对BOD，COD 等有机物和重金属的去除效果较好，垂直流湿地对氮、磷的去除效果较好，表面流型湿地的处理效果一般。但如果将表面流型与潜流型、表面流型与垂直流型结合起来的复合湿地，去污效率会进一步提高[7]。
2）湿地植物种类。一般来说，植物的生物量较大、根系比较发达、根系的输氧能力比较强的话，其净化能力就比较强[7]。其次，不同的植物对污染物的去除速率也不相同，日本学者对不同的植物去除氮和磷的速率进行了研究。
3）基质类型。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[3]；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 [6]；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%[5]。
4）湿地中微生物种类和数量。废水中各类污染物的去除与湿地系统中生长的微生物种类和数量有关，相关系数的大小可以反映某一类微生物对某一类污染物的去除能力。不同微生物与BOD和COD 的去除率之间均有明显的相关性，说明人工湿地微生物系统对BOD 和COD 去除率的贡献；废水中NH4-N 的去除与硝化细菌和反硝化细菌都有明显的相关性，说明硝化和反硝化作用是人工湿地系统去除氮的主要方式；废水中磷的去除与湿地中的各类微生物均不具有明显的相关性，这说明微生物不是人工湿地系统中去除的磷主要因素；废水中总大肠杆菌的去除与放线菌和原生动物的数量有明显的相关性，这说明人工湿地系统中的放线菌和原生动物是去除大肠杆菌的主要作用者[6]。
5）环境因子的影响与管理措施。温度、水力停留时间、水力负荷、湿地的运行管理等均会对人工湿地的去污效果产生影响。水温在20～25 ℃时生物去污的效果最好，低于10 ℃时，处理效果会明显下降。因此，夏天的处理效果会好于冬天[9]。有研究表明，细菌的反硝化作用受温度影响，在10～30℃范围内，高温有利于反硝化。但温度高于30 ℃，则会对硝化反硝化过程产生抑制作用[7]。也有研究发现，当湿地运作一段时间（如3 年）后，去污效果基本不再受环境因子（如温度、污水流量等）影响。人工湿地污水处理技术研究展望
1）进一步加强人工湿地处理污水机理的研究。人工湿地处理污水的机理非常复杂，设计的范围也很广。目前，虽然有些机理研究已经得到初步的认可，但仍然存在很多问题需要进一步研究，如污水中的有机污染物、无机污染物、金属污染物的去除过程与机理；根际微生态系统的综合作用；有机物、无机化合物和金属离子在湿地系统内的相互作用及其对植物、微生物和土壤的影响等[9]。
2）人工湿地处理农村污水示范研究。人工湿地在解决我国农业面源污染和农村生活污水方面具有独特的优势，应加大人工湿地处理农村污水示范研究，探讨适合我国国情的农村污水处理方式，并通过集成示范，查找技术中存在的问题，为进一步大范围推广打下良好的基础，3）湿地系统优化运用研究。①加强湿地植物的筛选工作，选择一些耐污能力强，去污效果好的湿地植物，同时加强多种植物的合理搭配的研究。
②重点研究在提高人工湿地氧化硝化能力的同时如何提高其反硝化能力，解决硝态氮的高效去除问题。③填料的类型直接影响湿地系统的净化能力，尤其是对磷的去除。加强填料的筛选
和如何防止填料堵塞，是今后应该优先考虑的工作。结语
人工湿地系统是一个完整的人造生态系统，它形成了良好的生态循环，不仅具有较好的污水净化效果，而且具有较好的生态和经济效益。目前发达国家已用人工湿地处理各种类型的废水，发展中国家发展也应大力发展人工湿地技术，在我国该项技术将会得到越来越广的应用。
［参考文献］
［1］Hammer D A.Construsted wetlands for wastewater treatment ［M］.Michigan:Lewis Publishers inc.1989，05.［2］Li S R，Ding T，Wang S.Reed beds treatment form unicipalan dindustrial wastewater in Beijing［J］.Journal Institution Water Environ Manage，1995，9（6）：581-588.［3］Davies T H，Cottingham P D,Bavor H J，Mitchell D S.The use of constructed wetlands for treating industrial effluent［J］.Water Science and Technology，1994，29（4）：227-232.［4］GreenMB，Martin J R.Constructed reed beds clean up storm over flows on small waste water treatment works［J］.Water environed.1996，68（6）：1054-1060.［5］姜翠玲，崔广柏.湿地对农业非点源污染的去除效应［J］.农业环境保护，2004，21
（5）：471-473.［6］Batty LC，Atkin L，ManningDA.Assessment of the ecological potential of mine-water treatment wetlands using a baseline survey of macroinvertebrate communities［J］.Environmental Pollution，2005，138：412-419.［7］白晓慧，王宝贞，余敏.等.人工湿地污水处理技术及其发展利用［J］.哈尔滨建筑大学学报，1999，32（6）：88-92.［8］彭超英，朱国洪，尹国.等.人工湿地处理污水的研究［J］.重庆环境科学，2000，22（6）：43-45.［9］徐丽花，周琪.不同填料人工湿地处理系统的净化能力研究［J］.上海环境科学，2002，21（10）：603-605.
点击咨询 