浅谈人工湿地处理生活污水的作用机理与优势

第一篇：浅谈人工湿地处理生活污水的作用机理与优势

浅谈人工湿地处理生活污水的作用机理与优势

摘要：分析了当前污水处理厂的运行弊端，指出了人工湿地生活污水处理工艺具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，特别适合以农业生产为主的乡镇的生活污水的处理。

关键词：人工湿地；破解；瓶颈

1引言

遵义县现有30个镇乡，共有274个村居，人口94万多人，城镇人口约占1/5，城镇每天产生生活污水约29万t。全县辖区面积392766km2，河流、湖泊众多，地表水和地下水资源比较丰富。全县已经建成污水处理厂5座，县级龙坑污水处理厂采用滴虑床，镇级乌江和虾子2座污水处理厂采用接触氧化，镇级枫香和村级龙坑八里2座采用湿地处理工艺。其它26个镇乡及其村庄都没有建设污水处理厂，其生产生活中产生的污水直接或间接排入地表水或地下水。因而，解决镇乡水污染迫在眉睫，修建污水处理厂也成为唯一的选择。

2原因分析

21污水成分及财税

遵义县是农业大县，现在没有建成污水处理厂的乡镇，产业结构主要还是第一产业，这些乡镇收入主要靠种、养殖业，其在生产、生活过程产生污水主要成分还是以氮、磷为主。财政收入来源单一，基本上是种养殖产生的税收，公共福利主要靠财政转移支付。

22工艺比较

传统污水处理工艺一般要经过格栅、沉砂、初次沉淀、曝气、二次沉淀、污泥处理等工序，建设需要修建大量的构筑物及仪器设备，一次性投入比较大。运行过程能耗也比较高，根据国家环保部公布的 《2009年中国环境状况公报》：2009年全国排放废水总量为5892亿t。如果这些排放的污水要全部进行处理，按照目前污水厂的耗电量约025kWh/t污水进行计算（GB18918-2002二级排放标准），则耗电量大约为1473亿kW?h，约占2009年全社会总用电量的06%，按电费065元/kW?h计算，总的电费为95745亿元，约占当年GDP的0028%[1]。另外，机械设备长期在污水中浸泡，容易损坏，会产生一大笔维护费用。因此，采用传统工艺修建的污水处理厂，运营成本、维护成本较高，资金来源缺乏，运转经费没有保障，污水处理厂只是开开停停应付检查[2]。实际上造成了有些污水处理厂出现了停运现象，部分污水处理厂建成之日，就是停产之日。

人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，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。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。实际上就是通过生物的新陈代谢吸收、分解、转化等方式对生活污水进行净化。

人工湿地与传统工艺比较具有以下优点：人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。

人工湿地对污染物的去除原理：SS的去除主要靠物理沉淀、过滤作用，BOD的去除主要靠微生物吸附和代谢作用，代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以使处理后水中残余的BOD浓度很低。污水中COD去除的原理与BOD基本相同。N、P去除人工湿地主要利用生物脱氮及植物吸收方法。

作用机理：对污染物的去除与影响物理沉淀可沉淀固体在湿地中重力沉降去除、过滤，通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固体被阻截而去除；化学微生物代谢：利用悬浮的底泥和寄生于植物上的细菌的代谢作用将悬浮物、胶体、可溶性固体分解成无机物；通过生物硝化-反硝化作用去除氮；部分微量元素被微生物、植物利用氧化并经阻截或结合而被去除。自然死亡：细菌和病毒处于不适宜环境中会引起自然衰败及死亡，植物植物代谢利用植物对有机物的吸收而去除，植物根系分泌物对大肠杆菌和病原体有灭活作用植物吸收相当数量的氮和磷能被植物吸收而去除，多年生沼泽植物，每年收割一次，可将氮、磷吸收、合成后分移出人工湿地系统。

人工湿地处理系统主要由并联、串联土地、生物构成，土地主要考虑从上到下过滤、生物降解，可以采取卵石、砾石、沙石、粘土从上到下逐级过滤。并联主要考虑多级土地、生物处理，栽种不同季节的植物，不同的层结又要考虑不同工段的污染物，生活污水经过串联、并联生物、土地处理能够达到国家污水处理外排标准。人工湿地在运行过程中，定期进行收割并对过多的植物去除就能够保证正常运行。处理后的污水还可以考虑栽种莲藕、冬笋等经济作物助农增收。

针对该县各镇乡的实际情况，污水处理厂的建设需要的是一种操作简单、运行成本低、满足污水处理的工艺，无疑湿地处理成为该县各镇乡的首选工艺。

3结语

经过对传统污水处理厂工艺和人工湿地工艺的比较，人工湿地污水处理工艺在建设、运行、管理等方面适合遵义县各农业镇乡生活污水的处理。

参考文献：

[1] 周瑜传统污水处理厂的节能降耗措施[J]山西建筑，2011（12）：129

[2] 刘昌文遵义县地表水污染分析及对策[J]北方环境，2010（6）：130

Abstract： This article analyzes the advantages of using artificial wetland to treat the domestic sewage，such asbig buffer capacity，good treatment effects，simple process，low investment and running cost and so onTherefore，it isparticularly suitable for agricultural production as the mainstay of rural domestic sewage treatment

Key words：artificial wetland；break；bottleneck

第二篇：人工湿地处理生活污水推广手册

人工湿地处理生活污水推广手册

人工湿地效果图

一、公司简介

湖南清之源环保科技有限公司成立于2001年，是一家科技创新型环保企业。经营范围为：环保设备专业研发、设计、制造与销售；环保工程专项设计、专业承包与运营；生态建设和环境工程技术项目的可行性论证、技术预测、专题技术调查、工艺技术设计等技术咨询服务；水处理剂的研发与销售。公司拥有环境工程专项设计乙级资质、环保工程专业承包叁级资质、危险化学品经营许可证、环境污染治理设施运营证、安全生产许可证，为湖南省环境保护产业协会常务理事单位。公司与湖南大学、中南林业科技大学、长沙环境保护职业技术学院等高等院校建立长期的产学研合作关系。

我们将本着“用户至上”的宗旨及“重质量、讲信誉、高效率”的原则，以先进设备和雄厚的技术力量为依托，根据用户要求，量身定制，完善设计，为客户提供最优的方案和最好的服务。真诚期待社会各界的关心与指导，共创美好明天。

二、人工湿地简介

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。

人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。

三、人工湿地原理

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植物的作用。

四、人工湿地分类

人工湿地的核心技术是潜流式湿地。一般由两级湿地串联，处理单元并联组成。湿地中根据处理污染物的不同而填有不同介质，种植不同种类的净化植物。

水通过基质、植物和微生物的物理、化学和生物的途径共同完成系统的净化，对BOD、COD、TSS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率；此外该工艺独有的流态和结构形成的良好的硝化与反硝化功能区对TN、TP、石油类的去除明显优于其他处理方式。主要包括内部构造系统、活性酶体介质系统、植物的培植与搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、冬季运行技术。

潜流式人工合成湿地的形式分为垂直流潜流式人工湿地和水平流潜流式人工湿地。利用湿地中不同流态特点净化进水。经过潜流式湿地净化后的河水可达到地表水Ⅲ类标准，再通过排水系统排放。

快渗人工湿地填料系统图

垂直流潜流式人工湿地： 在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的专利介质层，达到净化的目的。垂直流潜流式湿地具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景观规划使用。

垂直流剖面图

水平流潜流式人工湿地：是潜流式湿地的另一种形式，污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到净化目的。

水平流剖面图

沟渠型人工湿地：沟渠型湿地床包括植物系统、介质系统、收集系统。主要对雨水等面源污染进行收集处理，通过过滤、吸附、生化达到净化雨水及污水的目的。是小流域水质治理、保护的有效手段。

五、人工湿地植物种类：

1、漂浮植物：水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。

2、根茎、球茎及种子植物：睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。

3、挺水草本植物：芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等

4、沉水植物类型以及其它类型的植物

六、人工湿地维护与管理

1、人工湿地污水处理系统已经完工投入使用，且污水处理系统暂无生活污水接入，因此，建议后续维护期分两个阶段维护：

2、第一阶段，无生活污水接入运行管理。

（1）气温炎热，需要定期对已经完成栽种的人工湿地水生植物进行补水和浇水作业；

（2）定期检查水生植物生长状况，及时补种和修枝剪叶；

（3）水生植物初现成活，需要及时补充营养，病虫害防治，确保水生植物

能够正常新陈代谢以及水声植物根系繁衍。

3、第二阶段，有生活污水接入的运行管理：

污水湿地处理的运行管理主要包括设施管理、田间管理和水质监控3个方面。其中设施管理主要预防人为损毁，以及生活杂物倾入到人工湿地的管理。湿地管理主要是对人工湿地植物的维护。

（1）设施管理：人工湿地投入使用时，需要预防人为损毁，以及生活垃圾杂物倾倒，影响人工湿地植物生长且有碍感观；

（2）植物管理：种植和生长管理。种植后浇水保持湿度，待发芽长高后不断提高水深，以不淹没芽顶为限。为促使根系发育和主根扎深，应周期性作业。在污水湿地中，污水中含有丰富的营养素。水生植物要经历出芽、生长、孕穗、开花和茎的成熟等阶段。

（3）修枝剪叶:修剪换季节植物茎叶，修剪掉的茎叶连同吸收的营养物和其它成分从湿地中移出，促使水生植物生根和维持下生长和吸收、净化污水中污染物的作用。还要及时清理落下的残枝败叶，并平整土地，铲除凸起部分，填平沟道。

(4)病虫害防治:人工湿地是近年来全球生态环境保护的热点，它们对于生活污水净化、调节人居环境、降解多种污染物具有重要作用。但人工湿地规模小，生态平衡能力弱，易发生植物病虫害问题，特别是在湿地运行初期应注意采取相应的防治措施。

(5)水质管理：人工湿地可以对生活污水中的多种污染物具有降解作用，对人工湿地系统的进水和出水水质需要做到有序有效的管理。进水确保水量适宜，水质稳定。出水确定达到污水处理排放国家标准。

六、小结

湿地生态系统服务不仅包括为人类所提供的食物、医药及其他工农业生产的原料，更重要的是支撑与维持了地球的生命支持系统，维持生命物质的生物地球化学循环与水文循环，维持生物物种与遗传多样性，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定。湿地具有调节区域气候的功能。湿地水分蒸发和湿地植被叶面的蒸腾作用，可使附近区域的温度降低、湿度增大、降雨量增加，对周边区域的气候具有明显的调节作用，对当地农业生产和人民生活具有良好的作用。

第三篇：芦苇人工湿地处理污水

芦苇人工湿地处理污水

摘要: 本文叙述了芦苇人工湿地污水处理技术的分类、特点及其在国内外的研究与应用进展。介绍了复合式芦苇湿地、新型芦苇床填料等相关的新技术，具体讲述了利用芦苇人工湿地处理城镇和农村生活污水。

关 键 词：

芦苇；人工湿地；城镇污水处理；农村污水处理

一、芦苇人工湿地的起源与发展

1953 年，德国的Dr.Kathe Seidel 在其研究工作中发现芦苇能去除大量有机和无机物。Dr.Seidel 通过进一步实验发现一些污水中的细菌在通过种植的芦苇时消失(大肠菌、肠球菌、沙门氏菌)，实验还表明芦苇能从水中去除重金属和碳水化合物。1974 年德国建成了第一个芦苇人工湿地。上个世纪八、九十年代芦苇人工湿地在世界上许多国家得到快速发展，已有数百座芦苇人工湿地系统投入使用。芦苇已是国际上公认的人工湿地处理污水的首选植物。目前世界各国正投入大量人力和物力研究、应用芦苇湿地，并不断改进芦苇人工湿地技术。

二、芦苇人工湿地组成

（一）、主要成分

1、具有各种透水性的基质(如土壤、砂、砾石)，基质为植物提供物理支持，为各种复杂离子、化合物提供反应界面，为微生物提供附着。

2、适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物芦苇，对污水中污染物质的吸收利用、吸附和富集作用。

3、生物种群，对污水中污染物质的吸收利用、吸附和富集作用。

（二）主要植物形式

人工湿地根据湿地中主要植物形式可分为：浮生植物系统；挺水植物系统；沉水植物系统。浮水植物主要用于N、P 去除和提高传统稳定塘效率。沉水植物系统还处于实验室阶段，其主要应用领域为初级处理和二级处理后的精处理。目前一般所指的人工湿地系统都是指挺水植物系统，挺水植物中芦苇应用最为广泛。

（三）主要工艺流程形式

芦苇人工湿地系统一般作为二级生物处理工艺应用，工艺流程有多种形式，其中常用的有4种(见图1)：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式。

可向地下部分输氧，根和根状茎向基质中输氧,因此可向根际中好氧和兼氧微生物提供良好环境。芦苇的根可松动土壤，死后可留下相互连通的孔道和有机物。无论土壤最初的孔隙率如何，芦苇可稳定根际的导水性相当于粗砂2～5 年。

四、人工芦苇湿地处理城市生活污水

（一）芦苇生长未受不良的影响

由于城市污水含有芦苇生长的氮磷等营养物质,为芦苇的生长提供了良好的肥源，使芦苇增产10.4 %，同时第2 年的后效观察芦苇仍然生长良好，比对照增产14.3 %。

（二）芦苇具有较强的净化作用

由于芦苇湿地系统对污水中的有害物质有较强的去除作用，处理后的水质分别达到GB8978 —1996 第二类污染物最高允许排放浓度的Ⅰ、Ⅱ、Ⅰ级标准。并且各物质的去除效果随芦苇生育期、负荷量和温度的变化而变化，但BOD5 未受影响。这主要是由于污水在芦苇湿地系统中通过物理沉淀、过滤、吸附、芦苇根系的吸收和土壤微生物的综合作用而去除。

（三）灌溉城市污水对土壤未造成不良的影响

污水处理后，土壤营养成分的增加起到了培肥土壤和促进芦苇生长的作用，说明城市污水是一种良好的富营养的淡水资源，同时通过芦苇的吸收作用，使土壤中盐离子减少，降低了土壤的碱化度。

（四）栽培芦苇净化污水具有广泛的应用前景 城市污水是一种肥水，可为芦苇的生长提供水肥资源,促进芦苇的生长发育，提高芦苇产量，为造纸工业提供原材料产生经济效益。同时又使污水得以最佳的综合利用，缓解因淡水不足对芦苇生长的影响，彻底消除了水污染，达到环境效益和社会效益的统一，为经济的发展创造了新的增长点。因此，推广芦苇湿地生态系统处理城市污水，开发水资源，是实现污水处理无害化、资源化的重要途径，是解决水资源短缺的重要技术措施。

五、人工芦苇湿地处理农村生活污水

（一）农村生活污水来源

农村生活污水是广大村镇地区面源污染的重要来源。农村地区的生活污水量少、分散、远离排污管网，污水一般不经任何处理直接排入河流湖泊。由于农村地区水环境容量小，长期使用化肥使生活污水中氮磷含量高，加剧了水环境的污染，引起了严重的水体富营养化现象。农村生活污水的处理已经成为控制面源污染急待解决的问题。目前，对化肥废水的处理是控制水体富营养化的重要手段，芦苇人工湿地对化肥废水的处理效果较好，而且投资小，并具有显著的生态环境效益，尤其适合于农村面源污染控制的特点，适合我国国情和广大农村地区水环境污染状况。

由于大量农药化肥的使用和农村生活污水的无序排放，目前农村很多河流和湖泊都出现了不同程度的水质恶化，有些水体已出现明显的富营养化。解决好面源污染为主的农村污水处理问题是当前建设新农村的一项重要任务，寻找一种经济可行的农村污水处理工艺是急待解决的问题。0

八、芦苇人工湿地应用前景

（一）国外现状

在欧洲等发达国家，每个国家都有几百个人工湿地系统在运行，美国在1988 年至1993 年间就建起了几百个人工湿地系统，绝大多数系统种植有芦苇，发展速度比较快。

（二）我国现状

从1987 年天津环保所建成我国第一个占地6hm2，处理规模为1 400 m3/ d 芦苇人工湿地起，迄今在我国北京、南京、深圳、成都、沈阳、杭州等地从南到北，已有不少城市建立了芦苇人工湿地污水处理系统。这些系统运行以来，产生了良好的经济和社会效益，为我国环境保护做出了贡献。相比国外而言，芦苇人工湿地在我国的发展速度比较慢。

芦苇人工湿地投资少，出水水质好，操作简单，维护和运行费用低廉、有很好的经济价值，芦苇在我国又普遍适应生长。在我们这样地域辽阔、经济、技术发展水平不高、能源短缺的国家，研究并大力推广芦苇人工湿地污水处理技术具有非常重要的意义。芦苇人工湿地污水处理技术使人们向污水处理的终极追求目标逼近，芦苇人工湿地污水处理技术在我国必然有极其广阔的应用前景。

1042.[6 ]池金坪，安丽.农村生活污水处理实用技术新进展[J ].云南环境科学，2004 ,23(4):833.-

第四篇：生活污水人工湿地设计方案

生活污水人工湿地设计方案（初稿）

人工湿地的净化机理：

对SS：湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。废水流经生物膜时，大量的SS被填料和植物根系阻挡截留。

对有机物：有机污染物通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被除去。对N、P：湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的环境中依次出现好氧、缺氧、厌氧状态，保证了废水中的氮磷不仅能通过植物和微生物作为营养吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。

一、污水水质

（一）、作为生活污水处理的主体工程。

按照城镇生活污水水质一般范围，可认为东升镇生活污水水质状况如下：COD 250—350mg/l（项目取中间值300 mg/l，需监测核实）；BOD 150--250 mg/l（取中间值200 mg/l）；SS 200--300 mg/l（项目取中间值250 mg/l）;NH3—N 30--40 mg/l（取中间值35 mg/l），P 8--10mg/l（取最大值10 mg/l）；水量按照5000m3/d设计。

（二）、作为生活污水处理厂的后续工程。

一般镇区均需要建设二级污水处理厂，按照城镇污水处理厂的出水标准，如东升镇二级污水处理厂达标排放，则污水处理厂出水应执行广东省《水污染排放限值》(DB4426--2001)中第二时段中的二级标准：COD 60mg/l；BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l;NH3—N 15mg/l，P 1mg/l；水量按照5000m3/d设计；作为生活污水处理厂的后续工程，人工湿地的处理压力要小得多，且水平潜流式人工湿地对氨氮的处理效果不如垂直流人工湿地，本项目暂不深入分析此项。

二、出水要求

东升镇生活污水最终出水预计进入北部排灌渠，按照《中山市水环境功能区水质保护规定》（中府［1997］115号）的功能区划，该渠符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类水体要求，因此人工湿地出水应执行广东省《水污染排放限值》(DB4426--2001)中第二时段中的二级标准；为：COD 100mg/l；BOD 30 mg/l；SS 30 mg/l;NH3—N 15 mg/l，P 1 mg/l。

三、处理效率

东升镇（拟）采取以挺水植物系统为住的潜流湿地类型，根据大量的实验数据表明，在正常情况下，潜流型人工湿地污染去除率为：COD>80%；BOD 85--95%,可达到10 mg/l;；SS <20mg/l;NH3—N>60%，P>90%，农药及细菌>90%。因此东升镇生活污水流经人工湿地后，其水质为：COD<72mg/l；BOD <20 mg/l； SS <20mg/l;;NH3—N <14 mg/l，P 1 mg/l，符合广东省《水污染排放限值》(DB4426--2001)中第二时段中的二级标准。

四、处理工艺

考虑到生活污水中的污染物浓度普遍不高，预处理可不设稳定塘，只设格栅间、集水井；因SS浓度相对高，为避免发生堵塞，可置多孔管和三角堰，并定期取出填料清洗，可有效防止堵塞；工艺流程如下：

进水----格栅间----集水井----三角堰---多孔管---提升泵----水平式表面流湿地---水平潜流式湿地---出水

五、参数设计

(一)、多孔管基本参数

多孔管可采用管式五孔管（φ25×5/76），单孔孔径25mm，有效孔径76mm，可有效防止堵塞。

（二）、集水井基本参数

集水井设计规模为5000m3/d，约折合208.3m3/h，按水力停留时间HRT为1.5h计，集水井容积应为312.5 m3，考虑到集水井进水口应高于地面20—50cm，集水井初步设计为L×B×H=10m×8m×5m。

（三）、泵参数 型号 125-230C，流量237.6m3/h，两台，一用一备。扬程 7.3m, 转速 1480（r/min）, 功率 11KW，效率 74%，工作时间 24h/d。

（四）、人工湿地基本参数

1、湿地表面积的预计

计算公式：As=(Q×（lnCo－lnCe）)/(Kt×d×n)

其中As为湿地面积（m2）

Q为流量（m3/d），假定流量为5000 m3/d。

Co为进水BOD（mg/l），假定进水BOD为200mg/l。Ce为出水BOD（mg/l），假定出水BOD为20mg/l。

Kt为与温度相关的速率常数，Kt＝1.014×（1.06）（T－20），T假定为25，则Kt=1.357。

d为介质床的深度，一般从60－200cm不等，大都取100－150cm，项目取120cm。

n为介质的孔隙度，一般从10－40％不等。

表5—1 人工湿地面积计算表 孔隙度 10％ 20％ 30％ 40％

湿地面积（m2）70701 35351 23567 17675

可见，填料床孔隙度的大小对人工湿地面积的影响较大。一般项目预计介质的孔隙度为30%，则人工湿地面积约为23567 m2，其中，水平湿地面积为20167m2，垂流式湿地面积为3400 m2，2、水力停留时间计算

计算公式：t=v×ε/Q 其中 t：水力停留时间（d）

? ?? ?? v：池子的容积（m3），容积为V=23567 m2×1.2m=28202.4 m3，? ?? ?? ε：湿地孔隙度，湿地中填料的空隙所占池子容积的比值，需实验测定；本项目按30%计，? ?? ?? ?Q：平均流量（m3/d），假定流量为5000 m3/d。

则：水力停留时间（d）=1.697d=40.7h。

3、水力负荷计算 计算公式：HLR=Q/As

Q=5000 m3/d。

As=23567 m2。

则HLR=0.2122m3/ m2.d。

4、水力管道计算

计算公式V＝πR2×S＝Q/t V：流量 R：管径

S：流速，0.5m/s Q：总流量，Q=5000 m3/d。

t：停留时间，t=1.697d=40.7h。

可以计算出R=0.1474m，可用D30的水利砼管管道，也可以用D30的不锈钢管。

5、平面设计

（1）水平潜流湿地

水平表面流湿地一般长宽比约为10：1，而水平湿地面积约为20167 m2，As1=L×B=10B×B=20167 m2，B=44.91m，取45m；L约等于449.1m，取450m，As1=L×B=450m×45m。

（2）潜流湿地

潜流湿地面积约为3400 m2，可用下式计算：

AS2 = Q×(ln C0—ln Ce)/(Kt×Dn)

但由于整个湿地系统是按照整体计算，无法用BOD的初始浓度和出水浓度单独进行计算，潜流湿地床长度过长,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，L:B一般控制在1—3之间,为便于管理，潜流湿地最好与水平流湿地同宽，因此B=45m；则L=75.6m，取80m，As2=L×B=80×45=3600 m2。

6、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：

水平表面流湿地床由两层组成，表层土层，厚0.4m，砾石层铺设厚度0.2m，总厚度0.6m；潜流湿地床由三层组成表层土层、中层砾石、下层小豆石(碎石)，钙含量在2~2.5kg/100kg为好；土层0.4m，砾石层铺设厚度0.5m。下层铺设厚度0.3m，总厚度1.2m，人工湿地填料主要组成、厚度及粒径分布见表5—2：人工湿地填料分析表

（3）潜流式湿地床的水位控制：床中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。表5—2 人工湿地填料分析表

填料层 水平表面流湿地 潜流湿地

土壤层 石英砂，厚0.4m，粒径2—6mm 石英砂，厚0.4m，粒径2—6mm 中间层 砾石，厚0.2m，粒径5—8mm 砾石，厚0.5m，粒径5—8mm 底层 / 碎石，厚0.3m，粒径8—10mm

7、植被选择

（1）．选用原则

1.1 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能；

筛选净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多困难。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

②抗病虫害能力

③对周围环境的适应能力

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

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。

由于所处理的污水不含有毒、有害成分,可以考虑其综合利用。

(2)．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。

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、菱角等。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。根据这类植物的生长特性，它们即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。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。2.2 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，其根系生长有向土性，可配置于表面流湿地系统和潜流湿地土壤中；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。2.3 养分需求分析

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广，因此对于营养需求旺盛、植株生物量大、一年有数个萌发高峰的植物如香蒲、菖蒲、水葱、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，生长缓慢，一年只有一个萌发高峰期的一些植物如芦苇、茭草等则配置于表面流湿地系统。2.4 适应力分析

一般高浓度污水主要集中在湿地工艺的前端部分。因此前端工艺部分一般选择耐污染能力强的植物，末端工艺由于污水浓度降低，可以考虑植物景观效果。表5—3 水平表面流——潜流复合型湿地植物选择及搭配表 植物类型 水平表面流型 潜流型 备注 漂浮植物 水葫芦、浮萍 水葫芦 少量 根茎、球茎 睡莲、荷花 / / 挺水植物 芦苇、美人蕉、灯心草 芦苇、菖蒲、水葱、纸莎草 主要植被 沉水植物 / / /

（3）、植被选择投资分析

本项目采用水平表面流——潜流复合型湿地系统，植被包括漂浮植物、根茎、球茎、挺水植物等，其中以挺水植物为主；植物种类包括水葫芦、浮萍、芦苇、睡莲、荷花、芦苇、美人蕉、灯心草、菖蒲、水葱、纸莎草等；其分配及投资分析如表5—4：

表5—4 水平表面流——潜流复合型湿地植物分配及投资分析表 植物 水葫芦 睡莲 荷花 芦苇 美人蕉 灯心草 纸莎草 菖蒲 水葱 数量（苗）8万 2万 2万 10万 4万 10万 1万 1万 1万 单位价格 0.05 5.0 3.0 0.35 0.9 0.25 0.6 0.3 0.3 合计（万）0.4 10 6 3.5 3.6 2.5 0.6 0.3 0.3

由以上可以看出，湿地植被需投资27.2万左右（浮萍可就地获得，未计入总成本）。

六、管理及劳动定员

（一）、管理重点

1、配水问题，潜流方便；

2、潜流湿地考虑砌隔墙，使流态接近理想推流；

3、通风问题；

4、回流，各个构筑物最好能设回流管，以免检修时能排空池体中的水；

5、污水管没有90度弯头，用45度斜管接，污水里面杂质多，以让污水排的更流畅；

6、及时清洗填料，严格防止潜流堵塞；

7、及时收割填料上的植被。

（二）、劳动定员

由于人工湿地相对污水处理厂管理方便，运营成本大幅度下降，劳动定员可初定为3人（1000元/月.人）即可。

七、工程数量

挖方：Q11=L×B×H=450m×45m×0.9m+80m×45m×1.5m=23625 m3；

填方：Q12 =80m×45m×1.2m+450m×45m×0.6m=16470 m3；

道路 Q13=L×B×H=（530×2+45×2）m×6m×0.4m=2760 m3；

集水井 Q14=L×B×H=10m×8m×5m=400 m3；

出水井 Q15=L×B×H=10m×8m×4m=320m3；

基质（混凝土）：Q16 =L×B×H=530m×45m×0.3m=7155 m3；

工程量为Q=Q11+ Q12+ Q13+ Q14+ Q15 =43575 m3；Q16为底层基质（防渗层）。

八、主要经济指标

工程总投资448.6万元，其组成如下：

植被：27.2万；

土方：43575 m3×40元/立方（计机械）=174.3万；

基质（混凝土）: 7155 m3×200元/ m3=143.1万；

设备安装及人工：（174.3+143.1）×25%=79.4万；

运输费用：（174.3+143.1+27.2）×1%=3.4万；

工程管理费用：（174.3+143.1+27.2+3.4+79.4）×2.5%=10.6万；

不可预见费用：（174.3+143.1+27.2+3.4+79.4）×2.5%=10.6万.由以上可以得知：

人工湿地单位水量投资 897.2元/ m3

单位水用电量 0.0528千瓦时/ m3

单位水量正常运营成本 0.0628元/立方=0.0428元/ m3+0.02元/ m3

第五篇：水解酸化-人工湿地处理农村污水

水解酸化-人工湿地处理农村污水

摘要：福建某饮用水源地采用水解酸化-人工湿地工艺处理农村污水，实际运行结果表明：该工艺切实可行、运行成本低，取得了较好的处理效果。当进水CODCr，BOD5，SS，NH3-N，TP 质量浓度分别低于200，300，200，25，5mg/L 时，出水CODCr，BOD5，SS，NH3-N，TP 质量浓度分别低于60，60，80，15，0.5mg/L。该系统出水水质稳定可达《农田灌溉水质标准》，出水直接回灌农田或山林，不设排放口，可以很好地保护水源。

关键词：水解酸化；人工湿地；农村污水

中图分类号: X7 文献标识码: B 文章编号: 1674-4829（2012）04-0026-03

Rural Sewage Treatment Using Hydrolysis and Acidification22．

[2] 刘斯斯.统分结合综治农村污水[J].中国投资, 2011（3）:5626．

[4] 江苏省建设厅.农村生活污水处理适用技术指南[M].南京: 江苏省建设厅, 2008． [5] 张自杰, 林荣忱, 金儒霖．排水工程(下册)[M]． 4 版．北京:中国建筑工业出版社, 2000． [6] 张克强．农村污水处理技术[M]．北京: 中国农业科学技术出版社, 2006． [7] 张璇, 邓坤.水解酸化的作用机理[J].北方环境, 2011（9）: 191-193.作者简介：李艳波(1978-)，女，河南济源人，硕士，讲师，主要研究方向为饮用水的保护及水污染控制技术。