第一篇：人工湿地的优缺点
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。设计步骤：
人工湿地的净化机理：人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用。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，有机污染物则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。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，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。
1． 选址。考察地质、地貌、水文、自然资源、人文资源、有关法律及公众意见。应因地制宜，尽量选择有一定自然坡度的洼地或经济价值不高的荒地，一方面减少土石方工程、利于排水、降低投资，另一方面防止对周围环境产生影响。2． 确定系统组合形式。根据场地特征、处理要求和所处理污水的性质来确定。单一式、并联式、串联式、综合式。3． 确定水力负荷。根据文献或经验而定。
4． 选择植物。根据湿地植物的耐污性能、生长能力、根系的发达程度以及经济价值和美观等因素来确定。一般有芦苇、席草、大米草、水葫芦、水花生等，最为常用的是芦苇，插植密度为1～3株/㎡。
5． 计算表面积As＝Q/a As－表面积；Q－进水量；a－水力负荷。
6． 确定长宽比。（1）表面流湿地：长宽比10：1或更大，根据地形来考虑，底坡降0％～1％。（2）潜流湿地：根据达西定律Q＝Ks×A×S S－水力坡度；A－湿地床横截面积；Ks－潜流渗透系数。7． 结构设计。（1）进水系统的布置：湿地床的进水系统应保证配谁的均匀性，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。表面土钙含量在2～2.5kg/100kg为好；砾石层粒径在5～50mm，铺设厚度在 0.4~0.7m。
（3）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。2．人工湿地的植物选择
植物在碎石等基质内为微生物群落创造有力的活动场所，同时形成整个人工湿地系统绿化的一部分，因此植物的选择很重要。
高等水生维管植物一般可作为人工湿地的种植植物。美国对芦苇、香蒲、灯心草、水葱、竹等植物净化污水进行过大量研究。深圳市白泥坑人工湿地栽种了芦苇、灯心草、蒲草处理污水。选择植物时注意的是：
（1）耐污能力和抗寒能力能力强，又易于本乡土生长。最好以本乡土植物为主。（2）根系发达，茎叶茂密。（3）抗病除害能力强。（4）有一定的经济价值。
选择好的人工湿地的栽种植物以后，应考虑到兼性塘中种植净水能力强的水生植物如凤眼莲、浮萍、水葱等，放养耐污能力强的鲤、鲫等鱼种组成水生生物塘。此外，还应设计好整个人工湿地系统绿化工程，使之形成一个综合性生态系统.人工湿地处理污水主要问题有以下方面：
1、人工湿地处理污水的负荷很低，因此占地面积很大，在条件允许的情况下，可以与景观建设相结合。
2、人工湿地处理效果受气候条件的影响很大，特别在北方地区，冬天的处理效果不好。
3、一般人工湿地处理污水的COD值不能太高，一般在150mg/l以下，所以人工湿地有时作为生化处理的后续深度处理。
4、人工湿地植物的选取很重要，一般选用当地的优势品种，这些植物对当地的气候条件比较适应，另外方便管理。而且应尽量选择休眠期较短的植物品种。
预处理要好，以防止湿地堵塞而报废。
第二篇：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。
第三篇：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。__
第四篇：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.
第五篇：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
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