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人工湿地

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发表于 2017-5-8 11:35:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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第七章    人工湿地
人工湿地
根据《湿地公约》分类系统分为 :
养殖池塘:如虾塘、鱼塘。
池塘:包括灌溉池塘、小水塘等,面积通常小于hm2
灌溉土地:包括灌渠和水稻田。
季节性泛滥的农田:包括集约化管理的湿草地或牧场。
盐业用地:包括盐生洼地,盐田等。
蓄水用地:包括水库/河堰/水坝/库区,面积大于8hm2
低洼地:包括砾石/砖块/泥土洼地,矿区池塘。
废水处理区:包括污水处理厂,沉淀池,氧化塘等
运河和水沟等



一、人工湿地类型
生产型人工湿地
景观湿地
工程湿地
这里的人工湿地主要指工程湿地

狭义定义
    基于污染物降解功能的人工湿地——工程湿地。
    人工湿地(constructed wetlands) 是为了人类的利用和利益,通过模拟自然湿地,人为设计与建造的由基质、植物、微生物和水体组成的复合体,利用生态系统中基质-水生植物-微生物的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。

发展概况
最早用于处理污水的人工湿地可追溯到1903建在英国约克郡Earby的人工湿地,这个湿地连续运行到1992年(Hiley,1994)。
人工湿地研究真正受到关注始于20世纪70年代,1974年建于西德的Othfrensen湿地是世界上第一个完整的人工湿地,到了1977年,Seidel 与Kickuth合作并由Kichuth提出根区法理论(The Root-zone Method),使人工湿地作为一种独特的污水处理技术进入水污染防治领域。
我国从20世纪70年代起,开始用人工湿地处理污水,到80年代取得迅猛 发展,1987年天津市环保所在我国建成了第一个芦苇湿地工程。
近十年间,无论是已开发国家(如:美国、英国、挪威、澳大利亚)或开 发中国家(如:南非、印度、中国)均陆续被研究。目的大多是将人工湿地当作二级或高级处理程序。



二、人工湿地生物净化技术的原理
在一定的填料上种植特选的植物,将污水投放到人 工建造的类似于沼泽的湿地上。当富营养化水流过 人工湿地时,经沙石、土壤过滤,植物根际的多种 微生物活动,使水质得到净化。



三、人工湿地污水处理系统构造(工程湿地)
1. 工程湿地构造
–通常建造在洼地,湿地底部填充不透水材料或 是粘土,
–再按照一定的粒级填充卵石和砂土,
–最后在湿地床上栽种能有效去除污染物的植物,构成一个湿地生态系统。

2、人工湿地污水处理的特点
人工湿地的优点主要有:
   建造和运行费用便宜;
   易于维护;
   可进行有效可靠的废水处理;
   可提供或间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐、教育等。

人工湿地的缺点主要有:
   占地面积大;
   不精确的设计运行参数;
   生物和水力复杂性及对重要工艺动力学理解的缺乏;
   易受病虫害影响。


3、 按照污水在湿地床中的水流方式的不同
人工湿地分为三种形式:表面流人工湿地水平潜流人工湿地垂直流人工湿地

表面流人工湿地(Surface   Flow      Constructed Wetlands )
   类似于自然湿地,污水从湿地床表面流过,污染物的去除依靠植物根茎的拦截作用以及根茎上生成的生物膜的降解作用。
表面流人工湿地特点
   这种湿地造价低,运行管理方便,但是,占地大水力负荷小净化能力有限,不能充分利用填料以及植物根系的作用;
   湿地中的O2来源于水面扩散与植物根系传输, 系统运行受气候影响大,在处理废水的过程中容易产生异味、孽生蚊蝇
水平潜流人工湿地(Subsurface       Flow      Constructed Wetlands)
   污水从一端水平流过填料床,其由一个或多个填料床组成,床体填充基质,床底设防水层。
水平潜流人工湿地特点
   污水从一端水平流过填料床,其由一个或多个填料床组成,床体填充基质,床底设防水层。
   水力负荷与污染负荷较大,对BODCODSS重金属等处理效果好,O2源于植物根传输,少有恶臭与蚊蝇现象,但控制相对复杂,N和P效果欠佳
垂直流人工湿地(Vertical  Flow      Constructed Wetlands )
    是结合表面流与潜流式人工湿地的特点而成。
    污水从湿地表面纵向流入填料床底,床体处于不饱 和状态,O2通过大气扩散与植物根传输进入湿地, 硝化能力强,适于处理氨氮含量高的污水,但处理 有机物能力欠佳,控制复杂,夏季易滋生蚊蝇。
image001.png

   自由表面流湿地在欧洲发展缓慢。瑞典1994年在Wittgren建一座占地22公顷的自由表面流湿地。在北美约200座湿地处理 系统有2/3是自由表面流湿地,其中一半又是自然湿地。
  地下潜流系统在欧洲应用较多,有几百座。在丹麦,德国, 英国等国家都至少有200个系统在运行。此技术还在快速发展,绝大多数系统种植有芦苇,也有种植其它湿地植物的。
   垂直流湿地在欧洲许多地方投入运行已有几十年。垂直流系统至今未广泛使用是因为其需要更细致的建设和介质选择。
  人工湿地不仅可用于城市和各种工业废水的二级处理,还可用于高级处理中的精处理和对农田径流的处理



4、根据湿地中植物的存在状态,可分为 :
浮水植物系统;
沉水植物系统;
挺水植物系统

湿地类型1—浮水植物系统
浮水植物系统:以浮水植物为主,植物繁殖能力强,可通过光合作用由根系向水体放氧,可通过植物吸收有效去除N、P及重金属等污染物, 浮水植物目前主要用于N和P的去除和提高稳定塘的效率。

湿地类型2—沉水植物系统
沉水植物系统:以沉水植物为主,该系统还处于试验阶段。

湿地类型3—挺水植物系统
挺水植物系统:以挺水植物为主,植物根系发达,可通过根系向基质送氧,使基质中形成多个好氧、兼性厌氧、厌氧小区,利于多种微生物繁殖,便于污染物的多途径降解,目前人工湿地主要指挺水植物系统。



四、人工湿地设计与实施

(一)人工湿地净化机理
1.有机污染物的去除
–较大的不溶性有机颗粒经沉降过滤被填料与植 物截留,并可部分被微生物降解;
–污水中的可溶性有机物可被植物根系与填料表 面上的生物膜吸附、吸收和代谢作用;
–通过对填料的定期更换和植物收割将新的有机 体从湿地中去除。
2. N和P的去除
N 循环
image003.png
人工湿地: P 循环
image005.png
   在高浓度的污染条件下,植物吸收的氮磷的量会超过自身生长所需要的量,最后通过收割植物而 使氮磷等污染物从污水和湿地系统中去除。
   实验表明,在湿地使用的第一年,营养物质在植 物根部的含量占到35%以上,随着时间的增长, 根部的营养物质含量还会增加到75%以上。所以,仅仅通过收割植物地面上部分而去除的氮营养元素,仅占去除总氮量的8%16%
3. 重金属的去除
重金属的去除机理:
–吸附作用:与土壤、沉积物、颗粒和可溶性有 机物的结合;
–沉淀作用:作为不可溶的盐类沉淀下来,主要 是硫化物和氢氧化物;
–生物吸收:被植物和微生物吸收。
重金属去除效率取决于植物类型和重金属类型
–浮萍植物能够贮存大量铜、镉、硒
–镉、铜、镍、铅和锌与硫化物形成不溶性化合物
–铬、铜、铅和锌与有机物质结合成复杂的化合物
–铬和铜能与粘土通过化学键结合,并被固定起来
4. 病原菌的去除-人工湿地提供了去除病原菌的途径
通过沉降作用去除
–研究表明:57% 总大肠杆菌、62% 粪便大肠 杆菌、98% 贾第鞭毛虫病、87% 似隐孢菌都能被湿地去除。
–细菌聚积在沉淀物表面:会受到人为活动干扰
通过根系结构过滤

概括来说,对各具体污染物的去除机理:
–物理沉淀作用去除悬浮物;
–物理沉淀作用和生物降解作用去除有机物;
–物理化学吸附作用、化学固定作用和植物吸收作用去除重金属;
–氧化还原作用和植物吸收作用去除N;
–化学固定作用和植物吸收作用去除P;
–物理沉淀作用和微生物间的相互作用去除病原微生物。


(二)设计原理
   工程湿地被设计用于去除可溶性和固体有机物、 TSS、氮、磷、重金属、烃类,以及病原菌和病毒,其设计需要特别注重流域、水文条件、集水区地形、化学负荷、土壤以及植被等。
1. 流域
   当构建一个工程湿地时,应该既考虑其在流域中的作用,也要考虑其在该地区更广的生态系统背 景中的作用。
–这些作用包括对地表水和地下水潜在的水质影响(物理的、化学的、生物的、热力的);
–周围和上游的土地利用;
–与野生生物迁移和候鸟迁徙路径有关的湿地的位置;
–引入非本土动植物物种的潜在威胁;
–当地居民对其流域内构建湿地适宜性的理解。


2. 水文条件
   水文条件是湿地设计中最重要的变量。
   水文条件,依次取决于气候、水的流速、河流和径流的季节性模式,以及可能的地下水影响。
   不恰当的水文条件会导致工程湿地的失败。
    水文条件包括积水期与深度变化、季节和年际波动、水力负荷速率等参量。

(1) 积水期与深度变化
   工程湿地最基础设计参量之一是积水期与水深度。随时间的变化,具有季节性水深度波动变化的湿地对生物多样性和生物地球化学过程有着最大的潜力。
    在工程湿地的启动阶段,需要低水位来避免破坏新长出的挺水植物,然而连续的淹水对于漂浮植物和沉水植物却是必需的。
如果湿地植物是从种子发芽开始生长的,精确阶段性的水位降低是必需的。
植物建立的启动阶段可能会花2-3年,而形成一个充足沉积物过滤层可能还会在其后再花2-3年时间

(2) 季节和年际波动
   暴雨和季节性洪水很少直接影响人工废水处理湿地,但它们能显著地影响面源径流从而控制湿地。
–在农村大多数注入湿地的磷会被吸收到沉淀物中,所以当外界冲刷因素最大时(在暴雨和在冬天及早春,而植被覆盖较低时),会导致高含量磷的加载。
   水文条件季节性变动基本有一定规律,但年际间变化却经常是不确定的。

(3)水力负荷速率:
image007.png
单位时间内,通过单位面积的水量叫水力负荷
–Knight总结了几十个用于废水处理的工程湿地,发现 水力负荷速0.7-5    cm.d-1,他推荐表面流工程湿地水力 负荷速率范围为2. 5-5cm.d-1,潜流工程湿地水力负荷 速率范围6-8cm.d-1。


3. 集水区地形
–在设计湿地时,需要考虑集水区的地形。
–在湿地设计中,植物需要有向“上坡”移动的空 间,以防由于水流比预计更大或需增强处理能力。


4. 化学负荷
– 水流注入湿地,可能会携带一些有益物质,也可 能带来对湿地功能有害的化学物质。若注入湿地 的化学物质超过它的负荷能力,不仅起不到净化 作用,还会成为化学物质的源。


5. 基质/土壤
– 基质,又称填料,是人为设计的由不同大小的砾、沙、土颗粒等按一定厚度铺成的供植物生长、微生物附着的床体。
– 目前可用基质主要有土壤、碎石、砾石、煤块、 细沙、粗砂、煤渣、多孔介质、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。具有过滤、沉淀、吸附和絮凝等作用,能将水体中的 SS,N,P等营养物质有效去除。
1)人工湿地基质的构建
–  从基质的种类、粒径和厚度三方面加以考虑:
   不同基质的人工湿地其净化效果不同。
   基质粒径的大小是影响湿地系统水力传导性的主要因素, 直接关系到污染物在湿地中的停留时间和系统的空隙度。 基质粒径在0-30mm之间, 最常选用的粒径范围是4- 16mm
   基质的厚度一般需根据所栽种植物的种类及根系的生长深度确定,基质厚度在0.5-1.0m 之间, 大多数在0.6- 0.8m 之间 。
2)有机质含量
–  土壤有机质含量对于滞留化学物质具有重要作用。
–  有机土能够通过离子交换除去一些污染物(如重金 属),还能够通过提供反硝化作用所需要的能源和 厌氧条件来帮助除氮。
–  但在大多数工程湿地的建造中,会避免使用有机土, 因为有机土营养含量低,会造成较低的pH,并且常无法满足有根水生植物的生长需要。
3)营养物
–有机土、壤土或沙土的低营养水平影响了植物最初的生长。
–虽然在某些情况下,肥料对种植植物和促进生长是必需的,但还是应该尽量避免,因为湿地可能 会因此而成为营养物质的汇。
–在工程湿地建立初期,植物生长需要施肥时,可以使用慢释型颗粒状和药片状肥料。

表面流人工湿地多以土壤为基质,潜流与垂直流系统则根据不同的特征污染物选择不同的基质,并须考虑便宜、易于取材等因素

image009.png

    以SS,BOD和COD为特征的污水,须根据水力停留时间、水容量以及出水水质等因素,选择土壤、 细沙、砾石、瓦片或灰渣中的一种或多种为填料。
   以P为特征的污水,最好选择飞灰和页岩为填料, 其次是铝矾土、石灰石和膨润土等;泡沸石与油页岩对P的吸附能力较差,不宜选用。
   人工湿地系统中除氮的关键在于选择填料,因此新型价廉高效的吸附材料的开发应用是目前人工湿地污水处理的研究重点。
   如聂发辉等研究了硅石在实验条件下去除污水中氨氮的能力以及水中pH值、湿度、浓度、硅石粗 细对去除氨氮的影响,为硅石作为一种新型填料的应用提供了基础数据和理论依据。


6. 植物
人工湿地净化污水过程中,植物作用可以归纳为3个重要的方面:
   ①回收利用污水中可利用态的营养物质,吸附、 富集重金属和一些有毒有害物质;
   ②为根区好氧微生物输送氧气;
   ③增强和维持介质的水力传输
6.1 人工湿地污水处理系统植物的选用原则
(1)植物具有良好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。
–  应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。
(2)植物具有强生命力和旺盛的生长势;
抗冻、抗热能力
–由于污水处理系统是全年连续运行,故要求水生植物即使在恶劣环境下也能基本正常生长。
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)引种植物必须具有较强的耐污染能力;
–水生植物对污水中的BOD、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
(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。
(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;
(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:
   作饲料,一般选择粗蛋白含量>20%(干重)的水生植物;
   作肥料,应考虑植物体含肥料有效成分较高,易分解;
   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;
   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。
   由于城镇污水处理系统靠近城郊,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,最后导致系统瘫痪或闲置。

6.2  人工湿地植物特性的研究及配置分析
根据植物类型分析
(1)漂浮植物
–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。
–植物学特性: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;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)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PK元素。

    在进行湿地植物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。

(3)挺水草本植物类型
   主要植物选配品种包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹 草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等。
   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NPK的吸收丰富;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,分为深根丛生型、深根散生型、浅根丛生型和浅根散生型。
①深根丛生型:
–     根系分布深度在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。由于根系入土深度较大,接触面广, 栽种于潜流式人工湿地中更能显示出其处理净化性能
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 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:
–     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:
–     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。

(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。
不同的湿地植物的去污效果也有所不同
Reddy等研究了凤眼莲等8种水生植物净化污水 的能力,结果发现:
–夏季水生植物去除氮的效果优劣次序为:风眼莲、水浮莲、水鳖、浮萍、槐叶萍、紫萍;
–在冬季则依次为:水鳖、凤眼莲、浮萍、水浮莲、紫萍、槐叶萍.


(三) 设计步骤
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。主要组合方式有单一式、并联式、串联 式、综合式
人工湿地组合形式设计
3.确定水力负荷
–根据文献或经验而定
image011.png
4.选择植物
–工程湿地中的植物一般选取处理性能好、成活率高、抗污能力强且具有一定美学和经济价值的水生植物.
–目前常用的有芦苇、香蒲、菖蒲、旱伞草、美人蕉、水葱、灯心草、水芹、茭白、黑麦草等
5. 计算表面积
image013.png image015.png
6. 确定长宽比
    长宽比很重要,床体太长会导致水力梯度不足,在床体表 面产生滞水。
    一般表面流湿地长宽比10: 1;潜流湿地根据达西定律 Q=Ks*A*S,S—水力梯度;A—湿地床横截面积;Ks—潜流渗透系数。
   湿地床长度通常为20~50 m。过短,则有效处理面积过小,不能保证净化效果;湿地过长,易造成死区,使水位难于调节,不利于植物生长。

7. 结构设计(尽可能形成理想推流;无死去)
–进出水系统的布置(配水的均匀性,出口可调节)
–填料的使用(直径4cm,深度30-70cm)
8. 编制施工计划
9. 修改设计
10. 施工
11. 试运行

四)工程湿地营造后的管理
(1)植物收割
– 除非在生长季节里多次地收割目标植物,否则通过收割植物的方法并不能从系统中去除大量的化学物质。
   在生长季节对芦苇分别在营养物质含量处于峰值时和生长末期进行两次收割,才能去除最大量的氮和磷。
– 植物收割可去控制蚊子孽生、使水流更流畅、改变水在洼地的滞留时间等。
(2) 野生生物管理
–从系统设计的美学角度出发,湿地处理系统中野生生物与多样性需要受到相应的保护与维持。事实上,部分动物不利于工程湿地成功运行。
   啮齿类动物,会破坏堤坝、消耗有益的挺水植物。
  以底泥为食的动物如鲤鱼、泥鳅等,会破坏湿地植物的根系以及扰 动湿地底部沉积物,导致出水悬浮物增加。
  水禽也带来类似的系统麻烦问题,且它们的排泄物给工程湿地的运 行带来了新的难题。
(3)蚊蝇控制
–杀虫剂是目前消灭湿地处理系统蚊蝇的实用技术。不过,植被密集的地方杀虫剂施用比较麻烦。
–从生态学原理出发,可通过改变湿地的水文条件或利用 生物控制方法去抑制蚊子幼虫的发育。
   引人捕食蚊蝇的动物,如食蚊鱼可控制蚊子的孽生,蝙蝠或其它鸟类也很有效。
  控制水深,尤其是在蚊蝇产卵的季节,调控好水位, 使之有利于食蚊鱼的捕食蚊蝇幼虫。
  在处理系统设计时,水道侧壁要保持较大坡度,以减 少浅层水体的面积,同时增大水流流速,减少死水的形成,从而有利于蚊蝇控制。
(4)病原体传播
–因为许多废水处理湿地是专门为处理人、畜废水而建造,所以应该采用有效的卫生工程技术尽量减少人在病原体中的暴露。
–测量城镇废水处理湿地中的指示生物,如总大肠杆菌数应该作为监测工作中的一部分,附近的水井也应该抽样检查。
(5) 水位控制
–30cm的水深对于许多用于废水处理湿地的草本大型植物而言是最合适的。
–高水位可增强对与沉降和类似过程相联系的磷的处理效果,并且可减少再悬浮、延长保持时间。
–浅水位则使得沉积物颗粒间距更小及悬浮于水面上。低水位可以促进反硝化作用而减少硝态氮。

人工湿地污水处理系统具有建造成本低、运行成本低、出水水质好、操作简单等优点,同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用,是一种适合我国国情的一项污水 处理工艺,尤其适用于解决广大农村地区、中小城镇地区的水质问题,因而有着广阔的应用前景。


五、人工湿地的应用实例
(1)生活污水处理
    美国密歇根州的Vermontville村:
工艺流程图: image017.png

设计流量:380m3/d;服务期限:20年(已运行25年)

植物:香蒲


   美国密歇根州Vermontville
  出水水质可达到美国农业灌溉水质要求
  湿地系统为水禽提供了合适的沼泽栖息地
   每年收割4~5次对湿地基本无破坏
   湿地的运行维护管理费用低廉
   1990年总费用为4200美元,其中3400美元用于劳动力和土地
(1)生活污水处理—欧洲最新进展
法国—处理原城市污水20年经验总结
人工湿地类型:垂直流人工湿地
主要结论:
(1)该系统对未经预处理的城市污水有良好的处理效果, 尤其是对COD、SS和氨氮的硝化
  (2)系统中氨氮的硝化是最敏感的过程
(3)系统出水COD≤60mg/L;SS≤15mg/L;TKN≤8mg/L
(4)污染物的去除效率同负荷和植物种类相关
(5)第一级人工湿地中污泥年积累量15mm左右,因此应 每10~15年清理一次污泥


(丹麦 图略)
丹麦—人工湿地就地处理农村单户生活污水:
主要研究内容:
根区氧化系统设计指南
垂直流人工系统设计指南
柳树湿地系统设计指南
问题:对除磷,还没有适宜的技术方案(目前使用化学法除磷)



(2)化工废水处理
    美国加利福尼亚州Chevron Richment炼油厂:
工艺流程图:
image019.png
   建设运行经验:
  条件合适时,淤积的氧化塘改建为人工湿地是可行的
  湿地稳定运行的最关键因素是控制污水负荷
  湿地可为水禽提供很有价值的栖息地
      --人工湿地上鸟类数量有200万只,鸟的种类达85种之多

3)农村非点源污染控制
中国—云南滇池人工湿地脱氮除磷:
主要研究内容:
(1)人工湿地脱氮的工艺参数研究
(2)脱氮动力学参数和不同去除途径质量平衡研究
  (3)人工湿地除磷的工艺参数研究
(4)不同负荷下,除磷途径的质量平衡研究
  (5)在有无植物和不同植物条件下,湿地床对除磷的除磷效果对比研究
    主要结论:
  (1)人工湿地对氮、磷具有良好去除效果
(2)水力停留时间越长,对氮、磷的去除效果越好
(3)在低负荷下,植物吸收是TP去除的主要途径
(4)在高负荷下,基质吸附和沉淀作用是TP去除的主要途径,但 植物吸收可有效得提高TP的去除率
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4)农业废水处理
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(5)垃圾渗滤液处理
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(6)雨水处理
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