垂直流人工湿地工艺设计
垂直流人工湿地工艺设计概述
收稿日期:2008-03-10基金项目:江西省自然科学基金项目(2007GZC084),江西省教育厅自然科学研究项目(赣教技字[2007]193号)作者简介:李忠卫(1985-),男,江西吉安人,在读硕士.文章编号:1005-0523(2008)03-0040-05垂直流人工湿地工艺设计概述李忠卫,王全金,李 丽(华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013)摘要:简单介绍了人工湿地的定义、类型及其运行的影响因素.阐述了垂直流人工湿地系统的主要设计内容,包括湿地床体设计、植物群落的构建、基质的选择和铺设、自动增氧系统的建设等方面,并给出了相关的设计参数.关 键 词:人工湿地;垂直流;工艺设计中图分类号:X703.1 文献标识码:A人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面,它是利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化.湿地系统主要由各种具有透水性的基质、水生植物、水体、湿地中低等动物和好氧或厌氧微生物种群五部分组成[1].人工湿地系统运行情况是否良好取决于进水水质、湿地的设计以及出水水质要求等因素[2].Miklas Scholz 通过相关性分析得出湿地的去除率与电导率、温度、溶解氧和总悬浮物有密切关系[3].人工湿地根据水流方式的差异可分为三种: 自由表面流人工湿地(SFW), 水平潜流人工湿地(SSFW),!垂直流人工湿地(VFW).为了使出水水质达到指定的排放标准,必须对湿地进行合理的设计,针对不同类型的湿地其设计方法和构建过程在某些方面会有所不同.垂直流人工湿地在净化污水方面有较好的效果,尤其是脱氮除磷方面.但人工湿地系统较传统污水处理工艺占地较大,与其他类型人工湿地相比,其基建费用相对较高.设计参考公式方面各地均有差异,相关参数不全或者较少.因此,垂直流人工湿地的设计在整个系统的建设过程中占据重要作用.本文较为全面地介绍了垂直流人工湿地系统设计方法和相应的强化措施.1 垂直流人工湿地的设计垂直流人工湿地系统的设计中包括选址、系统工艺、核心设施、水力负荷、植物、基质、床体结构的设计等,其中较为重要的为人工湿地床体设计与参数的选定、湿地基质的构建、植物群落的构建三个方面.1.1 湿地床体设计垂直流人工湿地中水的流态满足一级推流动力学,可采用一级动力学方程计算湿地所需表面积[4].A s =[Q(ln C 0-ln C e )]/(K T Dn)(1)式中:C e ∀出流BOD 5(mg/L);C 0∀入流B OD 5(mg/L);K T ∀与温度有关的一级反应速率常数(d -1);Q ∀系统平均流量(m 3/d );D ∀床层深度(m );n ∀床层孔隙率;A S ∀系统表面积(m 2)K T 与温度的关系为K T =K 20(1.1)T -20.据有关文献报道和实际试验,某一特定潜流湿地系统的K 20与床体填料的孔隙率n 有关,关系式为K 20=K 0(37.3n 4.172),对典型城市污水取K 0=1.893d -1,高第25卷第3期2008年6月华 东 交 通 大 学 学 报Journal of East China Jiaotong Universi ty Vol.25 No.3Jun.,2008浓度有机工业废水K0=0.198d-1[4].英国人Kitkuth推荐用A S=5.2Q(ln C0-ln C e)计算表面积[5].C ooper指出垂直流湿地的人均占地面积为1-2m2/PE(人口当量)最高可达到5m2/PE[6].Diederik P.L.Rousseau通过调查得出垂直流人工湿地处理规模在4-2000PE时,平均占地面积为3.8m2/PE[7].另外,也可以根据植物供氧能力来计算湿地床表面积.污水的需氧量R0可用式(2)进行估算,植物的供氧量P0可用式(3)进行估算.R0=1.5Q(C0-C e)(2) P0=A s T o/1000(3)通常湿地植物的供氧能力T o在5-45gO2/m2# d,一般为20gO2/m2#d.由上述方程可计算出处理床表面积,在实际工程中求出的表面积通常还应乘以一个安全系数,一般为2[8].在湿地设计过程中,水力学设计是湿地工艺设计中一薄弱环节[9].通常,潜流型人工湿地的水力负荷可达150~500m3/(ha#d),最佳水力负荷在187~ 374m3/(hm2#d)之间.虽然根据实验,垂直流湿地最大水力负荷可以到2000mm/d,但为了长期安全运行起见,建议水力负荷不超过1000mm/d.相关文献推荐的取值范围为80~620mm/d[10].同时在设计过程中,还需要考虑气候,蒸腾等外界作用.E.J.Dunne 建议设计时需要考虑5年或25年内的最大暴雨径流以确保系统不会因水力负荷过大而不能正常运行[2].通过表面积确定湿地床体的几何尺寸.湿地床长度一般为20m~50m.过长,易造成湿地床中的死区,且使水位难于调节,不易植物的栽培.湿地长宽比(L/W)也不应过大,建议控制在3∃1以下,通常采用1∃1;土壤为主的系统,L/W应小于1∃1.湿地床底坡一般取1%~8%,需根据基质性质及湿地尺寸加以确定,对以砾石为基质的湿地床一般取2%,潜流湿地不宜大于1%.1.2 植物湿地植物的选择有以下几个原则: 植物的净化能力和耐污能力强;具有较强的抗逆性(如抗冻、抗热、抗病虫害,适应环境能力强);!易于管理; %植物的年生长周期长,生长速度快;&具有一定的综合利用价值.湿地设计中常选用高大的挺水植物,常用的有:芦苇(Phragmites)、美人蕉(Canna)、香蒲(Typha)、菖蒲(Calamus)、灯心草(Juncus)、蔗草(Scripus)和苔草(Cares)等,目前应用最多的是芦苇.美国人工湿地常用的植物有芦苇、香蒲、灯心草、水葱等;深圳白泥坑人工湿地栽种了芦苇、茳芏、灯心草、蒲草等[11].芦苇的根系较为发达,是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.目前,针对湿地植物的实用经济性和观赏价值要求越来越高,传统的湿地植物已经不能很好满足这些要求.陈志澄对[12]27种植物进行了对比试验,实验结果表明,野芋头、花叶万年青、象草、风车草、红草、蜘蛛兰、千手观音、水葱和花蝴蝶等18种植物,可以作为人工湿地生态系统选种植物.其中象草是一种既有强污水降解能力又能作饲料的品种,适用于畜牧场的水污染治理.在植物群落构建时应尽可能增加湿地系统的生物多样性,采用多层次、多种植物群落结构,防止选用部分植物因不适宜湿地生长环境而被淘汰,从而影响系统的处理能力.多层次、多植物配置的植物床能有效去除污水中的污染物[13].另外,在进行多层次、多物种配置时,有必要结合植物筛选工作,以确保配置更有效.植物的种植密度也影响着湿地的处理效率,密度过大容易造成湿地基质层孔隙率大大降低,容易导致基质堵塞;种植密度太小,不能够有效的增加微生物的附着面积,植物的输氧量也大大降低,影响了系统的处理效率.一般的种植密度应维持在1~3株/m2,栽种的季节宜在秋季或早春[5].1.3 基质基质的选用过程中通常需要考虑以下几个因素:(1)具有良好的吸附性能和离子交换性能,基质在磷的去除过程中主要是通过一些物理和化学(吸收、吸附、离子交换、络合反应等)作用实现,因而选择合适的基质对磷的去除率有着重要的影响[14,15].处理区基质表层可优先选用钙含量为2~ 2.5kg/ 100kg的混合土,以利于提高脱磷效果.(2)基质的粒径不宜过大或过小,粒径太小,基质的水力传导率较小,容易造成堵塞,形成地表漫流;粒径太大,单位体积内微生物可附着的面积较小;目前选用的基质粒径范围在0~30mm,常用范围为4~16mm.(3)有利于生物膜的形成和更新,有利于提高有机物和氮的去除效率.针对不同类型的污水选用的基质也不相同,以P为特征的污水,最好选择飞灰和页岩为基质.而以有机污染物和悬浮物为特征的污水,常选用土壤、细沙、砾石[16].(4)价廉,基质占湿地建设费用的比例最大,可达到50%-60%[17].目前也有一些关于新类型基质的研究,郭本华[18]对沸石、页岩陶粒和碎石对磷的去除率进行了对比,结果表明41第3期李忠卫,等:垂直流人工湿地工艺设计概述对磷的去除效果最好的是碎石单元,依次是页岩陶粒、沸石.秦志伟[19]通过对页岩、陶粒、蛭石、炉渣等基质进行对比试验,结果表明,对于高浓度污水,选用陶粒和蛭石结合效果较好;对于低浓度污水应选用陶粒和腐殖质作为基质;而富含氧化铁的炉渣在一定条件下可很好的去除污水中的磷.另有对炉渣、飞灰等九种基质的研究表明,炉渣的吸磷性能最好(8.89gP/kg),其次是飞灰(8.81gP/kg),另外,炉渣的使用寿命也是最长的,可达22年[20].基质层厚度的确定取决于植物的根系生长深度、处理效率以及复氧效率.为了保证湿地床体中足够的氧供好氧菌利用,湿地的基质层厚度一般控制在0.6~0.8m之间,垂直流湿地的基质层厚度可相对较厚,一般在0.7-0.8m之间.人工湿地床体的深度一般是按水生植物根系自然扩展的深度来设计,一般为0.6-0.7m.如草床深度为0.76m;芦苇床推荐深度为0.6-0.7m;茳芏、席草和灯心草湿地床深度为0.45~0.6m[21];香蒲、灯心草的湿地床深度以0.2~0.6m为宜[22].同时对于基质的铺设,为了达到更好的处理效率一般在不同高度选用的基质粒径也不相同.垂直潜流湿地基质表层可优先选用钙含量为2~ 2.5kg/100kg的混合土,以利于提高脱磷效果.表层之下以粗粒径砾石掺和适量土壤,厚度为150~250m m,再往下全部采用较细粒径的砾石,或用不同级配的其他基质铺设,也可几种基质一起掺和铺设.李爱权[23]利用模拟实验研究了泥炭、砾石、蛭石组成的复合基质,结果表明,不同比值的基质单元对磷的去除率不一样,而且明显优于单一基质单元.另外,由于表层土壤在浸水后会有一定的下沉,因此,建造时填料表层标高应高出设计值10%~15%.1.4 其他要素设计人工湿地设计过程中除了以上几个重要部分外,还有其他要素在设计时也要得到重视,如场地的选择、进出水装置、防渗层和保温层的铺设、自动增氧系统等.1)场址人工湿地处理单位体积污水时所需的占地面积是传统二级生物处理工艺的2-3倍.在选择场址时,应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,可减少土方工程量,利于排水,降低投资;另一方面,可减少对周围环境的影响.2)进出水装置湿地床进水时需尽量保证配水的均匀性,多采用多孔管或三角堰等.垂直流湿地常采用多孔管进水,架设在床面上或埋于床体底部,埋于床面底部的缺点是配水调节较为困难.因而,多孔管多设于高出床面0.5m左右,以防床面淤泥和杂草积累而影响配水.湿地的出水系统可采用沟排、管排、井排等方式,设计时应考虑受纳水体的特点、湿地系统的布置及场地条件等因素.为有效的控制湿地水位,垂直流人工湿地排水系统一般是在基质层布设穿孔集水管,并设置旋转弯头和控制阀门.对于严寒地区,进出水管的设置需考虑防冻措施,并在系统的必要部位设置控制阀和放空阀[24].3)防渗层和保温层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 ~1.0m m的高密度聚乙烯树脂,油毛毡密封铺垫等,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.在寒冷地区或冬季,要求对湿地进行隔离.好的覆盖物应具有: 二次有机填料能完全分解而不会影响系统的正常运行;有营养平衡成份,pH值为中性;!结构蓬松,隔热效果好,不堵塞滤床;%种子在覆盖物上易发芽生长(如果将植物的种植作为目的之一);&湿气含养能力较好,湿地植物不会受到干旱的影响.树叶常被认为是一次性隔离物;然而树叶分布经常是不均匀的,同时易使热量散失.即使在隔离层有很小的裂口,也会使流动水中的热量损失很大.为了更有效地隔离,必须在设计的时候就将均衡地布置覆盖物作为人工湿地系统的一个主要部分.早期资料中提到许多用于人工湿地覆盖物的原材料,有树皮、树杆、木屑等,厚度控制在15cm左右,下层覆盖一层5cm左右的空气缝隙[25].4)自动增氧系统为了提高垂直流湿地的硝化能力,可以加设人工增氧系统.可采取的措施有在湿地表面均匀分布曝气管,曝气管底部孔壁钻有小孔,并伸入湿地床体一定深度,设计深度视进出水水质和植物的复氧效率而定,也可在不同高度进行分层布设水平穿孔管. Michal Green[26]等人对垂直流人工湿地加设曝气管,结果表明可明显增加湿地系统中的含氧量,大大提高硝化效率.另有试验在湿地系统中加设3层增氧穿孔管,可使湿地中含氧量保持在0.5mg/L以上[27].42华 东 交 通 大 学 学 报2008年2 结语与发展趋势人工湿地是一种新兴的污水处理工艺,应用领域已从最初处理生活污水扩展到工业废水和控制面源污染等方面.然而,其工艺系统的设计多建立在统计数据和经验公式基础上,目前应用最广的是一级动力学模型,但仍然是建立在一定假设条件和忽略某些影响因素的基础上,其参数具有不确定性.想要得到合理的人工湿地系统设计方法,首先必须对其净化机理进行详细的研究,探讨各个转化过程,并进行细化,综合考虑各种因素,建立完整的数据库,确定具体的物料平衡方程、反应公式和相关动力学参数,运用软件对数据、方程进行统计、演算、修正、验证,最后完善人工湿地工艺系统的设计方法.参考文献:[1]尹 军,崔玉波.人工湿地污水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2006:7-52.[2]E.J.Dunne.An integrated constructed wetland to treat contaminants and nutrients from dairy farmyard dirty water[J].Ecologi cal Engineering,2005,(24):221-234.[3]Miklas Scholz.Performance prediction of mature experimen talconstructed wetlands which treat urban water receivi ng high loads of lead and copper[J].Water Reaearch,2003,(37):1270 -1277.[4]王世和.人工湿地污水处理理论与技术[M].北京:科学出版社,2007:174-188.[5]王 薇,俞 燕,王世和.人工湿地污水处理工艺与设计[J].城市环境与城市生态,2001,14(1):59-62.[6]Cooper,P.,Smith,M.,Maynard,H.The design and performance of a nitrifying vertical-flow reed treatment system[J].Water Sci.Tech.,1997,(35):215-221.[7]Diederik P.L.Rousseau,Peter A.Vanrolleghem,Niels DePauw.Constructed wetland in Flanders:a performance analysis [J].Ecological Engineering,2004,(23):151-163.[8]沈耀良,杨铨大.新型废水处理技术∀∀∀人工湿地[J].污染防治技术,1996,9(1、2):1-8.[9]赵桂瑜,杨永兴,杨长明.人工湿地污水处理系统工艺设计研究[J].四川环境,2005,24(6):24-27.[10]吴振斌,詹德昊.复合垂直流构建湿地的构建方法及净化效果[J].武汉大学学报(工学版),2003,36(1):12-16.[11]文乐元,谢可军.人工湿地∀∀∀新型污水处理技术[J].西南林学院学报,2002,22(2):76-79.[12]陈志澄,郭丹桂,熊明辉等.处理生活污水的植物品种的筛选[J].环境污染治理技术与设备,2006,7(4):90-93.[13]刘春常,夏汉平,简曙光等.多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究[J].生态环境,2006,15(2):229-233.[14]王全金,陈 栋.芦苇人工湿地处理技术研究进展[J].华东交通大学学报,2004,21(4):1-5.[15]王全金,李 丽等.潜流人工湿地基质除氮磷效果研究[J].华东交通大学学报,2006,23(5):1-3.[16]Drizo A,et al.Physico-chemical screening of phosphate-removing substrates for use in constructed wetland systems[J].Water Res,1999,33(7):3595-3602.[17]USEPA.Subsurface flow cons tructed wetlands for waste watertreatmen t[M].A Technology Assessment,1993.[18]郭本华,宋志文,李 捷,等.3种不同基质潜流湿地对磷的去除效果[J].环境污染治理技术与设备,2006,7(1): 110-113.[19]秦志伟,洪剑明.人工湿地不同的水流方式和基质对氮和磷的净化的比较[J].首都师范大学学报(自然科学版),2006,27(5):102-106.[20]Defu Xu,Jian ming Xu,et al.Studies on the phosphorus sorpti on capaci ty of substrates used in constructed wetland systems [J].Chemosphere.2006,(63):344-352.[21]胡康萍.人工湿地设计的水利学问题研究[J].环境科学研究,1991,4(5):8-12.[22]陈水平,夏宜铮.香蒲、灯心草人工湿地的研究-∋.净化污水的空间[J].湖泊科学,1998,10(1):62-66.[23]李爱权,李文朝,等.人工湿地复合基质深度净水除磷实验[J].湖泊科学,2006,18(2):234-138.[24]Carl Dupoldt,Robert Ed wards,et al.A Handbook of Constructed Wetlands[M].Washington DC:The ernment Pri nt ing Office,1990:17-23.[25]S.华莱士,G.帕金,C.考思.寒冷地区污水处理的人工湿地设计与运行[J].中国环保产业.2003,(6):40-42. 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人工湿地工程施工方案
人工湿地工程施工方案目录人工湿地工程施工方案 (1)一、湿地概述 (2)复合垂直流人工湿地系统由下向流池和上向流池串联组成，两池中间设有隔墙，底部连通。
下行池和上行池中均填有不同粒径的碎石和其他填料，其中下行池表层的填料层比上行池厚10cm。
基质种植不同种类的净化植物。
下行流表层铺设布水管，上行流表层布设收集管，基质底层布设排空管。
污水首先经过配水管向下流行，穿越基质层，在底部的连通层汇集后，穿过隔墙进入上行池，在上行池中，污水由下向上经收集管收集排出。
污水在复合垂直流人工湿地系统中的流动完全不需要动力。
其基本结构如下图所示。
该系统独特的下行流—上行流水流方式能有效的解决其它类型湿地易出现的“短路”现象，而且形成了下行流池好氧、上行流池部分厌氧的复合水处理结构。
(2)二、PE土工膜防渗工程 (3)1、材料物理性能 (3)2、运输及储存 (4)3、施工工艺流程 (4)三、无纺布铺设 (8)1、材料要求 (8)2、无纺布铺设 (9)3、回填覆盖 (10)4、质量检查和验收 (10)四、混凝土结构施工 (10)1、施工准备 (10)2、挖槽 (11)3、混凝土垫层基础 (11)4、钢筋工程 (12)5、模板工程 (14)6、止水安装 (16)7、聚乙烯低发泡闭孔泡沫塑料板 (17)8、聚硫密封胶（膏） (18)9、预留孔洞施工 (21)五、管道施工 (22)1、钢管安装、防腐及水压试验 (22)2、PVC-U管道安装 (31)六、滤料填筑 (34)1、概述 (35)2、材料要求 (35)3、施工部署 (35)4、运输和堆放 (36)5、湿地填料铺设 (36)七、运行调试 (37)八、验收 (38)一、湿地概述1、湿地工艺说明本工程采用潜流型人工湿地，具体工艺包括垂直流和水平流，具有多种组合，包括复合垂直流湿地、水平流+上行流湿地。
复合垂直流人工湿地系统由下向流池和上向流池串联组成，两池中间设有隔墙，底部连通。
人工湿地设计方案
人工湿地设计方案1 处理工艺1.1 处理工艺流程框图1.2 本方案水处理工艺流程说明本方案预设污水氨氮含量较高，脱氮处理中反硝化作用阶段前充分的硝化作用是非常必要的，因此在人工湿地前端设置好氧生物塘，增强氮素的转化率。
为提高组合工艺整体的脱氮效率，考虑将垂直流人工湿地放在组合工艺前端，有利于提高湿地系统的输氧能力，从而提高硝化作用的脱氮效率。
好氧生物塘的出水先后进入垂直潜流人工湿地和水平潜流人工湿地组合成的复合潜流人工湿地系统，这样利用植物吸收、微生物降解、填料过滤吸附等作用去除污水中的污染物，最后达标排放。
相对于其他处理技术，人工湿地具有投资省、效率高、维护简单等优点，对于农村生活污水、农业面源污染，是一种较好的处理技术。
1.3 方案各处理单元功能描述（1）好氧生物塘用于去除原污水中悬浮物及大颗粒杂物，可以防止垂直流人工湿地的堵塞，保护后续人工湿地的运行稳定。
利用太阳能曝气增氧，提高水中的溶解氧，促进氨氮的氧化作用，进而充分的硝化作用，使脱氮处理中反硝化作用阶段可以充分反应，提高了脱氮效率，减轻后续人工湿地的治理负荷。
（2）人工湿地人工湿地综合了物理、化学和生物的三种作用对污水进行进一步的处理。
系统成熟后，特种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。
污水流经生物膜时，残余的SS被填料和植物根系有机截留，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。
同时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呈现出好氧、厌氧和缺氧状态，保证了废水中氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收，而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除。
老化的微生物作为肥料被植物吸收。
人工湿地可按污水在湿地床中流动的方式不同而分为两种类型：表面流人工湿地（SFW）和潜流型人工湿地（SSFW）。
潜流型人工湿地又包括水平潜流人工湿地（SFS）和垂直潜流人工湿地（VCW）。
(完整版)人工湿地设计规范
人工湿地设计规范1总则1.0.1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》，规范人工湿地污水处理技术，保护和改善环境，提高人民健康水平，建设环境友好型社会，特制定本规程。
1.0.2本规程适用于江苏省内人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理。
1.0.3人工湿地污水处理对象为生活污水、生活废水，或具有类似性质的污废水。
包括城市生活污水、农村生活污水、学校生活污水、住宅小区生活污水、宾馆污水、机关事业单位污水、疗养院污水、景区污水、污水处理厂尾水等。
1.0.4本规程适用的处理规模:生活污水处理规模≤2000m3/日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m3/日处理水量。
1.0.5人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理除应符合本规程外，还应符合国家、省现行有关标准的规定。
2术语2.1.1人工湿地constructedwetlands人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。
当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。
人工湿地分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。
2.1.2表面流人工湿地freewatersurfaceconstructedwetlands指水在人工湿地介质层表面流动，依靠表层介质、植物根茎的拦截及其上的生物膜降解作用，使水净化的人工湿地。
2.1.3水平潜流人工湿地subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指水从人工湿地池体一端进入，水平流经人工湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及生物膜的降解作用，使水净化的人工湿地。
2.1.4垂直流人工湿地verticalflowconstructedwetlands指水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排出，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出，使水得以净化的人工湿地。
垂直流人工湿地
垂直流人工湿地1 引言垂直流人工湿地因具有较高的水力负荷、污染物去除效率高、占地小等优点，越来越得到大面积的应用.近年来，垂直流湿地多用于不同污染负荷生活污水的处理，其净化效果主要受湿地类型构造本身、填料、植物类型、进水C/N比与启动季节等因素的影响，而关于进水C/N比对不同植物类型处理生活污水效果的影响研究相对较少.污水C/N比是反映湿地系统内部碳氮循环的主要指标，综合了湿地生态系统功能的变异性，容易测量，是确定废水碳氮平衡特征的一个重要参数.湿地系统的进水C/N比特征直接影响着微生物的群落结构，从而影响污水处理效果.另外，不同湿地植物、不同环境条件下及不同生长时期对N、P的需求量也不同.植物对N、P吸收量及比例的变化，也会间接影响其在不同季节对污水去除效率的贡献.本研究针对垂直流型人工湿地系统，研究水葱(Scirpus tabernaemontani)，香蒲(Typha orientalis，)菖蒲(Acorus calamus)和千屈菜(Lythrum salicaria)4种植物湿地在不同进水C/N比条件下的污水净化能力，探讨其可能的影响机制.2 材料和方法2.1 人工湿地的构建人工湿地污水处理系统于2014年1月建于复旦大学生态学实验基地温室大棚内，为垂直潜流型人工湿地(图 1)，各湿地尺寸均为1.0 m×0.6 m×0.9 m(长×宽×高)，在长边15 cm处分别用隔板隔开，靠近进水端15 cm的隔板底部以尺寸为0.80 m×0.15 m的矩形开口相通.布水区填料上层为粒径约12 mm的炉渣，厚度为45 cm，炉渣在使用前经过5次冲洗，以避免其会产生高碱度的环境，从而危害植物和根系间微生物的生长;下层为粒径约15 mm的砾石，厚度为20 cm，进出水隔板之间10 cm的高度差使得水流可以从布水区自行流入出水端.进水区采用穿孔(15 mm的孔，间距为100 mm)PVC管均匀布水，试验于2014年1—3月先进行湿地驯化，2014年4月到2015年1月为污水处理正式运行阶段，采用连续进水方式，水力负荷为0.67 m3 · m-2 · d-1，HRT为1.5 d，填料层的孔隙率约为43%.3种不同的C/N比进水条件，每种植物湿地均为4个平行处理，共计48个湿地单元.图1 垂直流型人工湿地2.2 模拟生活污水的配制及进水水质特征对4种植物类型湿地进行碳源不同污染梯度水平的添加处理，碳源添加浓度分别为100、200、400 mg · L-1(污染负荷分别为322.64、645.35、1280.06 mg · m-3 · d-1)，N素添加浓度为40 mg · L-1(污染负荷为107.75 mg · m-3 · d-1)，P素添加浓度为5 mg · L-1(污染负荷为16.58 mg · m-3 · d-1).模拟污水的配方为 100、200、400 g · m-3 葡萄糖，80g · m-3 尿素，15 g · m-3 NaH2PO4，1.5 g · m-3 KH2PO4，4 g · m-3 CaCl2，2 g · m-3 MgSO4.3种不同C/N比进水条件分别为C1N(2.5 ∶ 1)、C2N(5 ∶ 1)和C3N(10 ∶ 1).每种湿地植物在相同进水条件下的处理均为4个平行组.模拟生活污水的进水水质特征见表 1和表 2.表1 不同进水C/N比条件下主要理化指标的进出水特征表2 不同进水C/N比条件下主要污染物的进水浓度与去除率及湿地植物收获后生物量2.3 实验步骤本研究选取本实验室前期筛选出的具有较好污染物降解效果的水葱、香蒲、菖蒲和千屈菜，均为挺水植物.2014年的2月1日每个湿地单元分别种植水葱(Scirpus tabernaemontani)、香蒲(Typha orientalis)菖蒲(Acorus calamus)和千屈菜(Lythrum salicaria)，上述4种湿地植物种植时单个湿地平均鲜重分别为0.28、0.34、0.21和0.41 kg，种植密度为 5~8 株· m-2.前期湿地用模拟生活污水灌水2个月，该阶段为湿地的驯化期.实验运行周期为10个月，时间为2014年的4月1日至2015年的1月31日，模拟污水以0.21 m3 · m-2 · d-1的水力负荷进入人工湿地单元，配水装置是一个直径5 cm的塑料管，其上分布着直径1.5 mm的小圆孔.每周通过一个200 L的大水箱向人工湿地供水5 d，另外2 d为停歇时间.2.4 水样、植物样采集与测定每周采集进出水样一次，每月测定的4个周的平均值作为该月处理水样的月平均值.COD 采用重铬酸钾法测定，TP 采用AQ2全自动间断化学分析仪(Automated Chemistry Analyzer ，England )测定，TN 采用德国产Liquor TOC 分析仪测定.物理化学指标的测试包括氧化还原电位(Eh)、pH 值、溶解氧(DO)，均是在现场实地测量，其中，DO 采用Orion Dissolved OxygenProbe(Model 862Aplus ，USA)测量，Eh 采用Orion 250Aplus ORP Field Kit 测量，pH 值采用Orion Portable pH Meter(Model 250Aplus ，USA)测量.分别采集和测定各湿地植物实验前后的生物量，本研究采用种植前与实验结束收获后湿地植物鲜重表示生物量.2.5 数据分析污染物去除率R 的计算公式如下：式中，Ci 和Ce 分别表示进水和出水的浓度(mg · L -1).1个月中每周测量值的平均值用来表示1个月中污染物的去除效果.2.6 统计分析所有的数据都采用SPSS 软件进行分析.一阶方差分析用来分析4种不同植物垂直潜流式人工湿地各种参数条件下的出水状况.二阶方差分析用来分析测试不同的碳元素添加、人工湿地植物类型、季节变化，以及其两两或者3个一起的综合影响作用.Duncan 多倍范围检验用来进一步评价方差分析中的差异显著性.3 结果3.1 主要物理化学指标的变化pH 值、氧化还原电位(Eh)和溶解氧(DO)值见表 1.对于pH 值，3种C/N 比进水条件下，4种植物湿地均表现为出水值(6.38~6.81)低于进水值(7.23~7.56)，但不同处理条件下，不同植物间差异不显著(p>0.05).对于DO 值，C1N 和C2N 处理要显著高于C3N 处理(p<0.05)，但相同处理不同植物类型间差异不显著(p>0.05).对于4种植物湿地类型，Eh 值在C1N 、 C2N 和C3N 处理中差异也不显著(p>0.05).3.2 主要污染物去除率随时间的变化主要污染物去除率在处理过程中各个月份中的变化明显，3种进水负荷下，COD 去除率在香蒲和菖蒲湿地均优于水葱和千屈菜湿地(图 2，表 2).如图 2a 所示，C1N 处理中，4种植物湿地中COD 去除率在秋末和冬初波动相对较大.在C2N 和C3N 处理中，4种植物湿地均表现出在7月和10月COD 去除率较高(图 2b 和2c).到实验结束(1月)，3种处理条件下，不同植物湿地对COD 去除率均下降到最低值，受季节影响显著.由表 3的方差分析发现，季节、植物类型与季节的交互作用对COD 的去除率影响显著(p<0.05).图2 实验期间COD去除率变化(a.C/N=2.5 ∶ 1; b.C/N=5 ∶ 1; c.C/N=10 ∶ 1)表3 湿地植物类型、碳添加、季节变化参数的方差分析如图 3所示，4种植物湿地中TN去除率在所有进水条件下均出现了较为明显的波动.在C1N 和C2N处理中，水葱湿地的TN去除率低于其他3种植物湿地(图 3a，3b)，而香蒲湿地在整个实验阶段TN去除率均较高.在C2N和C3N处理中，4种植物湿地类型在10月TN去除率明显较高，冬初(11—12月)也表现出了相对较高的去除能力(图 3b和3c)，然而到翌年1月均呈明显下降趋势，TN去除率较低.在整个实验启动期间，TN去除率受季节变化影响明显，波动时间相对较长.研究发现，季节对TN的净化效果具有显著影响(p<0.05)(表 3).图3 实验期间TN去除率变化(a.C/N=2.5 ∶ 1; b.C/N=5 ∶ 1; c.C/N=10 ∶ 1)对于TP去除率，其在所有进水负荷条件下都表现出在香蒲和水葱湿地稍高于菖蒲和千屈菜湿地(图 4).表 3分析发现，季节对TP去除率的影响明显(p<0.05).较高的TP去除率出现在4—5月，但最低值大都出现在冬季(12月，C/N=10 ∶ 1情况下最低值出现在6月)(图 4).TP去除率在菖蒲湿地总是相对较低，且受季节变化影响显著.图4 实验期间TP去除率变化(a.C/N=2.5 ∶ 1; b.C/N=5 ∶ 1; c.C/N=10 ∶ 1)4 讨论不同进水C/N比处理条件下，湿地去除能力有明显差别.很多研究结果表明，进水的污染物负荷的C/N比对污水的净化效果有较大的影响.赵永军等研究发现，微生物在不同生长阶段会根据自身需要调节所需要的C/N和P/C比，较高的生长速率不仅仅会出现在较高的C/N和P/C比下，也会出现在较低的N/P比的情况下，如细菌.合理控制C源和N源，以及进水污染物的C/N比，对于提高COD的去除率具有积极意义.本研究COD去除率达63%~78%，与在水平潜流型湿地的处理效果接近(60%)，而略低于Poach等)的研究结果.COD的去除率在香蒲湿地中相对高于其他3种湿地，其机理可能是香蒲植物向根区输氧能力更强，在植物根区的还原态介质中形成氧化态微环境，使有氧区域和无氧区域共同存在，有利于充分发挥微生物降解有机污染物的作用.利用菖蒲湿地处理生活污水时COD的去除率约为76%，与本研究进水C/N=5 ∶ 1时结果基本相同.另外，4种植物湿地均受到了进水负荷和季节变化的较大影响.COD在污染物进水负荷为C/N=5 ∶ 1时的去除率达到最大.C/N=10 ∶ 1时的结果显示，在较高的C/N负荷中，有机污染物的降解率相对较低.此结果与赵永军等的研究结果基本一致.垂直潜流人工湿地对于氮的去除主要是依靠硝化和反硝化过程实现的.当C/N=5 ∶ 1时，TN去除率比C1N和C3N处理高，而香蒲湿地也略高于其他3种植物湿地.这说明在适合的C/N比条件下，可使得硝化反应和反硝化反应达到最佳状态，适量的碳源保证了湿地反硝化过程的顺利进行.而植物的合理选择也在一定程度上提高了TN的去除效果.在不同的进水负荷条件下，平均TN去除率在香蒲湿地中达到了38%~49%，与Seo等(2008)在水平流湿地中48%的去除率接近.比较了水葱、香蒲和千屈菜等湿地植物对生活污水的TN去除率，发现香蒲的去除效果高于千屈菜，这与本实验的研究结果基本一致.另外，该研究结果表明，季节变化对于TN的去除则是有非常显著的影响，特别是在6—7月间，TN去除率达到最高值.TN在夏季有较高的去除率，其原因可能是植物在较高温度下良好生长，根系充分发育，为植物根系间微生物提供了良好的新陈代谢环境所致.人工湿地中TP的去除主要是通过湿地基质填料的吸附作用和沉降作用来实现的.为了可以达到较好的除磷效果，本研究以炉渣作为湿地填料的上层填充物，在不同进水条件下4种植物湿地均表现出了较高的TP去除率.Tanner等研的究结果表明，P在人工湿地中的吸附沉淀降解是一种有限的过程，经过一段时间以后湿地填料必须要更新或者冲洗以后才能再用，否则TP去除效果会下降.因此，人工湿地填料的选择对于TP的去除是一个非常重要的影响因素研究发现，水葱对总氮的净化效率可达到85%，好于其他挺水植物湿地.但本试验中水葱湿地虽去除率高于其他3种湿地，但仅为70%左右.这可能与研究的人工湿地类型与进水浓度不同有关.本研究发现，不同植物类型湿地间TP的去除率差异不大，可能的原因是植物对于磷元素的吸收对于整个TP去除的贡献率较小，湿地基质的吸附降解作用是其主要途径.不同C/N比处理下，TP的去除效果也差异明显，当C/N=5 ∶ 1时，具有最大值(63%~73%).这说明进水的C/N比也是影响人工湿地TP去除效果的重要因素.合理设计人工湿地进水C/N比例，有利于取得理想的TP净化效果。
垂直流人工湿地系统
人工湿地污水处理系统的发展与处理机理综述
水资源是基础自 然资源，是生态环境的控制性因素之一；同 又是战略性经济资 时， 源，
是一个国 家综合国 有机组成部分［ 着全球经 会的 力的 １ ］随 济社 发展和人口 剧增长， 的急 水资
源短缺已 成为世界倍受关注的焦点问 题之一。 加之对水域的破坏性开采、 不合理利用及大量
摘 要
基于人工湿地污水处理系统的 应用研究现状， 本研究结合工程实践石岩人工 湿地和甘坑 人工湿地进行探索研究， 容包括前处理、 填料、 植物、 深度、 流系统等对 内 不同 不同 不同 回 处理效果的 影响分析， 工程效益分析， 并就如何管理维护中、 大型规模垂直流人工 湿地提出
２ 人工湿地的 ． ２ 类型及各自 的优缺点
国内 对人工 外学者 湿地系 分 种多 １１ 从工 计的角 发， 系 布 统的 类多 样［ ］ 程设 － ０。 度出 按照 统
水方式的不同或在系统中流动方式不同一般可分为自由 表面流人工湿地、 水平潜流人工 湿地 和垂直流人工湿地（１。 １７ 从水力学角度划分， ２１ ， 人工湿地分为水面湿地和渗滤湿地两种类型 １ 人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两种类型： （。 ３ １ 水面式人工湿地 〔 简称Ｆ ） 潜 ＷＳ；
述问题提供了一种新的选择。
２ 人工湿地污水处理系统概述
２ 人工湿地的概念 ． １
湿地是陆地与水体之间的 过渡地带， 是一种高功能的生态系统， 具有独特的生态结构和 功能． ２ １ 年３ １ 修正的 “ 际湿地公约”中， ９ ８ 月 ２日 国 把湿地定义为： 不问 “ 其为自 然或人 工、 长久或暂时之沼泽地、 湿原、 泥炭地或水域地带； 带有戴静止或流动， 或为淡水， 半咸
的处理对象特征选用不同的植物。
人工湿地设计规范标准
人工湿地设计规1总则1.0.1为贯彻《中华人民国环境保护法》和《中华人民国水污染环境防治法》，规人工湿地污水处理技术，保护和改善环境，提高人民健康水平，建设环境友好型社会，特制定本规程。
1.0.2本规程适用于省人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理。
1.0.3人工湿地污水处理对象为生活污水、生活废水，或具有类似性质的污废水。
包括城市生活污水、农村生活污水、学校生活污水、住宅小区生活污水、宾馆污水、机关事业单位污水、疗养院污水、景区污水、污水处理厂尾水等。
1.0.4本规程适用的处理规模:生活污水处理规模≤2000m3/日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m3/日处理水量。
1.0.5人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理除应符合本规程外，还应符合国家、省现行有关标准的规定。
2术语2.1.1人工湿地constructedwetlands人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。
当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。
人工湿地分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。
2.1.2表面流人工湿地freewatersurfaceconstructedwetlands指水在人工湿地介质层表面流动，依靠表层介质、植物根茎的拦截及其上的生物膜降解作用，使水净化的人工湿地。
2.1.3水平潜流人工湿地subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指水从人工湿地池体一端进入，水平流经人工湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及生物膜的降解作用，使水净化的人工湿地。
2.1.4垂直流人工湿地verticalflowconstructedwetlands指水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排出，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出，使水得以净化的人工湿地。
人工湿地设计规范
人工湿地设计规范1总则1.0.1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》，规范人工湿地污水处理技术，保护和改善环境，提高人民健康水平，建设环境友好型社会，特制定本规程。
1.0.2本规程适用于江苏省内人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理。
1.0.3人工湿地污水处理对象为生活污水、生活废水，或具有类似性质的污废水。
包括城市生活污水、农村生活污水、学校生活污水、住宅小区生活污水、宾馆污水、机关事业单位污水、疗养院污水、景区污水、污水处理厂尾水等。
1.0.4本规程适用的处理规模:生活污水处理规模≤2000m3/日处理水量，城市污水处理厂尾水处理时规模≤10000m3/日处理水量。
1.0.5人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行管理除应符合本规程外，还应符合国家、省现行有关标准的规定。
2术语2.1.1人工湿地constructedwetlands人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。
当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。
人工湿地分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。
2.1.2表面流人工湿地freewatersurfaceconstructedwetlands指水在人工湿地介质层表面流动，依靠表层介质、植物根茎的拦截及其上的生物膜降解作用，使水净化的人工湿地。
2.1.3水平潜流人工湿地subsurfacehorizontalflowconstructedwetlands指水从人工湿地池体一端进入，水平流经人工湿地介质，通过介质的拦截、植物根部及生物膜的降解作用，使水净化的人工湿地。
2.1.4垂直流人工湿地verticalflowconstructedwetlands指水从人工湿地表面垂直流过人工湿地介质床而从底部排出，或从人工湿地底部进入垂直流向介质表层并排出，使水得以净化的人工湿地。
污水处理中的垂直流湿地技术
汇报人：可编辑
2024-01-05
CONTENTS 目录
• 垂直流湿地技术概述 • 垂直流湿地技术在污水处理中的应用 • 垂直流湿地技术的设计与建设 • 垂直流湿地技术的运行与维护 • 垂直流湿地技术的未来发展与挑战
CHAPTER 01
垂直流湿地技术概述
定义与特点
定义
CHAPTER 02
垂直流湿地技术在污水处理中的应 用
污水处理的流程
预处理
去除大块杂质和悬浮物，为后 续处理做准备。
生物处理
利用微生物降解有机物，去除 氮、磷等营养物质。
深度处理
进一步去除难以降解的有机物 、重金属等有害物质。
消毒处理
杀灭病原微生物，确保出水安 全。
垂直流湿地技术在污水处理中的优势
01
02
03
04
高效去除污染物
垂直流湿地技术能够高效去除 污水中的有机物、氮、磷等污 染物，达到国家排放标准。
节能环保
该技术能耗低，不产生二次污 染，对环境友好。
维护简便
垂直流湿地技术结构简单，日 常维护方便，降低了运营成本
。
适应性强
该技术适用于不同规模和类型 的污水处理，具有广泛的适用
性。
垂直流湿地技术在污水处理中的实际应用案例
去除污水中的悬浮物和杂质。
吸附作用
02
基质表面可以吸附一些溶解性物质，如氮、磷等，有助于改善
水质。
持水能力
03
基质应具有一定的持水能力，能够为湿地中的植物提供足够的
水分。
植物的选择与配置
植物种类
选择具有较强净化能力和适应性的植物，如芦苇、香蒲、水葱等，能够有效地吸 收污水中的营养物质。
（完整版）某河道人工湿地设计方案
（完整版）某河道⼈⼯湿地设计⽅案某河道⼈⼯湿地设计⽅案⼀、项⽬基本概况1.1 河道现状先导区内河流主要有运粮河和丁村沟。
a）运粮河运粮河属于淮河流域，涡河⽔系，起源于中牟县万滩乡万庄村南，东南⽅向途径东漳南、秫⽶店北、⼤胖西、⽼饭店西、朱仙镇东、⼤李庄西，在开封县⼤李庄乡，四合庄西汇⼊涡河，全长53.27km，总流域⾯积214km2。
其中中牟县境内长15.6km，流域⾯积112.9km2，规划区内河道长度3.9km，是先导区，乃⾄中牟县的⼀条主要防洪排涝河道。
运粮河属于季节性河流，在平⾯上基本保持了其⾃然河形，岸线有⼀定的蜿蜒，河道两侧滩地及堤防顶部有速⽣杨林，枯⽔期基本⽆基流，河流⽔质较差。
2005年按三年⼀遇除涝，⼗年⼀遇防洪标准进⾏了治理，治理长度15.6km，出境处设计排⽔流量40.84m3/s。
它是狼城岗⼲渠和丁村⽀渠区域的主要排⽔河道，主要⽀流有丁村沟（沟长14.61km）和运粮河⽀沟（沟长5km）。
设计排⽔能⼒16.9 m3/s ~48.7 m3/s，⽬前排⽔能⼒为设计能⼒的70%。
b) 丁村沟丁村沟属运粮河⽔系，位于丁村⽀渠与赵⼝总⼲渠1号沉砂池第Ⅰ条渠之间，发源于万滩镇关家村，流向东南，流经万滩镇、雁鸣湖两乡镇，经⼩朱村、岳庄、丁村南，再向东南，穿中东公路，⾄朱固村南⼊运粮河，全长14.4km，流域⾯积24.9km2。
其中中牟县先导区内河道长度为4.3km。
现状来⽔主要为上游村庄的⽣活污⽔，以及雁鸣湖的侧渗⽔，现状⽔质较差，河道内局部有⽣活垃圾。
1998年丁村沟进⾏了清淤，⾄今未再次治理过，它是⽰范区内的⼀条主要排⽔沟道。
设计排⽔能⼒3 m3/s ~15 m3/s，⽬前排⽔能⼒仅为设计能⼒的80％。
河渠均为季节性河流，现状河渠⽔系受周边⼯业污染相对较轻，主要受沿河村镇⽣活污⽔、农⽥排⽔和降⾬径流污染影响，部分河渠河床内及两侧垃圾较多，旱季时基本成为排污沟，污染严重，⽔质均为劣V类，⽆法达到⽔功能区划和河流⽣态所需要的⽔质标准，严重影响先导区环境质量。
垂直潜流人工湿地施工方案
深圳市XXXXX区水环境整治工程项目——垂直潜流湿地工程施工方案编制人：审核人：编制单位：编制日期：年月日一、工程概况1．工程简介深圳市XX区水环境整治工程项目潜流湿地工程，本项目垂直流人工湿地工程位于污水处理厂绿地。
经原地面实际复测，测湿地填料底标高为1m，每单元长8m,宽5m.本工程建设内容，湿地每单元占地面积为40m²，总有效面积240m²，划分为6标准单元，每个单元净体积为40m³，湿地内部种植水生植物，湿地的水生植物由再生水厂供水，通过地埋PVC布水管进行连接供水，然后再由碎石、陶粒回填料进行过滤,最后由PVC放空管收集通过表流湿地进入泵站。
2．参建单位工程名称：深圳市XX区水环境整治工程项目建设单位：XXX有限公司监理单位：XXX有限公司设计单位：XXXX设计有限公司施工单位：XXXX电有限公司二、编制依据1．招标技术资料深圳市XX区水环境整治工程部分施工图纸；深圳市XX区水环境整治工程部分招标文件；深圳市XX区水环境整治工程部分岩SBS防水卷程勘察报告。
2．现场实地调查我单位针对本标段施工现场的具体情况进行了实地踏勘，另结合我单位自身的资源情况和实际施工能力、承担类似工程的施工经历、经验等编制了细致的材料。
3．采用技术规范及标准和相关法律、法规《关于在基本建设工程中加强地下文物保护管理的通知》；《深圳市地方环境保护法规》；《消防条例》；《关于在基本建设工程中加强地下通讯电缆保护管理条例》；《建设工程施工现场管理规定》；《工程测量规范》GB50026-2007；《水利水电工程施工测量规范》SL52-93；《水利水电工程施工质量验收规程》（SL223-2008）；《SBS防水卷材材料应用技术规范》GB50108—2008；《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2013；《SBS防水卷试验规程》SL237-1999；《碾压式土石坝施工技术规范》DL/T5129-2001；《工程建设标准强制性条文》（水利工程部颁发）；深圳市施工现场管理有关文件和标准；深圳市建筑工程施工企业安全责任制；我单位制定《质量手册》及质量保证体系的程序文件；我单位制定的《施工组织设计编制控制程序》，市有关法律、法规和技术标准。
复合垂直潜流人工湿地处理分散型农村生活污水工程设计
复合垂直潜流人工湿地处理分散型农村生活污水工程设计尹笛，陈忠购，张帼一，刘佳伟（浙江农林大学风景园林与建筑学院，浙江杭州310000）摘要：根据高岙村生活污水的特点，采用“格栅过滤-隔油沉砂池-厌氧水解池-IVCW 系统-砂滤池”的模式处理居民居住距离＞2km 的较分散的生活污水，处理规模为2.3m 3/d 。
结果表明，该工艺具有处理效果好、投资费用低、景观价值高等优点，能提升农村生活污水处理效率，对有效解决分散型农村生活污水问题具有积极的指导意义。
关键词：复合垂直潜流人工湿地；农村分散型生活污水；基质；植物细菌、寄生虫卵等，重金属等污染物较少。
③排放随意性：由于污水收集管网建设不健全，分散型生活污水的处理多是经过化粪池等简单处理就排到附近农田、河沟、坑塘中。
1.2工艺选择目前，国内外对于农村生活污水处理工艺主要分为2种方式，一是小型的城镇污水处理厂；二是利用植物根系吸收、微生物分解、基质吸附等原理净化污水的自然处理系统（如氧化塘、人工湿地、土地渗滤等）。
其中，人工湿地污水处理技术以其基建投资少、操作简单、运行管理费用低、处理效果好等特点在农村得到了广泛应用[4]。
高岙村为典型的农村小型村落，具有地域广、村落分布散等特点，建设市政管网将农村污水统一收集处理费用高、难度大。
为推进高岙村的污水治理项目工作，采用IVCW 为主处理工艺的农村污水处理工程。
该工艺可就地净化处理生活污水，适合处理小型分散村落，可以因地制宜解决好高岙村污水达标排放问题。
2工程设计2.1工艺流程及进出水水质IVCW 型污水处理工程主要的工艺流程由3部分组成：预处理系统、IVCW 系统和后处理系统。
针对居民居住距离＞1km 的较分散且管网铺设难度大的区域，采用联户分散处理模式，工艺流程如图1。
对高岙村工程选址处生活污水排放情况现场调研，并结合《东北地区农村生活污水处理技术指南》和国家排放标准要求，污水处理应尽量与资源化利用结合，污水处理后不直接外排，可作为周边农田灌溉用水及景观用水，本项目设计进出水水质如表1。
垂直潜流人工湿地施工方案
深圳市XXXX）区水环境整治工程项目垂直潜流湿地工程编制人：______________________________审核人：______________________________编制单位：_____________________________编制日期：年月日、工程概况1．工程简介深圳市XX 区水环境整治工程项目潜流湿地工程，本项目垂直流人工湿地工程位于污水处理厂绿地。
经原地面实际复测，测湿地填料底标高为1m每单元长8m,宽5m.本工程建设内容，湿地每单元占地面积为40n2，总有效面积240n2, 划分为6标准单元，每个单元净体积为40n3，湿地内部种植水生植物，湿地的水生植物由再生水厂供水，通过地埋PVC布水管进行连接供水，然后再由碎石、陶粒回填料进行过滤, 最后由PVC 放空管收集通过表流湿地进入泵站。
2．参建单位工程名称：深圳市XX区水环境整治工程项目建设单位：XXX有限公司监理单位：XXX有限公司设计单位：XXXX设计有限公司施工单位：XXXX电有限公司二、编制依据1 ．招标技术资料深圳市XX区水环境整治工程部分施工图纸；深圳市XX区水环境整治工程部分招标文件；深圳市XX区水环境整治工程部分岩SBS防水卷程勘察报告2．现场实地调查我单位针对本标段施工现场的具体情况进行了实地踏勘，另结合我单位自身的资源情况和实际施工能力、承担类似工程的施工经历、经验等编制了细致的材料。
3．采用技术规范及标准和相关法律、法规《关于在基本建设工程中加强地下文物保护管理的通知》；《深圳市地方环境保护法规》；《消防条例》；《关于在基本建设工程中加强地下通讯电缆保护管理条例》；《建设工程施工现场管理规定》；《工程测量规范》GB50026-2007；《水利水电工程施工测量规范》SL52-93；《水利水电工程施工质量验收规程》 ( SL223-2008)；《SBS防水卷材材料应用技术规范》GB5010—2008;《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2013；《SBS防水卷试验规程》SL237-1999;《碾压式土石坝施工技术规范》DL/T5129-2001 ;《工程建设标准强制性条文》 (水利工程部颁发) ;深圳市施工现场管理有关文件和标准; 深圳市建筑工程施工企业安全责任制; 我单位制定《质量手册》及质量保证体系的程序文件; 我单位制定的《施工组织设计编制控制程序》，市有关法律、法规和技术标准。
垂直潜流人工湿地施工方案
垂直潜流人工湿地施工方案目录一、前言 (3)1.1 工程背景 (4)1.2 方案编制依据 (5)1.3 方案目标 (6)二、工程概况 (7)2.1 工程地点与规模 (8)2.2 工程地质条件 (8)2.3 水文气象条件 (9)2.4 工程施工特点及难点 (10)三、施工准备 (12)3.1 施工材料准备 (13)3.1.1 基础处理材料 (15)3.1.2 植物材料 (16)3.1.3 配件及设备 (18)3.2 施工设备选择 (19)3.3 施工队伍组织 (20)3.4 施工现场布置 (21)四、施工方法与工艺 (22)4.1 基础处理施工方法 (23)4.1.1 地基清理与平整 (24)4.1.2 基础开挖与铺设 (25)4.1.3 地基加固处理 (27)4.2 植物种植与安装 (29)4.2.1 植物种类选择 (30)4.2.2 植物种植布局 (31)4.2.3 植物定植与养护 (33)4.3 过滤系统施工 (34)4.3.1 过滤材料选择 (35)4.3.2 过滤池建造与结构设计 (36)4.3.3 过滤系统安装与调试 (37)4.4 排水系统施工 (39)4.4.1 排水管道铺设 (40)4.4.2 排水泵选型与安装 (41)4.4.3 排水系统试运行与调试 (42)五、施工期监测与维护 (42)5.1 施工期监测内容与方法 (43)5.1.1 地基与基础监测 (45)5.1.2 植物生长监测 (46)5.1.3 系统运行状态监测 (47)5.2 工程维护与管理 (48)5.2.1 日常保养与维护 (50)5.2.2 定期检查与维修 (51)5.2.3 故障处理与应急响应 (53)六、环境保护与安全保障 (54)6.1 环境保护措施 (55)6.1.1 施工噪声控制 (56)6.1.2 废水处理与回用 (57)6.1.3 生态保护与恢复 (58)6.2 安全保障措施 (59)6.2.1 施工现场安全管理 (60)6.2.2 个人防护装备使用 (61)6.2.3 应急预案制定与演练 (62)七、结论与建议 (64)7.1 方案总结 (65)7.2 存在问题与不足 (66)7.3 改进建议与展望 (67)一、前言本施工方案旨在指导垂直潜流人工湿地的建设工作，综合考虑环境修复、水质净化、资源循环利用的多重目标，以实现高效率、低成本、环境友好型的污水处理解决方案。
孙承东：水污染控制技术——垂直潜流人工湿地系统
垂直潜流人工湿地系统的优缺点：
缺点：垂直流人工湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨
氮含量较高的污水，其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工
湿地系统，落干/淹水时间较长。控制相对复杂，夏季有孽生蚊蝇的现 象。
优点：投资建设成本小、运行费用低、运行技术低、能够结合景观进 行建设，具有景观美的效果。
源化与无害化。
人工湿地生态系统
垂直潜流人工湿地系统
垂直流湿地系统中的水流综合了地表流湿地系统和潜流湿地系统的特
性,水流在基质床中基本呈由上向下的垂直流,水流流经床体后被铺设
在出水端底部的集水管收集而排出处理系统。
垂直潜流人工湿地系统剖面图：
垂直流人工湿地系统的原理机制：
• 一般认为人工湿地对污水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用
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
处于生长恢复期的植物系统
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）
人工湿地运行效果
湿地进水口及配水渠
湿地进水及出水效果类比
垂直流人工湿地系统的前景：
水污染控制技术
——垂直潜流人工湿地系统
主讲人： 孙承东
人工湿地系统系统的物理、化学、
和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸
收和微生物分解来实现对废水的高效挣化，同时通过营养物质和水分 的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资
垂直流人工湿地系统的发展现状：
① 目前人们对人工湿地净化过程的了解多基于“黑箱”理论,而对于污水在湿地 系统的净化过程了解不多,因此导致了人们在建造人工湿地时主要借助于经验, 而造成了各地人工湿地净化效率差异很大。 ② 人工湿地系统多用于生活污水的治理,并取得了显著的净化效果,在发达国家与 发展中国家均有广泛的应用,小到一家一户的污水处理,大到几千人口量的生活 污水处理。随着人工湿地系统的不断改进与发展,其应用领域已扩大到各类工 业废水与农业废水等的处理。但是,利用人工湿地处理工业废水必须针对各自 特殊污染物进行合理设计,做到有的放矢。
河道人工湿地工艺的设计计算
河道人工湿地工艺的设计计算好养生物塘⑴实际尺寸：L×B×H=10×6×⑵有效水深：H=⑶有效容积：V=120m3,有效面积60m2⑷水力停留时间：HRT=5 h⑸结构：砖混结构人工湿地(a) 复合潜流人工湿地综合考虑水平潜流负荷高，水力条件好能营造良好的厌氧环境，以及垂直潜流充氧能力和硝化能力强的特点，我们选择水平+垂直的复合潜流人工湿地，水流经进水布水，先后缓慢流经粒径20mm的粗砾石和5mm~10mm的细砾石，在砾石表面形成生物膜，附着的微生物对污水中的有机物进行降解，出水进入垂直流湿地，水流在填料床中呈由上向下的垂直流，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。
垂直流湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水。
在设计时充分考虑了检修，将垂直潜流湿地分为2格，保证在检修的情况下也不会间断对污水的处理。
(b) 表面流人工湿地系统地表流湿地系统也称水面湿地系统，与自然湿地最为接近，但它是受人工设计和监督管理的影响，其去污效果又要优于自然湿地系统。
污染水体在湿地的表面流动，水位较浅。
通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。
氧的来源主要靠水体表面扩散，植物根系的传输和植物的光合作用，表面流负荷小，占地面积相对较大。
设计参数水平潜流人工湿地设计参数垂直潜流人工湿地设计参数表面流人工湿地设计参数构筑物设计水平潜流人工湿地构筑物尺寸垂直潜流人工湿地构筑物尺寸表面流人工湿地构筑物尺寸水平潜流人工湿地系统基质配选方案水平潜流湿地从表层到底层依次为覆土土壤，粗砂，填料层，细砂，防渗层，我们将湿地分为3个单元，每个单元分为2格，第一格选择粒径为20mm的粗砾石作为填料层，一方面利用粗砾石粒径大，水力条件好的特点，增大系统的抗负荷能力，另一方面靠近进水端的填料层也起到很好的布水作用，使水流均匀，提高容积利用率；第二格选择5mm~10mm 的细砾石，增大填料比表面积，使附着在填料表面的微生物与污水更容易接触，同时由于粒径小，水流速度较慢，给微生物提供充足的时间硝化降解河水中的有机物，提高出水水质，降低对后续工艺的冲击。
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收稿日期:2008-03-10基金项目:江西省自然科学基金项目(2007GZC084),江西省教育厅自然科学研究项目(赣教技字[2007]193号)作者简介:李忠卫(1985-),男,江西吉安人,在读硕士.文章编号:1005-0523(2008)03-0040-05垂直流人工湿地工艺设计概述李忠卫,王全金,李 丽(华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013)摘要:简单介绍了人工湿地的定义、类型及其运行的影响因素.阐述了垂直流人工湿地系统的主要设计内容,包括湿地床体设计、植物群落的构建、基质的选择和铺设、自动增氧系统的建设等方面,并给出了相关的设计参数.关 键 词:人工湿地;垂直流;工艺设计中图分类号:X703.1 文献标识码:A 人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面,它是利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化.湿地系统主要由各种具有透水性的基质、水生植物、水体、湿地中低等动物和好氧或厌氧微生物种群五部分组成[1].人工湿地系统运行情况是否良好取决于进水水质、湿地的设计以及出水水质要求等因素[2].Miklas Scholz 通过相关性分析得出湿地的去除率与电导率、温度、溶解氧和总悬浮物有密切关系[3].人工湿地根据水流方式的差异可分为三种:①自由表面流人工湿地(SFW ),②水平潜流人工湿地(SSFW ),③垂直流人工湿地(VFW ).为了使出水水质达到指定的排放标准,必须对湿地进行合理的设计,针对不同类型的湿地其设计方法和构建过程在某些方面会有所不同.垂直流人工湿地在净化污水方面有较好的效果,尤其是脱氮除磷方面.但人工湿地系统较传统污水处理工艺占地较大,与其他类型人工湿地相比,其基建费用相对较高.设计参考公式方面各地均有差异,相关参数不全或者较少.因此,垂直流人工湿地的设计在整个系统的建设过程中占据重要作用.本文较为全面地介绍了垂直流人工湿地系统设计方法和相应的强化措施.1 垂直流人工湿地的设计垂直流人工湿地系统的设计中包括选址、系统工艺、核心设施、水力负荷、植物、基质、床体结构的设计等,其中较为重要的为人工湿地床体设计与参数的选定、湿地基质的构建、植物群落的构建三个方面.1.1 湿地床体设计垂直流人工湿地中水的流态满足一级推流动力学,可采用一级动力学方程计算湿地所需表面积[4].A s =[Q (ln C 0-ln C e )]/(K T Dn )(1)式中:C e —出流BOD 5(mg /L );C 0—入流B OD 5(mg /L );K T —与温度有关的一级反应速率常数(d -1);Q —系统平均流量(m 3/d );D —床层深度(m );n —床层孔隙率;A S —系统表面积(m 2)K T 与温度的关系为K T =K 20(1.1)T -20.据有关文献报道和实际试验,某一特定潜流湿地系统的K 20与床体填料的孔隙率n 有关,关系式为K 20=K 0(37.3n 4.172),对典型城市污水取K 0=1.893d -1,高第25卷第3期2008年6月华 东 交 通 大 学 学 报Journal of East China Jiaotong University Vol .25 No .3Jun .,2008浓度有机工业废水K0=0.198d-1[4].英国人Kitkuth推荐用A S=5.2Q(ln C0-ln C e)计算表面积[5].Cooper指出垂直流湿地的人均占地面积为1-2m2/PE(人口当量)最高可达到5m2/PE[6].Diederik P.L.Rousseau通过调查得出垂直流人工湿地处理规模在4-2000PE时,平均占地面积为3.8m2/PE[7].另外,也可以根据植物供氧能力来计算湿地床表面积.污水的需氧量R0可用式(2)进行估算,植物的供氧量P0可用式(3)进行估算. R0=1.5Q(C0-C e)(2) P0=A s T o/1000(3)通常湿地植物的供氧能力T o在5-45gO2/m2·d,一般为20gO2/m2·d.由上述方程可计算出处理床表面积,在实际工程中求出的表面积通常还应乘以一个安全系数,一般为2[8].在湿地设计过程中,水力学设计是湿地工艺设计中一薄弱环节[9].通常,潜流型人工湿地的水力负荷可达150～500m3/(ha·d),最佳水力负荷在187～374m3/(hm2·d)之间.虽然根据实验,垂直流湿地最大水力负荷可以到2000mm/d,但为了长期安全运行起见,建议水力负荷不超过1000mm/d.相关文献推荐的取值范围为80～620mm/d[10].同时在设计过程中,还需要考虑气候,蒸腾等外界作用.E.J.Dunne 建议设计时需要考虑5年或25年内的最大暴雨径流以确保系统不会因水力负荷过大而不能正常运行[2].通过表面积确定湿地床体的几何尺寸.湿地床长度一般为20m～50m.过长,易造成湿地床中的死区,且使水位难于调节,不易植物的栽培.湿地长宽比(L/W)也不应过大,建议控制在3∶1以下,通常采用1∶1;土壤为主的系统,L/W应小于1∶1.湿地床底坡一般取1%～8%,需根据基质性质及湿地尺寸加以确定,对以砾石为基质的湿地床一般取2%,潜流湿地不宜大于1%.1.2 植物湿地植物的选择有以下几个原则:①植物的净化能力和耐污能力强;②具有较强的抗逆性(如抗冻、抗热、抗病虫害,适应环境能力强);③易于管理;④植物的年生长周期长,生长速度快;⑤具有一定的综合利用价值.湿地设计中常选用高大的挺水植物,常用的有:芦苇(Phragmites)、美人蕉(Canna)、香蒲(Typha)、菖蒲(Calamus)、灯心草(Juncus)、蔗草(Scripus)和苔草(Cares)等,目前应用最多的是芦苇.美国人工湿地常用的植物有芦苇、香蒲、灯心草、水葱等;深圳白泥坑人工湿地栽种了芦苇、茳芏、灯心草、蒲草等[11].芦苇的根系较为发达,是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.目前,针对湿地植物的实用经济性和观赏价值要求越来越高,传统的湿地植物已经不能很好满足这些要求.陈志澄对[12]27种植物进行了对比试验,实验结果表明,野芋头、花叶万年青、象草、风车草、红草、蜘蛛兰、千手观音、水葱和花蝴蝶等18种植物,可以作为人工湿地生态系统选种植物.其中象草是一种既有强污水降解能力又能作饲料的品种,适用于畜牧场的水污染治理.在植物群落构建时应尽可能增加湿地系统的生物多样性,采用多层次、多种植物群落结构,防止选用部分植物因不适宜湿地生长环境而被淘汰,从而影响系统的处理能力.多层次、多植物配置的植物床能有效去除污水中的污染物[13].另外,在进行多层次、多物种配置时,有必要结合植物筛选工作,以确保配置更有效.植物的种植密度也影响着湿地的处理效率,密度过大容易造成湿地基质层孔隙率大大降低,容易导致基质堵塞;种植密度太小,不能够有效的增加微生物的附着面积,植物的输氧量也大大降低,影响了系统的处理效率.一般的种植密度应维持在1～3株/m2,栽种的季节宜在秋季或早春[5].1.3 基质基质的选用过程中通常需要考虑以下几个因素:(1)具有良好的吸附性能和离子交换性能,基质在磷的去除过程中主要是通过一些物理和化学(吸收、吸附、离子交换、络合反应等)作用实现,因而选择合适的基质对磷的去除率有着重要的影响[14,15].处理区基质表层可优先选用钙含量为2～2.5kg/ 100kg的混合土,以利于提高脱磷效果.(2)基质的粒径不宜过大或过小,粒径太小,基质的水力传导率较小,容易造成堵塞,形成地表漫流;粒径太大,单位体积内微生物可附着的面积较小;目前选用的基质粒径范围在0～30mm,常用范围为4～16mm.(3)有利于生物膜的形成和更新,有利于提高有机物和氮的去除效率.针对不同类型的污水选用的基质也不相同,以P为特征的污水,最好选择飞灰和页岩为基质.而以有机污染物和悬浮物为特征的污水,常选用土壤、细沙、砾石[16].(4)价廉,基质占湿地建设费用的比例最大,可达到50%-60%[17].目前也有一些关于新类型基质的研究,郭本华[18]对沸石、页岩陶粒和碎石对磷的去除率进行了对比,结果表明41第3期李忠卫,等:垂直流人工湿地工艺设计概述对磷的去除效果最好的是碎石单元,依次是页岩陶粒、沸石.秦志伟[19]通过对页岩、陶粒、蛭石、炉渣等基质进行对比试验,结果表明,对于高浓度污水,选用陶粒和蛭石结合效果较好;对于低浓度污水应选用陶粒和腐殖质作为基质;而富含氧化铁的炉渣在一定条件下可很好的去除污水中的磷.另有对炉渣、飞灰等九种基质的研究表明,炉渣的吸磷性能最好(8.89gP/kg),其次是飞灰(8.81gP/kg),另外,炉渣的使用寿命也是最长的,可达22年[20].基质层厚度的确定取决于植物的根系生长深度、处理效率以及复氧效率.为了保证湿地床体中足够的氧供好氧菌利用,湿地的基质层厚度一般控制在0.6～0.8m之间,垂直流湿地的基质层厚度可相对较厚,一般在0.7-0.8m之间.人工湿地床体的深度一般是按水生植物根系自然扩展的深度来设计,一般为0.6-0.7m.如草床深度为0.76m;芦苇床推荐深度为0.6-0.7m;茳芏、席草和灯心草湿地床深度为0.45～0.6m[21];香蒲、灯心草的湿地床深度以0.2～0.6m为宜[22].同时对于基质的铺设,为了达到更好的处理效率一般在不同高度选用的基质粒径也不相同.垂直潜流湿地基质表层可优先选用钙含量为2～2.5kg/100kg的混合土,以利于提高脱磷效果.表层之下以粗粒径砾石掺和适量土壤,厚度为150～250m m,再往下全部采用较细粒径的砾石,或用不同级配的其他基质铺设,也可几种基质一起掺和铺设.李爱权[23]利用模拟实验研究了泥炭、砾石、蛭石组成的复合基质,结果表明,不同比值的基质单元对磷的去除率不一样,而且明显优于单一基质单元.另外,由于表层土壤在浸水后会有一定的下沉,因此,建造时填料表层标高应高出设计值10%～15%.1.4 其他要素设计人工湿地设计过程中除了以上几个重要部分外,还有其他要素在设计时也要得到重视,如场地的选择、进出水装置、防渗层和保温层的铺设、自动增氧系统等.1)场址人工湿地处理单位体积污水时所需的占地面积是传统二级生物处理工艺的2-3倍.在选择场址时,应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,可减少土方工程量,利于排水,降低投资;另一方面,可减少对周围环境的影响.2)进出水装置湿地床进水时需尽量保证配水的均匀性,多采用多孔管或三角堰等.垂直流湿地常采用多孔管进水,架设在床面上或埋于床体底部,埋于床面底部的缺点是配水调节较为困难.因而,多孔管多设于高出床面0.5m左右,以防床面淤泥和杂草积累而影响配水.湿地的出水系统可采用沟排、管排、井排等方式,设计时应考虑受纳水体的特点、湿地系统的布置及场地条件等因素.为有效的控制湿地水位,垂直流人工湿地排水系统一般是在基质层布设穿孔集水管,并设置旋转弯头和控制阀门.对于严寒地区,进出水管的设置需考虑防冻措施,并在系统的必要部位设置控制阀和放空阀[24].3)防渗层和保温层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0.5～1.0m m的高密度聚乙烯树脂,油毛毡密封铺垫等,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.在寒冷地区或冬季,要求对湿地进行隔离.好的覆盖物应具有:①二次有机填料能完全分解而不会影响系统的正常运行;②有营养平衡成份,pH值为中性;③结构蓬松,隔热效果好,不堵塞滤床;④种子在覆盖物上易发芽生长(如果将植物的种植作为目的之一);⑤湿气含养能力较好,湿地植物不会受到干旱的影响.树叶常被认为是一次性隔离物;然而树叶分布经常是不均匀的,同时易使热量散失.即使在隔离层有很小的裂口,也会使流动水中的热量损失很大.为了更有效地隔离,必须在设计的时候就将均衡地布置覆盖物作为人工湿地系统的一个主要部分.早期资料中提到许多用于人工湿地覆盖物的原材料,有树皮、树杆、木屑等,厚度控制在15cm左右,下层覆盖一层5cm左右的空气缝隙[25].4)自动增氧系统为了提高垂直流湿地的硝化能力,可以加设人工增氧系统.可采取的措施有在湿地表面均匀分布曝气管,曝气管底部孔壁钻有小孔,并伸入湿地床体一定深度,设计深度视进出水水质和植物的复氧效率而定,也可在不同高度进行分层布设水平穿孔管. Michal Green[26]等人对垂直流人工湿地加设曝气管,结果表明可明显增加湿地系统中的含氧量,大大提高硝化效率.另有试验在湿地系统中加设3层增氧穿孔管,可使湿地中含氧量保持在0.5mg/L以上[27].42华 东 交 通 大 学 学 报2008年2 结语与发展趋势人工湿地是一种新兴的污水处理工艺,应用领域已从最初处理生活污水扩展到工业废水和控制面源污染等方面.然而,其工艺系统的设计多建立在统计数据和经验公式基础上,目前应用最广的是一级动力学模型,但仍然是建立在一定假设条件和忽略某些影响因素的基础上,其参数具有不确定性.想要得到合理的人工湿地系统设计方法,首先必须对其净化机理进行详细的研究,探讨各个转化过程,并进行细化,综合考虑各种因素,建立完整的数据库,确定具体的物料平衡方程、反应公式和相关动力学参数,运用软件对数据、方程进行统计、演算、修正、验证,最后完善人工湿地工艺系统的设计方法.参考文献:[1]尹 军,崔玉波.人工湿地污水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2006:7-52.[2]E.J.Dunne.An integrated constructed wetland to treat contami-nants and nutrients from dairy farmyard dirty water[J].Ecologi-cal Engineering,2005,(24):221-234.[3]Miklas Scholz.Performance prediction of mature experimentalconstructed wetlands which treat urban water receivin g high loads of lead and copper[J].Water Reaearch,2003,(37):1270 -1277.[4]王世和.人工湿地污水处理理论与技术[M].北京:科学出版社,2007:174-188.[5]王 薇,俞 燕,王世和.人工湿地污水处理工艺与设计[J].城市环境与城市生态,2001,14(1):59-62.[6]Cooper,P.,Smith,M.,Maynard,H.The design and perfor-mance of a nitrifying vertical-flow reed treatment system[J].Water Sci.Tech.,1997,(35):215-221.[7]Diederik P.L.Rousseau,Peter A.Vanrolleghem,Niels DePauw.Constructed wetland in Flanders:a performance anal y s is [J].Ecological Engineering,2004,(23):151-163.[8]沈耀良,杨铨大.新型废水处理技术———人工湿地[J].污染防治技术,1996,9(1、2):1-8.[9]赵桂瑜,杨永兴,杨长明.人工湿地污水处理系统工艺设计研究[J].四川环境,2005,24(6):24-27.[10]吴振斌,詹德昊.复合垂直流构建湿地的构建方法及净化效果[J].武汉大学学报(工学版),2003,36(1):12-16.[11]文乐元,谢可军.人工湿地———新型污水处理技术[J].西南林学院学报,2002,22(2):76-79.[12]陈志澄,郭丹桂,熊明辉等.处理生活污水的植物品种的筛选[J].环境污染治理技术与设备,2006,7(4):90-93.[13]刘春常,夏汉平,简曙光等.多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究[J].生态环境,2006,15(2):229-233.[14]王全金,陈 栋.芦苇人工湿地处理技术研究进展[J].华东交通大学学报,2004,21(4):1-5.[15]王全金,李 丽等.潜流人工湿地基质除氮磷效果研究[J].华东交通大学学报,2006,23(5):1-3.[16]Drizo A,et al.Physico-chemical screening of phosphate-re-moving substrates for use in constructed wetland systems[J].Water Res,1999,33(7):3595-3602.[17]USEPA.Subs urface flow constructed wetlands for waste watertreatment[M].A Technology Assessment,1993.[18]郭本华,宋志文,李 捷,等.3种不同基质潜流湿地对磷的去除效果[J].环境污染治理技术与设备,2006,7(1): 110-113.[19]秦志伟,洪剑明.人工湿地不同的水流方式和基质对氮和磷的净化的比较[J].首都师范大学学报(自然科学版),2006,27(5):102-106.[20]Defu Xu,Jian ming Xu,et al.Studies on the phosphorus sorp-tion capacity of substrates used in constructed wetland s ystems [J].Chemosphere.2006,(63):344-352.[21]胡康萍.人工湿地设计的水利学问题研究[J].环境科学研究,1991,4(5):8-12.[22]陈水平,夏宜铮.香蒲、灯心草人工湿地的研究-Ⅱ.净化污水的空间[J].湖泊科学,1998,10(1):62-66. 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