垂直流人工湿地
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。
养殖废水中抗生素及抗性基因在垂直流人工湿地中的去除
参考内容二
摘要
本次演示综述了人工湿地去除畜禽养殖废水污染物的研究进展，总结了未来的 发展方向。文章首先介绍了研究的背景和意义，明确了本次演示的研究问题和 假设。接着，对所搜集到的文献资料进行归纳、整理及分析比较，逐一介绍人 工湿地去除畜禽养殖废水污染物的原理和工艺、效果和影响因素以及实际应用 和推广前景。最后，总结前人研究的主要成果和不足，并指出研究的空白和需 要进一步探讨的问题。
结论
本次演示综述了人工湿地去除畜禽养殖废水污染物的研究进展，总结了未来的 发展方向。人工湿地作为一种生态环保的污水处理技术，在去除畜禽养殖废水 污染物方面具有很大的潜力。然而，实际应用中也存在一些问题需要进一步研 究和改进。
未来需要继续深入探讨如何提高人工湿地的处理效率、减少占地面积、降低运 行成本等方面的问题，以便更好地推广和应用人工湿地去除畜禽养殖废水污染 物技术。
二、文献综述
抗生素是指由微生物或高等动植物在生命活动中产生的具有抗病原体或其他活 性的一类物质。养殖过程中大量使用抗生素，以预防和治疗畜禽疾病，但同时 也会导致抗生素残留进入养殖废水。而抗性基因是指能够编码对抗生素产生抗 性的蛋白质的基因工湿地对抗生素及抗性基因的去除主要通过物理、化学和生物作用实 现。物理作用主要包括过滤、沉降和吸附，能够去除部分抗生素和抗性基因。 化学作用主要是通过添加氧化剂或还原剂，将抗生素和抗性基因进行氧化或还 原反应，从而将其分解。生物作用则是通过湿地中的微生物和植物的作用，将 抗生素和抗性基因作为营养物质分解。
3、人工湿地去除畜禽养殖废水 污染物的实际应用和推广前景
目前，人工湿地去除畜禽养殖废水污染物已经在国内外得到了广泛应用。许多 研究表明，人工湿地在实际应用中具有投资低、运行简便、维护方便等优点， 同时具有较好的处理效果和环境效益。
垂直流人工湿地计算参考书
垂直流人工湿地计算参考书一、什么是垂直流人工湿地呢？垂直流人工湿地是一种超级有趣又很环保的污水处理系统哦。
它就像是一个小小的自然净化工厂，通过湿地里的植物、土壤还有微生物的共同努力，把污水变得干干净净的。
这里面的水流可不是随随便便流动的，而是垂直方向流动的呢。
这种特殊的流动方式让污水在湿地里的净化过程变得更加独特和高效。
比如说，污水会在重力的作用下，缓缓地从湿地的上层渗透到下层，在这个过程中，不同的物质就开始发生各种奇妙的反应啦。
二、计算垂直流人工湿地为什么这么重要呀？这可太重要啦。
如果不进行准确的计算，就像厨师做菜不知道放多少调料一样，整个湿地的运行可能就会乱套哦。
准确的计算可以帮助我们确定湿地的面积大小。
要是面积算小了，污水可能得不到充分的净化，那可就白忙活啦。
而且还能确定水流的速度呢，水流太快，污水和湿地里的各种净化元素接触时间太短，净化效果肯定不好；水流太慢，又会影响整个处理污水的效率。
另外，计算还关系到我们要种多少植物，选择什么样的植物。
不同的植物在净化污水的能力上可是有很大差别的哟。
三、关于垂直流人工湿地计算的参考书籍。
这本书简直就是垂直流人工湿地计算的宝藏书籍呀。
它从很基础的原理开始讲起，就像一个耐心的老师。
书里详细地介绍了垂直流人工湿地的各种数学模型，这些模型可是帮助我们计算湿地的关键哦。
比如说，有关于水力停留时间的计算模型，这个时间可是很重要的参数呢。
它用很通俗易懂的例子来解释这些复杂的模型，让我们这些读者不会被那些密密麻麻的公式吓跑。
而且书里还有很多实际案例的分析，我们可以看到在不同的地区、不同的污水类型下，人家是怎么根据这些计算来建造和运营垂直流人工湿地的。
可别小看这本书哦。
虽然它不是专门讲垂直流人工湿地计算的，但它给我们提供了很多关于湿地生态系统的基础知识。
了解湿地的生态系统，对我们进行垂直流人工湿地计算是非常有帮助的。
比如说，我们要计算湿地里植物的数量和种类，那就得知道湿地的生态环境适合哪些植物生长呀。
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。
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。
垂直潜流人工湿地施工工法
垂直潜流人工湿地施工工法垂直潜流人工湿地施工工法一、前言随着环境保护意识的增强，人工湿地在水污染治理领域的应用越来越广泛。
垂直潜流人工湿地作为一种常用的水污染治理工法，其施工工法对于实际工程具有重要指导意义。
本文将对垂直潜流人工湿地施工工法进行全面的介绍和分析，以使读者理解其理论依据和实际应用。
二、工法特点垂直潜流人工湿地工法是一种将废水通过人工湿地自上而下垂直流动的水污染治理技术。
其特点包括：施工简单方便、占地面积小、运行成本低等。
此外，垂直潜流人工湿地具有处理效果好、处理效率高、处理稳定等优点。
因此，垂直潜流人工湿地广泛应用于市区生活污水、农业污水和工业废水等领域。
三、适应范围垂直潜流人工湿地适用于市区生活污水、农村污水和农业污水的处理。
它可以针对不同的水质特点进行调整，具有较强的适应能力。
四、工艺原理垂直潜流人工湿地的工艺原理是通过调整废水入口与出口的高差来产生水流动力，使废水通过填料层被处理。
在实际工程施工中，根据具体情况采取了许多技术措施。
首先，根据废水水质和处理效果要求，选择合适的填料层材料。
其次，在施工过程中，需要根据设计图纸的要求进行填料层的浇筑和固定，确保填料层的稳定性。
同时，还需要根据工程的实际情况，选择合适的填充材料和保护层。
五、施工工艺垂直潜流人工湿地的施工过程包括：坑槽开挖、基础处理、填料层浇筑、排水管道布设和水流调整等。
具体来说，施工前需要按照设计要求进行坑槽开挖和基础处理，以确保湿地的稳定性。
然后，在基础处理完成后，进行填料层的浇筑和固定。
同时还需进行排水管道的布设和与填料层相连接。
最后进行水流调整，确保湿地的处理效果和运行稳定性。
六、劳动组织垂直潜流人工湿地的施工需要组织有效的劳动力。
在施工过程中，需要进行合理的劳动力分配，确保各个施工工序的顺利进行。
同时，还需要指定专人负责监督和协调施工进度，确保施工工艺的正确执行。
七、机具设备在垂直潜流人工湿地施工过程中，需要使用一些机具设备，包括挖掘机、运输车辆、混凝土搅拌机等。
人工湿地的分类及结构
人工湿地的分类及结构目录1人工湿地的定义 (1)2 人工湿地的分类及结构 (1)2.1按湿地植物种类 (1)2.2按湿地功能定位和用途 (2)2.2.1 水质处理型人工湿地 (2)2.2.2 生境支持型人工湿地 (3)2.2.3 景观游憩型人工湿地 (3)2.2.4 雨洪调蓄型人工湿地 (4)2.3按水的流动状态 (4)2.3.1 表面流湿地 (4)2.3.2 水平潜流湿地 (5)2.3.3 垂直潜流湿地 (6)人工湿地的分类及结构1人工湿地的定义湿地是一种具有多功能的生态系统，被誉为“地球之肾”，具有保持水源、净化水质、蓄洪防早、调节气候和维护生物多样性等重要作用。
《湿地公约》将其定义为：不问其为天然或人工长久或暂时性的沼泽地、泥炭地水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6 m的水域。
自然湿地和人工湿地是自然界中常见的两类湿地。
美国湿地专家博士Hammer等将人工湿地定义为：“一个为了人类利用和利益，通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植被、动物和水体组成的复合体”。
具体地，人工湿地就是通过模拟天然湿地的结构与功能，选择适宜的地理位置、地形，根据人们的需要人工建造和监督控制的湿地。
因此，人工湿地的概念有广义和狭义之分。
广义的人工湿地是指人类为满足生产、生活、防灾、污水处理等目的人工修的湿地（如塘坝、鱼塘、水景、稻田、水库、潜流湿地等）。
它以人类利益为主要目标，以社会服务为主要功能，不仅可以用于污水处理，还可以用于营造景观、恢复自然湿地等，因此可称为“功能性人工湿地”。
其中，主要用于实现水质改善功能的人工湿地，可以称为水净化人工湿地。
它可以分为水生植物系统（包括浮水植物系统、沉水植物系统、挺水植物系统）和湿生（耐湿）植物系统。
本文所指的人工湿地是狭义的人工湿地，即人工湿地污水处理系统。
人工湿地污水处理系统是人工建造的、可控制的和人工化的湿地系统，其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行污水处理。
《2024年垂直潜流人工湿地中污染物去除机理研究》范文
《垂直潜流人工湿地中污染物去除机理研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水体污染问题日益严重，如何有效处理和净化污水成为当前环境治理的重大课题。
垂直潜流人工湿地作为一种新兴的污水处理技术，因其投资成本低、维护简单、生态友好等优点，受到广泛关注。
本文将就垂直潜流人工湿地中污染物的去除机理进行深入研究。
二、垂直潜流人工湿地概述垂直潜流人工湿地是一种特殊的湿地生态系统，其基本原理是利用植物、介质和微生物的共同作用，对污水进行物理、化学和生物三重处理。
与传统的水平潜流人工湿地相比，垂直潜流人工湿地具有更高的处理效率和更强的抗冲击负荷能力。
三、污染物去除机理研究1. 物理去除垂直潜流人工湿地通过介质过滤、吸附和沉淀等物理作用去除污水中的悬浮物、胶体等污染物。
介质中的颗粒物能够吸附和截留污水中的污染物，从而达到净化水质的目的。
此外，湿地中的植物根系也能截留部分颗粒物，进一步增强物理去除效果。
2. 化学去除在垂直潜流人工湿地中，化学作用主要表现在介质与污染物之间的化学反应。
例如，湿地中的氧化还原反应可以降低重金属的毒性，使其从污染物质中解离出来。
此外，湿地中的pH值也可以通过缓冲作用影响污染物的化学形态和活性。
3. 生物去除生物去除是垂直潜流人工湿地中最为重要的污染物去除机制。
湿地中的微生物通过生物膜、生物膜内部的微生物群落等作用，将有机物、氮、磷等污染物转化为无害物质。
具体来说，有机物被微生物分解为二氧化碳和水等无机物；氮通过氨化、硝化、反硝化等过程转化为氮气；磷则被微生物吸收或与介质中的钙离子结合形成难溶性的磷酸盐沉淀。
四、结论通过对垂直潜流人工湿地中污染物的去除机理进行研究，我们可以发现，该技术利用了物理、化学和生物的协同作用来净化污水。
物理去除主要依靠介质的过滤、吸附和沉淀作用；化学去除则通过氧化还原反应等过程改变污染物的化学形态和活性；生物去除则是通过微生物的分解、转化和吸收作用来实现对污染物的有效去除。
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。
垂直流人工湿地工作原理
垂直流人工湿地工作原理垂直流人工湿地是一种利用湿地生态系统对废水进行处理的一种方法。
它是通过模拟自然湿地的生物、化学和物理过程，将废水中的有机物、氮、磷等污染物质降解、吸附和沉淀，最终实现水体的净化和治理。
垂直流人工湿地主要由水池和湿地植物两个主要部分组成。
水池是废水净化的主要场所，它通常分为进水池、沉淀池和出水池三个部分。
废水首先进入进水池，通过网格和格栅的过滤作用，去除较大的悬浮颗粒和杂质。
然后，废水进入沉淀池，在沉淀池中，废水的流速减慢，使得其中的悬浮物质和颗粒沉降到底部。
经过沉淀后的废水再进入出水池，准备进入湿地植物的处理阶段。
湿地植物是垂直流人工湿地的核心组成部分，它们承担着生物降解和吸附污染物的重要任务。
湿地植物通常选择具有较强的耐污和净水能力的植物种类，如芦苇、香蒲、菖蒲等。
这些湿地植物具有较大的叶面积和丰富的细菌群落，能够吸附和降解废水中的有机物质和氮磷等营养物质。
同时，湿地植物的根系结构也为水体提供了良好的氧气供应和底质过滤作用，促进废水的净化。
垂直流人工湿地的工作原理主要包括生物降解、物理过滤和化学反应三个方面。
首先是生物降解，湿地植物的根系和微生物共同发挥着降解有机物质的作用。
植物根系分泌的黏液能够吸附并降解废水中的有机物质，同时根系附着的微生物也能够通过代谢作用将有机物质降解为无机物质。
其次是物理过滤，湿地植物的细长根系能够起到过滤和吸附颗粒物质的作用，将废水中的悬浮颗粒和杂质截留在根系附近。
最后是化学反应，湿地植物和根系分泌的物质能够改变水体的pH值和氧气含量，促进废水中的化学反应，如磷酸盐的沉淀和硝化反应等。
通过这些物理、化学和生物过程的作用，垂直流人工湿地能够有效地降解废水中的有机物质、氮磷等污染物质，使水体得到净化和治理。
同时，垂直流人工湿地还具有成本低、运维简单、对环境友好等优点，被广泛应用于城市生活污水、工业废水等领域的处理和治理。
垂直流人工湿地是一种利用湿地生态系统对废水进行处理的方法。
垂直流人工湿地水力学规律与数学模型研究
垂直流人工湿地水力学规律与数学模型研究垂直流人工湿地（Vertical Flow Constructed Wetlands，简称VFCW）是一种常用的废水处理技术，其基本原理是通过植物、微生物和介质的共同作用，将废水中的有机物、氮、磷等污染物降解和去除，从而实现废水的净化。
在垂直流人工湿地的设计和运行过程中，水力学规律和数学模型研究起着关键性的作用。
本文旨在综述垂直流人工湿地的水力学规律和数学模型研究进展。
首先，我们来介绍垂直流人工湿地的水力学规律。
垂直流人工湿地的水力学过程主要包括水流分布与通量、水流速度和水力梯度等。
水流分布与通量是指水在人工湿地中的分布情况和通过面积单位时间内通过的水量。
研究表明，垂直流人工湿地中的水流分布呈现出中心流和边界流的特征，且通量主要受到污染物负荷和介质孔隙度等因素的影响。
水流速度是指水在垂直流人工湿地中的流动速度，其主要受到水体颗粒物浓度、介质孔隙度和湿地形态等因素的影响。
水力梯度是指水在垂直流人工湿地中的流动压力差，其大小与湿地的水头高度、介质孔隙度和抗堵塞能力等因素相关。
其次，我们来介绍垂直流人工湿地的数学模型研究。
在研究过程中，研究者们将垂直流人工湿地的水力学过程进行了数学建模，以定量描述水力学规律。
其中，最常用的数学模型包括流体动力学模型、质量平衡模型和传质模型等。
流体动力学模型主要应用于描述水在垂直流人工湿地中的流动特性，其常用的数学模型包括雷诺平均N-S方程和湍流模型等。
质量平衡模型主要应用于描述废水中污染物在垂直流人工湿地中的迁移和转化过程，常用的数学模型包括混合模型、干湿模型和洪水模型等。
传质模型主要应用于描述废水中溶解氧、氨氮和磷等物质的传递和平衡过程，常用的数学模型包括浓度梯度模型、模拟反应性溶液扩散和吸附模型等。
最后，我们来总结垂直流人工湿地水力学规律与数学模型研究的意义和未来发展方向。
研究水力学规律和建立数学模型对于垂直流人工湿地的设计和运行至关重要。
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。
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。
垂直潜流人工湿地施工工法(2)
垂直潜流人工湿地施工工法垂直潜流人工湿地施工工法一、前言垂直潜流人工湿地是一种利用植物和微生物处理废水的技术，可以有效地去除废水中的污染物，并提供自然的景观和生态功能。
本文将介绍垂直潜流人工湿地施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点垂直潜流人工湿地的主要特点包括高效处理废水、节约土地资源、运行成本低、可持续发展等。
它可以适应各种类型的废水处理要求，并且具有较高的运行稳定性和可靠性。
三、适应范围垂直潜流人工湿地适用于城市生活污水、农村污水、工业废水以及雨水处理等多种废水处理工程。
无论是小型还是大型废水处理厂，均可采用该工法进行处理。
四、工艺原理垂直潜流人工湿地的工艺原理是通过废水通过植物的根系区域，与微生物共同作用，通过生物吸附、降解和转化等作用，去除废水中的有机物、氮、磷等污染物。
该工法基于植物的生物学特性和微生物的生态功能，利用微生物在植物根区形成的生物膜和根系网状结构，提供良好的生物界面和物理化学条件，促进废水中污染物的去除过程。
五、施工工艺1. 确定设计方案和选址。
2. 进行施工前的准备工作，包括清理和平整工地等。
3. 地坑开挖，根据设计要求进行地坑的开挖和排水系统的铺设。
4. 植物材料的引进和栽植。
5. 始建期管理，包括为植物提供适宜的生长环境，控制水质，培育适合的微生物群落，确保湿地的生态系统逐步建立。
6. 运行期管理，包括定期检查和维护湿地的设施和植物，调整水量和水质，控制外界环境因素的影响。
六、劳动组织垂直潜流人工湿地的劳动组织要求科学合理，包括施工队伍的组建和调度、施工人员的培训和管理、施工材料和设备的调配等。
七、机具设备垂直潜流人工湿地的施工需要使用挖掘机、装载机、抬臂车等大型机械设备，并辅以手动工具如铁锹、扁担等。
此外，还需要配备测量仪器、排水泵等辅助设备。
八、质量控制为了保证垂直潜流人工湿地施工的质量，需要采取一系列的质量控制措施，包括施工各阶段的检查和验收、监测废水的处理效果、检查设施和植物的运行状态等。
平行流和垂直流人工湿地
平行流和垂直流人工湿地
(2006-11-10 15:59:44)
转载
分类：人工湿地工程
做的两个图，技术不是很娴熟。
分解一下。
上图是平行流，水流由进唯一的进水口（可能是多个并行的进水口）进入湿地系统。
进入系统的水，横向，纵向或者斜向流动，但多数还是横向流动，然后由积水管道收集，排出湿地系统。
我见过的工程中，有较多的这种类型。
注意的是，平行流的进水，如果在上、中部，称为上行流，如果在底部和下部，称为下行流。
下行流还有上渗的特点，因此，处理效果较好，比较充分。
我以前比较喜欢采用这种形式，但现在不用，因为上渗后的水体由表面流出，如果控制不好，会造成漫流，而且非常容易造成漫流，我见过的至少有2个是这样的。
平行流采用的是上进下出和下进上出的布水形式。
很久没有作图了，所以，就只做了一个上行的，没有做下行的。
不过是箭头向上而已。
下图是垂直流。
水流又湿地的地表管道均匀布水下来，然后通过管道收集，排出系统。
这种形式，目前用得比较少。
我现在做的九溪工程，末端就采用了这种形式。
这种形式，只能用在末端，因为它主要利用的是沙石的过滤作用，所以，可以看出，上下图的砂砾大小是有区别的。
如果垂直流的沙石填料过大，那么它的孔隙就大了，就起不了多少作用。
所以，对于污染物较多的工程，它都是用在末端工艺里面的。
差不多就是这样子，它们的关系，它们的构造，就这样吧。
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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。