湿地处理技术

湿地处理概述

1、湿地处理之原理篇

运用人工湿地处理污水可追朔到1903年，建在英国约克郡Earby的被认作世界上第一处用于处理污水的人工湿地连续运行直到1992年。而人工湿地污水处理系统在世界各地逐渐受到重视并被运用，还是在70年代德国学者Kichuth提出根区法(The Root-Zone-Method)理论之后开始的。根区法理论强调高等植物在湿地污水处理系统中的作用，首先是它们能够为其根围的异养微生物供应氧气，从而在还原性基质中创造了一种富氧的微环境，微生物在水生植物的根系上生长，它们就与较高级的植物建立了共生合作关系，增加废水中污染物的降解速度。在远离根区的地方为兼氧和厌氧环境，有利于兼氧和厌氧净化作用。另一方面，水生植物的根的生长有利于提高床基质层的水力传导性能。人工湿地处理污水系统是由一些适合污染环境条件下生存的以大型水生植物为主的高、低等生物和处于水饱和状态的基质组成的人工复合体——污染生态系统。相对于天然湿地来说，其生态系统的群落结构和种群结构要简单要多，但其按照管理者愿意进行污水处理的功能却更强，可以说，这类人工湿地生态系统的生理功能，就在各种湿地生物的共同参与下，将进入湿地系统的污染物质——同时也是湿地生物的营养物质，经过系统内各环节的“新陈代谢”，进行分解、吸收、转化、利用，达到去除目的。

2、湿地处理之技术篇

（一）常规方式分类

表面流人工湿地（FWS）

种植各种水生植物，增加停留时间，以蛇字型流向设置，以保证布水均匀和一定的推流效果。设计时应充分利用地形、地势，避免出现水流死区。通过植物来吸收大量的氨氮。此类型湿地对氨氮有良好的去处效果，去处率≥90％。

在该系统中，废水在湿地的土壤表层流动，水深较浅(一般在0.1－0.6ｍ)。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。

潜流式生态床（SFS）

填充炉渣等水力传导性能及吸附性能良好的填料，生态床上部种植常绿水生植物，通过介质吸附和微生物的作用来强化系统的除磷脱氮效果。

床体规格 :长宽比影响ＢＯＤ ,ＴＳＳ和氨的去除 ,较大的长宽比较好 ,一

般为 4∶1

在ＳＦＳ系统中，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。该系统去处氮、磷和SS效果较好。

垂直流人工湿地系统

填充煤渣等吸附性强的填料，去除无机磷与总磷的效果较好

综合生物塘

综合水生生物处理，对水体进行深度处理外，具有生态和景观效果。

方法

（二）工艺流程分类

1、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，如图所示。

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。

2、运行方式

人工湿地的运行可根据处理规模的大小进行多种方式的组合,一般有单一式、并联式、串联式和综合式等(如图所示)。在日常使用中，人

工湿地还常与氧化塘等进行串联组合。

3、湿地处理之应用篇

滇池农村污水生态处理系统

经村里新建沟渠收集系统汇过来的污水将依靠重力流首先进入到表面流人工湿地内。根据现场试验结果，表面流人工湿地对氨氮有很好的去除效果(对氨氮去除率≥90%)。另外，污水处理系统位于低洼荒地处，在滇池高水位时期一部分土地将处于水淹状态，里面生长着许多天然水生植物，因此稍加人工修整即可构建成良好的表面流人工湿地。考虑到表面流人工湿地对磷的去除效果差、ＳＳ浓度高、出水浑浊，故在其后紧接着串联一级潜流式人工复合生态床。在床内填充水力传导性能好和具有多孔结构的介质，通过介质吸附和微生物的作用来强化系统的除磷脱氮效果。湿地系统除具除污作用外，还应具有景观及生态效果，这对于滇池流域环境的恢复及保护具有特殊的意义，鉴于此在设计计算时作了适当的放大。整个系统工艺流程见图。

1、沟渠收集系统

设计中要求考虑与村庄未来规划相协调，能够达到90%以上的污水收集率，尽量利用原有沟渠以降低工程造价。首先，在村内主干道修

建“三面光”的石砌结构干渠(铺设盖板)，以连接主要的居民住宅区域。然后再修建砖砌结构的支渠以汇集各部分住宅区的生活污水。最后修建支沟将各家的生活污水引入到沟渠系统里。值得指出的是，在村外部分或一些特殊地段修建了生态沟渠，依靠其内生长的水草等植物和水流作用自然净化污水。

2、布水沉淀池

村里的生活污水多数为明渠收集，容易混入垃圾，因此在进水渠中设置了格栅。格栅宽为0.60ｍ，长为1ｍ，栅条间距为30ｍｍ，采用人工清渣。布水沉淀池一方面起到初沉池的作用，使污水中粒径较小的无机和有机颗粒沉降下来，另一方面起到了调节水量和布水的作用。池体长×宽×深为20ｍ×2ｍ×0.8ｍ，有效容积为27ｍ3，停留时间为8ｈ。池内布水区采用矩形堰口，均匀布置，出水方向呈放射状，使污水能够更加均匀地流入湿地系统。

3、表面流人工湿地

表面流人工湿地面积为2000ｍ2，水力负荷为4cm/d（流速）。地面以上维持30ｃｍ的自由水位，滇池流域气候温暖（平均温度为14.7℃ａ）故不用考虑冬季冰冻情况。湿地内种植的水生植物主要为茭白，还有芦苇、慈菇和水花生等，基本上是利用场地内的原有植物，但对其进行了分栽和移栽以保证分布均匀。由于湿地边界不规则，平均长宽比较小，而且布水区较长(20ｍ)，故沿布水方向将湿地分为面积狭长的两个区，以保证布水均匀和一定的推流效果。设计时充分利用地形、地势，避免出现水流死区，尽量减少工程开挖量和对原水生植被的破坏。

4、潜流式人工复合生态床

潜流式人工复合生态床为地上式，床体从池底开始堆积，总面积为300ｍ2，设计水力负荷为30ｃｍ/ｄ。床体长×宽×深为50ｍ×6ｍ×0.8ｍ，里面填充了炉渣等水力传导性能良好的填料。生态床上部种植水芹等常绿水生植物。为了防止暴雨对生态床的冲击，在填料层里安装了直径为150ｍｍ的穿孔ＰＶＣ管，高于正常水位时水流会直接从溢流管内流走。地上式潜流人工复合生态床适用于地势低、地下水位浅的场地，这样既保护了地下水还可以大大降低工程量和工程费用。

5、综合生态塘

综合生态塘与湿地组成了一个完整的植物塘、床系统。综合生态塘面积为1400ｍ2，平均水深为0.6ｍ，该区除可对水质进行深度处理外，还具有生态和景观作用。池塘区种植了莲及慈菇等水生植物，也为鱼、虾等提供了生存环境。

成都市活水公园人工湿地塘床处理系统