1、人工濕地污水處理系統設計-基礎一、人工濕地系統人工濕地污水處理系統由預處理單元和人工濕地單元組成。通過合理設計可將 BOD5、SS、營養鹽、原生動物、金屬離子和其他物質處理達到二級和高級處理水 平。預處理主要去除粗顆粒和降低有機負荷。構筑物包括雙層沉淀池、化糞池、穩 定塘或初沉池。人工濕地中的流態采用推流式、回流式、階梯進水或綜合式。二、人工濕地構成絕大多數人工濕地由五部分構成：1、基質：具有透水性，如土壤、砂、礫石；2、水體：（在基質表面上或下流動的水）；3、植物：適于在飽和水和厭氧基質中生長，如產葦；4、動物：無脊椎或脊椎動物；5、微生物：好氧或厭氧微生物種群三、人工濕地凈化廢水的機理與功

2、能1、人工濕地凈化廢水的機理人工濕地是由基質、水體、植物、動物和微生物組成的生態系統。生活在土壤 中的微生物（細菌和真菌）在有機物的去除中起主要作用，濕地植物的根系將氧氣 帶入周圍的土壤，但遠離根部的環境處于厭氧，形成處理環境的變化帶，這就加強 了人工濕地去除復雜污染物的能力。大部分有機物的去除是靠土壤中的微生物，但 某些污染物如重金屬、硫、磷等依賴于土壤和植物的作用。通俗地說，人工濕地對廢水的處理綜合了物理、化學、生物的三種作用。濕地 系統成熟后，填料表面和植物根系將因大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經 生物膜時，大量SS被填料和植物根系阻擋截留，有機污染物則通過生物膜的吸 收、同化及異

3、化作用而被去除。濕地系統中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍 的環境中依次出現好氧、缺氧、厭氧狀態，通過硝化、反硝化作用將其除去，最后 濕地系統更換填料或收割栽種植物將污染物最終除去。2、人工濕地的凈化功能人工濕地是利用與自然生態系統相似的物理、化學、生物的三重協同作用來實 現對污水的凈化技術。(1)物理作用：過濾和沉淀，除去含有 C、N、P的有機及無機顆粒物和懸 浮固體；(2)化學作用：吸附和絮凝，可溶性的有機化合物陰離子(PO43-)和陽離子(重金屬陽離子)；(3)微生物作用：氧化還原反應，吸收降解； (4)植物作用：氣體運輸作用，植物吸收；根系有利于微生物繁殖;(5)揮發作用：揮發性有機

4、物(VOC四、人工濕地工程設計天然濕地通常是脆弱的生態系統，污染物會使其不堪重負，設計時應根據廢水 處理的目的來建造濕地。這些系統被稱為人工濕地或產葦床。人工濕地設計的三個組成部分：植物、微生物、基質。耐水的植物扎根于土壤或砂礫基質，系統浸滿著水，基質支持著植物，而植物 的根則為各種微生物提供了家園。人工濕地有很好的耐沖擊負荷能力，缺點是需要大量的土地。人工濕地一般適用于小城鎮、鄉村廢水的二級處理。人工濕地的預期壽命問題至今尚未解決，系統以最佳速率去除污染物的壽命究 竟能持續多長時間，還是一個 老大難”！1、人工濕地工程設計步驟(1)選址考察地質、地貌、水文、自然資源、人文資源、有關法律及公眾

5、意見。應因地 制宜，盡量選擇有一定自然坡度的洼地或經濟價值不高的荒地，一方面減少土石方 工程、利于排水、降低投資，另一方面防止對周圍環境產生影響。(2)確定系統組合形式根據場地特征、處理要求和所處理污水的性質來確定單一式、并聯式、串聯 式、綜合式。(3)確定水力負荷根據設計規程或經驗而定(4)選擇植物根據濕地植物的耐污性能、抗寒能力、生長能力、根系的發達程度以及經濟價 值和美觀等因素確定。一般有產葦、席草、大米草、水的產、水花生等，最為常用 的是產葦，插植密度為13株/褶。(5)計算表面積As = Q/aAs 表面積；Q 進水量；a水力負荷。(6)確定長寬比表面流濕地：長寬比10: 1,根據地

6、形，底坡降01%。潛流濕地：根據達西定律 Q =Ks >A XSS水力坡度；A 濕地床橫截面積；Ks 潛流滲透系數。(7)結構設計A .進水系統的布置濕地床的進水系統應保證配水均勻性，一般采用多孔管和三角堰等配水裝置。 進水管應比濕地床高出0.5m。濕地的出水系統一般根據水位調節的要求，出水區 的末端礫石填料層的底部設置穿孔集水管，并設置旋轉彎頭和控制閥門以調節床內 的水位。B .填料濕地床由三層組成：表層土層、中層礫石、下層小豆石。表面土鈣含量在22.5kg/100kg;礫石層粒徑在 550mm ,鋪設厚度為0.40.7m。C .潛流式濕地床水位控制接納最大設計流量時，進水端不能出現填

7、料床面的淹沒現象，有利于植物生 長，床中水面浸沒植物根系的深度均勻。2、人工濕地工藝流程設計(b)階梯進水式(d)綜合式3、人工濕地組合形式設計H*(a)單一式(b)申聯式U)并聯式3)綜合式4、人工濕地設計要點和技術參數(1)基質的配置設計濕地系統時.基質是植物的載體，是微生物生長介質，它將濕地中發生的 所有處理過程連成一個整體，通過沉淀、過濾和吸附等作用去除污染物。設計基質 的配置，主要考慮基質的種類、粒徑、深度及除磷效果。A .除磷能力：礦渣、粉煤灰對磷去除效果好。基質中游離氧化鐵、氧化鋁和 膠體氧化鐵、氧化鋁含量越高，其固定形成的磷酸鐵鹽和磷酸鋁鹽數量越多，基質 凈化磷素的能力越強。B

8、 .有機物的處理：煤灰渣基質對有機污染物的處理效果較好。COD和BOD的去除率分別達7188%和8089%。設計時應根據污水所含污染物配置合適的 基質OC.進、出水區的基質：一般采用粒徑 60100mill的礫石，分布于整個床 寬。處理區常選用粒徑為816 mm基質，水力傳導性好，適宜植物生長，處理效 果好。D .潛流濕地的基質：厚度約 60 cm左右。幾種基質的粒徑及其水力傳導性基質類型粒徑/mm滲透率 nxiarty水力傳導率A/粗砂20132112x10 3砰石砂80135518 x 10-=細碎右160138817x 10 城粗碎石3201401 H6x 10-J粗巖石12801451

9、1 517 x(2)人工濕地工程技術參數人工濕地的構造與工程參數是人工濕地工藝設計的核心，包括：水力學特性、 濕地床構型和配套設施的構筑三方面：水力學特性包括：水力停留時間、水力負荷；濕地床構型設計包括：水力坡度、濕地床的長寬比和水位控制；配套設施的構筑包括：進出水裝置、隔板裝置和防滲設施。.幾種基質的粒徑及其水力傳導基質類型粒徑/滲透率力 力mmmdarcy一粗砂20132環石砂X0135細碎右160138設計中實際水力停留時間采用理論值的4O80%水力坡度：表面流人工濕地采用 0.5%或更小；潛流人工濕地采用0.52%。表面流濕地進水區BOD負荷率為100kg /(hm2 d ;潛流濕地設

10、計BOD負荷率為80120 kg/(hm2 d。AQ/ALR式中：兒濕地處理面積，hm2;Q濕地進水流量，mVd；G進水污染物的質量濃度，kg/m濕地床體的長度：L = As/W ; As面積，m潛流濕地的寬度：W = Q AS /(K dh DW 1/2濕地床長度通常為2O50 m。過短，則有效處理面積過小，不能保證凈化效 果；濕地過長，易造成死區，使水位難于調節，不利于植物生長。系統的長寬比宜 采用2: 1。表面流濕地的水深在10200 cm,挺水植物區域水深60cm ,沉水植物區域水深120cm左右。五、典型工藝處理池宜并聯，種植產葦、在芷、席草、大米草等水生植物，采用碎石作基 質。原水

11、先流經一、二級碎石床，對有機物進行降解，再進入第三級兼性塘，最后 經過第四級碎石床變成潔凈的水排出。式中：4A * = 0 Co/A LR濕地處理面積，Inn2；人工濕地的配套設施At = QC0/ALR 式中：兒濕地處理面積，hm2； 八ItL 件3云一工/.1人工濕地系統有兩種：表流濕地、潛流濕地。潛流系統可分為平流濕地和垂直流濕地。1、表流濕地表流濕地通常是襯有不透水材料層的淺蓄水池，填有土壤或砂礫基質，栽種露 出水面的植物。設計成水淹型，所以水位在基質表面之上，廢水在基質上面流動， 通過稠密的植物，模擬天然濕地水流。它的建造費用較低。IS Q. t衣而道地2、潛流濕地設計廢水流過基質，且水位保持在基質表面之下。潛流系統適于寒冷的氣候，可防止在零下氣