人工濕地技術(shù)

1、潛流式人工濕地系統(tǒng)計(jì)算公式：在知道進(jìn)水BOD和達(dá)到排放要求BOD的前提下用這個(gè)公式計(jì)算：其中，As為濕地面積（m2） Q為流量（m3/d） Co為進(jìn)水BOD（mg/L） Ce為出水BOD（mg/L）   d為基質(zhì)床的深度 n為基質(zhì)的孔隙度(孔隙度的范圍大概在0.1-0.4)   Kt為與溫度有關(guān)的速率常數(shù)，其計(jì)算公式為：  Kt1.014×（1.06）（T20）   T為水體的平均溫度孔隙度沒(méi)有一定的常數(shù)，要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試才能確定。具體嘛，就是在一個(gè)已知容量的容器里面填充石頭和水，全部滿(mǎn)掉以后，再測(cè)試這里里面有多少量的水和多少量的石頭就可以

2、了。 TSS，懸浮物去除計(jì)算公式TSSeffTSSinf×（0.10580.0011×HLR）TSSeff為出水TSS（mg/L）TSSinf為進(jìn)水TSS（mg/L）HLR為水力符合率（cm/d）HLR，計(jì)算公式為：HLRQ/As  氮（N）的去除率計(jì)算公式ln（TKN/NH4eff）KtHRT或HRTln（TKN/NH4eff）/ KtTKN為進(jìn)水中的凱氏氮含量（mg/L）NH4eff為出水中氨態(tài)氮濃度（mg/L）KNH為0.018540.3922（rz）2.6077rz為植物根系占沙礫床深度的比率（01之間的小數(shù)表示）Kt為KNH×

3、;（1.048）（T20）HRT為水流滯留時(shí)間（d）在典型的冬季氣候條件下，水溫為510時(shí)，Kt的取值范圍為0.20.25。ln（NO3inf/NO3eff）Kt×HRT或HRTln（NO3inf/ NO3eff）/KtKt1.15（T-20）NO3inf為進(jìn)水硝態(tài)氮（mg/L）NO3eff為出水硝態(tài)氮（mg/L）冬季，水溫510時(shí)，反硝化作用比硝化作用要敏感。但在 10以上時(shí)，硝化作用比反硝化作用強(qiáng)，硝態(tài)氮的去除比氨態(tài)氮的去除量大。到15以上時(shí)，反硝化的速率常數(shù)為0.49，而硝化的速率（氨態(tài)氮的去除速率）常數(shù)為0.31。 在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需得拿到你設(shè)計(jì)區(qū)域的一些具體參數(shù)

4、及相關(guān)資料，比如，你處理水域的水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告，需要達(dá)到排出的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，年均溫度狀況，水文狀況，年降雨量資料，周邊居民的生活習(xí)俗情況，生活規(guī)律調(diào)查，國(guó)內(nèi)同類(lèi)工程的應(yīng)用狀況，他們的處理工藝相關(guān)參數(shù)等等。沒(méi)有這些資料，憑空想象是不可能的。所汲取的資料在收集過(guò)來(lái)后，要進(jìn)行系統(tǒng)的分析整理，先得提出不符合一般規(guī)律的，然后進(jìn)行比較剔除那些沒(méi)有參考價(jià)值的。說(shuō)到幾類(lèi)水質(zhì)，要明確是地表還是地下，是生活污水還是工業(yè)污水，是面源還是點(diǎn)源，是河流還是湖泊等等。說(shuō)到植物的重量，是干重還是鮮種，是盡重還是毛重等等。最好所有的數(shù)據(jù)，都由設(shè)計(jì)人員或者設(shè)計(jì)委托單位親自獲得或提供，否則，道聽(tīng)途說(shuō)到時(shí)候只能是果不其然。人工濕地運(yùn)行管理

5、其一：濕地系統(tǒng)的堵塞現(xiàn)象已經(jīng)出現(xiàn)。由于系統(tǒng)的堵塞，系統(tǒng)內(nèi)的水流方向發(fā)生了改變。可以看到，潛流濕地表層因?yàn)闅報(bào)w沉積之類(lèi)的東西附著，而行程了厚厚的一層膜，阻礙了水體的潛流運(yùn)行，所有水體都由水面流過(guò)，縮短了停留時(shí)間和處理面積，降低了處理的效果！其二：殘?bào)w污染等導(dǎo)致了二次污染殘?bào)w的收割和及時(shí)處理，可以有效提高濕地系統(tǒng)的處理效果。然而，實(shí)際由于預(yù)算費(fèi)用的緣故，一些濕地根本不存在殘?bào)w的及時(shí)收割，一般都是在其枯萎后，清理殘?bào)w，而不是清理其綠色植株體，也就導(dǎo)致了，濕地的二次污染以及殘?bào)w沉積。其三：管理人員的素質(zhì)有待提高 沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)，也沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的業(yè)務(wù)指導(dǎo)，因此，管理人員不能有效地進(jìn)行系統(tǒng)管理，在濕地出現(xiàn)

6、問(wèn)題地時(shí)候，不能自行找出解決之法，甚至任之聽(tīng)之。濕地系統(tǒng)地一些問(wèn)題，大都是因?yàn)檫@個(gè)原因?qū)е碌?！人工濕地防滲人工濕地防滲專(zhuān)用材料HDPE膜很多朋友對(duì)人工濕地的防滲表示重視，誠(chéng)然，人工濕地的防滲是很重要，但是有時(shí)候也不是那么一回事。話不多說(shuō)，上幾個(gè)照片大家就可以看到了！ 不是非得用鋼筋混凝土做擋墻或者是行道的。我們這樣做的，效果不錯(cuò)。 防水，這個(gè)是防止外滲的，為什么要用土工布呢？因?yàn)檫@塊稍微軟點(diǎn)，內(nèi)外水位高，地基軟，所以用土工布蓋下，不然就是第一張圖那樣做了。過(guò)水墻?？吹亩趺磁陌桑渴遣皇嵌恳恍履?？因?yàn)楣こ檀蟛胚@樣，小工程，不能這樣啊。 用土工隔柵包裹一下。這樣是

7、為了防止坍塌。 看得到那條路嘛？就是這樣處理的，中間行道完全泥土的。 綠色的是植生袋。可以讓它自然長(zhǎng)草，效果比較好，那個(gè)編織袋達(dá)不到這樣的效果！我們的專(zhuān)利。 人工濕地的行道！這個(gè)有點(diǎn)大，剛剛建好。不過(guò)我對(duì)這種方法還是很感興趣的，有興趣的朋友，可以研究一下啊！這條埂子也是土埂，邊上就是濕地系統(tǒng)。如何？其實(shí)不是非得要鋼筋水泥的。人工濕地底部的處理其一是混凝土固化，造價(jià)高，主要用于氧化池中。其二是土工膜黃土黏土夯固，主要用于潛流濕地系統(tǒng)中，造價(jià)低，但要求嚴(yán)格，技術(shù)含量稍微高其三是自然底土層，這就要考察施工或者設(shè)計(jì)者對(duì)土壤的性能研究了。一般地下水位高的地方，為夾泥或者粘性

8、土，比較容易板結(jié)，這種就可以不用做處理，但如果遇到底下沙性強(qiáng)，那么就必須處理了。平行流與垂直流上圖是平行流，水流由進(jìn)唯一的進(jìn)水口（可能是多個(gè)并行的進(jìn)水口）進(jìn)入濕地系統(tǒng)。進(jìn)入系統(tǒng)的水，橫向，縱向或者斜向流動(dòng)，但多數(shù)還是橫向流動(dòng)，然后由積水管道收集，排出濕地系統(tǒng)。注意的是，平行流的進(jìn)水，如果在上、中部，稱(chēng)為上行流，如果在底部和下部，稱(chēng)為下行流。下行流還有上滲的特點(diǎn)，因此，處理效果較好，比較充分。上滲后的水體由表面流出，如果控制不好，會(huì)造成漫流，而且非常容易造成漫流。平行流采用的是上進(jìn)下出和下進(jìn)上出的布水形式。只做了一個(gè)上行的，沒(méi)有做下行的。不過(guò)是箭頭向上而已。下圖是垂直流。水流又濕地的地表管道均勻

9、布水下來(lái)，然后通過(guò)管道收集，排出系統(tǒng)。這種形式，目前用得比較少。這種形式，只能用在末端，因?yàn)樗饕玫氖巧呈倪^(guò)濾作用，所以，可以看出，上下圖的砂礫大小是有區(qū)別的。如果垂直流的沙石填料過(guò)大，那么它的孔隙就大了，就起不了多少作用。所以，對(duì)于污染物較多的工程，它都是用在末端工藝?yán)锩娴摹Ｈ斯竦胤N植植物1人工濕地污水處理系統(tǒng)植物的選用原則1.1 植物在具有良好的生態(tài)適應(yīng)能力和生態(tài)營(yíng)建功能；管理簡(jiǎn)單、方便是人工濕地生態(tài)污水處理工程的主要特點(diǎn)之一。若能篩選出凈化能力強(qiáng)、抗逆性相仿,而生長(zhǎng)量較小的植物,將會(huì)減少管理上尤其是對(duì)植物體后處理上的許多麻煩。一般應(yīng)選用當(dāng)?shù)鼗虮镜貐^(qū)天然濕地中存在的植物。1.2 植

10、物具有很強(qiáng)的生命力和旺盛的生長(zhǎng)勢(shì)； 抗凍、抗熱能力由于污水處理系統(tǒng)是全年連續(xù)運(yùn)行的,故要求水生植物即使在惡劣的環(huán)境下也能基本正常生長(zhǎng),而那些對(duì)自然條件適應(yīng)性較差或不能適應(yīng)的植物都將直接影響凈化效果?？共∠x(chóng)害能力污水生態(tài)處理系統(tǒng)中的植物易滋生病蟲(chóng)害,抗病蟲(chóng)害能力直接關(guān)系到植物自身的生長(zhǎng)與生存,也直接影響其在處理系統(tǒng)中的凈化效果。對(duì)周?chē)h(huán)境的適應(yīng)能力由于人工濕地中的植物根系要長(zhǎng)期浸泡在水中和接觸濃度較高且變化較大的污染物,因此所選用的水生植物除了耐污能力要強(qiáng)外,對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、土壤條件和周?chē)膭?dòng)植物環(huán)境都要有很好的適應(yīng)能力。1.3 所引種的植物必須具有較強(qiáng)的耐污染能力；水生植物對(duì)污水中的BOD5

11、CODTNTP主要是靠附著生長(zhǎng)在根區(qū)表面及附近的微生物去除的,因此應(yīng)選擇根系比較發(fā)達(dá)，對(duì)污水承受能力強(qiáng)的水生植物。1.4 植物的年生長(zhǎng)期長(zhǎng)，最好是冬季半枯萎或常綠植物；人工濕地處理系統(tǒng)中常會(huì)出現(xiàn)因冬季植物枯萎死亡或生長(zhǎng)休眠而導(dǎo)致功能下降的現(xiàn)象，因此，應(yīng)著重選用常綠冬季生長(zhǎng)旺盛的水生植物類(lèi)型。1.5 所選擇的植物將不對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成隱患或威脅，具有生態(tài)安全性；1.6具有一定的經(jīng)濟(jì)效益、文化價(jià)值、景觀效益和綜合利用價(jià)值。若所處理的污水不含有毒、有害成分,其綜合利用可從以下幾個(gè)方面考慮:作飼料,一般選擇粗蛋白的含量>20%(干重)的水生植物；作肥料,應(yīng)考慮植物體含肥料有效成分較高,易分解；

12、生產(chǎn)沼氣,應(yīng)考慮發(fā)酵、產(chǎn)氣植物的碳氮比,一般選用植物體的碳氮比為2530.5/1；工業(yè)或手工業(yè)原料，如蘆葦可以用來(lái)造紙，水蔥、燈心草、香蒲、莞草等都是編制草席的原料。由于城鎮(zhèn)污水的處理系統(tǒng)一般都靠近城郊,同時(shí)面積較大,故美化景觀也是必須考慮的。然而在實(shí)際工作中，很多人工濕地的工藝設(shè)計(jì)者和建設(shè)者考慮得最多的是植物的獨(dú)有性和觀賞價(jià)值等表在因素，沒(méi)有考慮到栽種該植物后的植株生長(zhǎng)效果、濕地的運(yùn)行效果、生長(zhǎng)表現(xiàn)以及對(duì)生態(tài)的安全性等，導(dǎo)致人工濕地在運(yùn)行一段時(shí)間后功能驟降或運(yùn)行費(fèi)用劇增，最后導(dǎo)致系統(tǒng)癱費(fèi)或閑置。2人工濕地植物特性的研究及植物配置分析21根據(jù)植物類(lèi)型分析211漂浮植物漂浮植物中常用作人工濕地系

13、統(tǒng)處理的有水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。根據(jù)對(duì)這些植物的植物學(xué)特性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)它們具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：生命力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性好，根系發(fā)達(dá)；生物量大，生長(zhǎng)迅速；具有季節(jié)性休眠現(xiàn)象，如冬季休眠或死亡的水葫蘆、大薸、水蕹菜，夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。生長(zhǎng)的旺盛季節(jié)主要集中在每年的3-10月或9月-次年5月；生育周期短，主要以營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主，對(duì)N的需求量最高。由于漂浮植物具有上述的植物學(xué)特性，因此，在進(jìn)行人工濕地植物配置的時(shí)候我們必須充分考慮它們各自的優(yōu)點(diǎn)：由于這類(lèi)植物的環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，因此在進(jìn)行植物配置時(shí)應(yīng)當(dāng)作地方優(yōu)勢(shì)品種予以?xún)?yōu)先考慮；人工濕地系統(tǒng)中，水體中養(yǎng)分的去除主要依靠

14、植物的吸收利用，因此，生物量大、根系發(fā)達(dá)、年生育周期多和吸收能力好的植物成為我們選擇的目標(biāo)；利用植物季節(jié)性休眠特性，我們可以給予正確的植物搭配，如冬季低溫時(shí)配置水芹菜而夏季高溫時(shí)則配置水葫蘆、大薸等適宜高溫生長(zhǎng)的植物，以避免因植物品種選擇搭配單一而出現(xiàn)季節(jié)性的功能失調(diào)現(xiàn)象；由于這類(lèi)植物以營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主，對(duì)N的吸收利用率要高，因此，在進(jìn)行植物配置時(shí)應(yīng)重視其對(duì)N的吸收利用效果，可作為N去除的優(yōu)勢(shì)植物而加以利用，從而提高系統(tǒng)對(duì)N的去除效果。212根莖、球莖及種子植物這類(lèi)植物主要包括睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角、薏米、芡實(shí)等。它們或具有發(fā)達(dá)的地下根莖或塊根，或能產(chǎn)生大量的種子果實(shí)，多為

15、季節(jié)性休眠植物類(lèi)型，一般是冬季枯萎春季萌發(fā)，生長(zhǎng)季節(jié)主要集中在4-9月。根莖、球莖、種子類(lèi)植物具有以下特點(diǎn)：耐淤能力較好，適宜生長(zhǎng)在淤土層深厚肥沃的地方，生長(zhǎng)離不開(kāi)土壤；適宜生長(zhǎng)環(huán)境的水深一般為40-100CM左右；具有發(fā)達(dá)的地下塊根或塊莖，其根莖的形成對(duì)P元素的需求較多，因此，對(duì)P的吸收量較大；種子果實(shí)類(lèi)植物，其種子和果實(shí)的形成需要大量的P和K元素。（3）由于這類(lèi)植物具有以下特點(diǎn)，因此在進(jìn)行人工濕地植物應(yīng)用配置時(shí)應(yīng)予以充分考慮：基于這些植物的特性，其應(yīng)用一般為表面流人工濕地系統(tǒng)和濕地的穩(wěn)定系統(tǒng)；利用這些植物的生長(zhǎng)（主要是塊根、球莖和果實(shí)的生長(zhǎng)）需要大量的P、K元素的特性，將其作為P去除的優(yōu)勢(shì)

16、植物應(yīng)用，以提高系統(tǒng)對(duì)P的去除效果。213挺水草本植物類(lèi)型這類(lèi)植物包括蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、藨草、水蔥、水莎草、紙莎草等，為人工濕地系統(tǒng)主要的植物選配品種。這些植物的共同特性在于：適應(yīng)能力強(qiáng)，或?yàn)楸就羶?yōu)勢(shì)品種；根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)量大，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并存，對(duì)N和P、K的吸收都比較豐富；能于無(wú)土環(huán)境生長(zhǎng)。根據(jù)這類(lèi)植物的生長(zhǎng)特性，它們可以搭配種植于潛流式人工濕地，也可以種植于表流式人工濕地系統(tǒng)中。根據(jù)植物的根系分布深淺及分布范圍，可以將這類(lèi)植物分成四種生長(zhǎng)類(lèi)型，即深根叢生型、深根散生型、淺根叢生型和淺根散生型。（1）、深根叢生型的植物，其根系的分布深度一般在30CM以上，分布較深而分布面

17、積不廣。植株的地上部分叢生，如皇竹草、蘆竹、旱傘竹、野茭草、薏米、紙莎草等。由于這類(lèi)植物的根系入土深度較大，根系接觸面廣，配置栽種于潛流式人工濕地中更能顯示出它們的處理凈化性能。（2）、深根散生型植物根系一般分布于20-30CM之間，植株分散，這類(lèi)植物有香蒲、菖蒲、水蔥、藨草、水莎草、野山姜等，這類(lèi)植物的根系入土深度也較深，因此適宜配置栽種于潛流式人工濕地。（3）、淺根散生型的一些植物如美人蕉、蘆葦、荸薺、慈姑、蓮藕等，其根系分布一般都在5-20CM之間。由于這些植物的根系分布淺，而且一般原生于土壤環(huán)境，因此適宜配置于表流式人工濕地中。（4）、淺根叢生型的植物如燈心草、芋頭等叢生型植物，由于根

18、系分布淺，且一般原生于土壤環(huán)境，因此僅適宜配置于表面流人工濕地系統(tǒng)中。214沉水植物類(lèi)型沉水植物一般原生于水質(zhì)清潔的環(huán)境，其生長(zhǎng)對(duì)水質(zhì)要求比較高，因此，沉水植物只能用作人工濕地系統(tǒng)中最后的強(qiáng)化穩(wěn)定植物加以應(yīng)用，以提高出水水質(zhì)。215其它類(lèi)型的植物一些如水生景觀植物之類(lèi)的，由于長(zhǎng)時(shí)間的人工選擇，使其對(duì)污染環(huán)境的適應(yīng)能力比較弱，因此也只能作為最后的強(qiáng)化穩(wěn)定植物或濕地系統(tǒng)的景觀植物而應(yīng)用。22根據(jù)植物原生環(huán)境分析根據(jù)植物的原生環(huán)境分析，原生于實(shí)土環(huán)境的一些植物如美人蕉、蘆葦、燈心草、旱傘竹、皇竹草、蘆竹、薏米等，其根系生長(zhǎng)有一定的向土性，配置于表面流濕地系統(tǒng)中，生長(zhǎng)會(huì)更旺盛。但由于它們的根系大都垂直

19、向下生長(zhǎng)，因此，凈化處理的效果不及應(yīng)用于潛流式濕地中；對(duì)于一些原生于沼澤、腐殖層、草炭濕地、湖泊水面的植物如水蔥、野茭、山姜、藨草、香蒲、菖蒲等，由于其生長(zhǎng)已經(jīng)適應(yīng)了無(wú)土環(huán)境，因此更適宜配置于潛流式人工濕地；而對(duì)于一些塊根塊莖類(lèi)的水生植物如荷花、睡蓮、慈姑、芋頭等則只能配置于表面流濕地中。23根據(jù)植物對(duì)養(yǎng)分的需求類(lèi)型分析根據(jù)植物對(duì)養(yǎng)分的需求情況分析，由于潛流式人工濕地濕地系統(tǒng)填料之間的空隙大，植物根系與水體養(yǎng)分接觸的面積要較表流式人工濕地濕地廣，因此對(duì)于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛、植株生長(zhǎng)迅速、植株生物量大、一年有數(shù)個(gè)萌發(fā)高峰的植物如香蒲、水蔥、苔草、水莎草等植物適宜栽種于潛流濕地；而對(duì)于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)

20、并存，生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，一年只有一個(gè)萌發(fā)高峰期的一些植物如蘆葦、茭草、薏米等則配置于表面流濕地系統(tǒng)。24根據(jù)植物對(duì)污水的適應(yīng)能力分析不同植物對(duì)污水的適應(yīng)能力不同。一般高濃度污水主要集中在濕地工藝的前端部分。因此，在人工濕地建設(shè)時(shí)，前端工藝部分如強(qiáng)氧化塘、潛流濕地等工藝一般選擇耐污染能力強(qiáng)的植物品種。末端工藝如穩(wěn)定塘、景觀塘等處理段中，由于污水濃度降低，因此可以更多考慮植物的景觀效果。3小結(jié)一個(gè)人工濕地系統(tǒng)的建立，植物的選擇和配置是很重要的考慮因素。在系統(tǒng)建立和植物栽種配置時(shí)要將系統(tǒng)的主要功能與植物的植物學(xué)特性充分結(jié)合起來(lái)考慮。只有這樣，才能充分發(fā)揮不同植物各自的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到更好的處理凈化效果。濕地植物的栽種配置要根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境和系統(tǒng)工藝來(lái)確定，對(duì)于一些應(yīng)用工藝范圍較廣的植物類(lèi)型，要充分考慮其在該工藝中的優(yōu)勢(shì)，能使其充分發(fā)揮自己的長(zhǎng)處而居于主導(dǎo)地位。為達(dá)到全面的處理和利