人工湿地污水处理系统设计基础概要Word格式文档下载.docx

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4、动物：

无脊椎或脊椎动物；

5、微生物：

好氧或厌氧微生物种群。

三、人工湿地净化废水的机理与功能

1、人工湿地净化废水的机理

人工湿地是由基质、水体、植物、动物和微生物组成的生态系统。

生活在土壤中的微生物（细菌和真菌）在有机物的去除中起主要作用，湿地植物的根系将氧气带入周围的土壤，但远离根部的环境处于厌氧，形成处理环境的变化带，这就加强了人工湿地去除复杂污染物的能力。

大部分有机物的去除是靠土壤中的微生物，但某些污染物如重金属、硫、磷等依赖于土壤和植物的作用。

通俗地说，人工湿地对废水的处理综合了物理、化学、生物的三种作用。

湿地系统成熟后，填料表面和植物根系将因大量微生物的生长而形成生物膜。

废水流经生物膜时，大量SS被填料和植物根系阻挡截留，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。

湿地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出现好氧、缺氧、厌氧状态，通过硝化、反硝化作用将其除去，最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。

2、人工湿地的净化功能

人工湿地是利用与自然生态系统相似的物理、化学、生物的三重协同作用来实现对污水的净化技术。

（1）物理作用：

过滤和沉淀，除去含有C、N、P的有机及无机颗粒物和悬浮固体；

（2）化学作用：

吸附和絮凝，可溶性的有机化合物阴离子（PO43-）和阳离子（重金属阳离子）；

（3）微生物作用：

氧化－还原反应，吸收降解；

（4）植物作用：

气体运输作用，植物吸收；

根系有利于微生物繁殖；

（5）挥发作用：

挥发性有机物（VOC

四、人工湿地工程设计

天然湿地通常是脆弱的生态系统，污染物会使其不堪重负，设计时应根据废水处理的目的来建造湿地。

这些系统被称为人工湿地或芦苇床。

人工湿地设计的三个组成部分：

植物、微生物、基质。

耐水的植物扎根于土壤或砂砾基质，系统浸满着水，基质支持着植物，而植物的根则为各种微生物提供了家园。

人工湿地有很好的耐冲击负荷能力，缺点是需要大量的土地。

人工湿地一般适用于小城镇、乡村废水的二级处理。

人工湿地的预期寿命问题至今尚未解决，系统以最佳速率去除污染物的寿命究竟能持续多长时间，还是一个“老大难”！

1、人工湿地工程设计步骤

（1）选址

考察地质、地貌、水文、自然资源、人文资源、有关法律及公众意见。

应因地制宜，尽量选择有一定自然坡度的洼地或经济价值不高的荒地，一方面减少土石方工程、利于排水、降低投资，另一方面防止对周围环境产生影响。

（2）确定系统组合形式

根据场地特征、处理要求和所处理污水的性质来确定单一式、并联式、串联式、综合式。

（3）确定水力负荷

根据设计规程或经验而定。

（4）选择植物

根据湿地植物的耐污性能、抗寒能力、生长能力、根系的发达程度以及经济价值和美观等因素确定。

一般有芦苇、席草、大米草、水葫芦、水花生等，最为常用的是芦苇，插植密度为1～3株/㎡。

（5）计算表面积

As＝Q/a

As－表面积；

Q－进水量；

a－水力负荷。

（6）确定长宽比

表面流湿地：

长宽比10：

1，根据地形，底坡降0～1％。

潜流湿地：

根据达西定律Q＝Ks×

A×

S

S－水力坡度；

A－湿地床横截面积；

Ks－潜流渗透系数。

（7）结构设计

A．进水系统的布置

湿地床的进水系统应保证配水均匀性，一般采用多孔管和三角堰等配水装置。

进水管应比湿地床高出0.5m。

湿地的出水系统一般根据水位调节的要求，出水区的末端砾石填料层的底部设置穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门以调节床内的水位。

B．填料

湿地床由三层组成：

表层土层、中层砾石、下层小豆石。

表面土钙含量在2～2.5kg/100kg；

砾石层粒径在5～50mm，铺设厚度为0.4～0.7m。

C．潜流式湿地床水位控制

接纳最大设计流量时，进水端不能出现填料床面的淹没现象，有利于植物生长，床中水面浸没植物根系的深度均匀。

2、人工湿地工艺流程设计

3、人工湿地组合形式设计

4、人工湿地设计要点和技术参数

（1）基质的配置

设计湿地系统时．基质是植物的载体，是微生物生长介质，它将湿地中发生的所有处理过程连成一个整体，通过沉淀、过滤和吸附等作用去除污染物。

设计基质的配置，主要考虑基质的种类、粒径、深度及除磷效果。

A．除磷能力：

矿渣、粉煤灰对磷去除效果好。

基质中游离氧化铁、氧化铝和胶体氧化铁、氧化铝含量越高，其固定形成的磷酸铁盐和磷酸铝盐数量越多，基质净化磷素的能力越强。

B．有机物的处理：

煤灰渣基质对有机污染物的处理效果较好。

COD和BOD的去除率分别达71～88％和80～89％。

设计时应根据污水所含污染物配置合适的基质。

C．进、出水区的基质：

一般采用粒径60～100mill的砾石，分布于整个床宽。

处理区常选用粒径为8～16mm基质，水力传导性好，适宜植物生长，处理效果好。

D．潜流湿地的基质：

厚度约60cm左右。

（2）人工湿地工程技术参数

人工湿地的构造与工程参数是人工湿地工艺设计的核心，包括：

水力学特性、湿地床构型和配套设施的构筑三方面：

水力学特性包括：

水力停留时间、水力负荷；

湿地床构型设计包括：

水力坡度、湿地床的长宽比和水位控制；

配套设施的构筑包括：

进出水装置、隔板装置和防渗设施。

．

设计中实际水力停留时间采用理论值的4O～80％。

水力坡度：

表面流人工湿地采用0.5％或更小；

潜流人工湿地采用0.5～2％。

表面流湿地进水区BOD负荷率为100kg／（hm2·

d；

潜流湿地设计BOD负荷率为80～120kg／（hm2·

d。

湿地床体的长度：

L=As／W；

As面积，m

潜流湿地的宽度：

W=[Q·

AS/（K·

dh·

DW]1/2

湿地床长度通常为2O～50m。

过短，则有效处理面积过小，不能保证净化效果；

湿地过长，易造成死区，使水位难于调节，不利于植物生长。

系统的长宽比宜采用2：

1。

表面流湿地的水深在10～200cm，挺水植物区域水深60cm，沉水植物区域水深120cm左右。

五、典型工艺

处理池宜并联，种植芦苇、茳芏、席草、大米草等水生植物，采用碎石作基质。

原水先流经一、二级碎石床，对有机物进行降解，再进入第三级兼性塘，最后经过第四级碎石床变成洁净的水排出。

人工湿地的配套设施

人工湿地系统有两种：

表流湿地、潜流湿地。

潜流系统可分为平流湿地和垂直流湿地。

1、表流湿地

表流湿地通常是衬有不透水材料层的浅蓄水池，填有土壤或砂砾基质，栽种露出水面的植物。

设计成水淹型，所以水位在基质表面之上，废水在基质上面流动，通过稠密的植物，模拟天然湿地水流。

它的建造费用较低。

2、潜流湿地

设计废水流过基质，且水位保持在基质表面之下。

潜流系统适于寒冷的气候，可防止在零下气温时结冰。

潜流系统不像表流系统易产生臭味或蚊子，可处理较高负荷的废水。

但有机负荷太高，易堵塞。

通常在潜流系统前设置沉淀池，去除悬浮固体。

设计中常采用多个进口，尽可能均匀地分散悬浮固体，避免堵塞。

潜流系统可设成平流或垂直流。

输入废水

芦苇

处理过的出水

砂或砂砾基质

土壤基质

景观塘潜流湿地二级氧化塘表流湿地一级氧化塘沉砂池进水渠