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。
本系统今后应从以下几个方面开展深入的研究：
① 通过筛选耐污和净化能力强的植物品种并进行优化组合，达到更好的
调控潜流型人工湿地的净化功能以及符合城市景观建设的需要；同时 建造适宜的湿地生态系统，使植物良好生长，充分发挥其各种功能。 ② 在系统地研究潜流型人工湿地中微生物种类分布规律和作用机制的基 础上，通过高效微生物的筛选，人为适当地改造湿地微生物群落结构 并调控湿地系统的净化过程，从而提高人工湿地系统的高效运行效果。 ③ 通过对基质进行筛选或人工合成，提高人工湿地对磷的持续去除效果。 ④ 应用生态工程的原理和方法对人工湿地系统进行构建和调整，以利于 湿地正常功能的运作和生态系统服务的可持续性。
不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收,而且还可以通过硝化、
反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用其起从污水中去除,最后通过 湿地床基质的定期更换和栽培植物的收割而使污染物最终从系统中去 除。
湿地污水净化主要机理
原理结构图
垂直流人工湿地系统的组成：
潜流型人工湿地主要由三个部分组成： • 基质：主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介 质、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。基质一方面 为植物和微生物提供介质，另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直 接去除污染物。 • 植物：主要有香蒲、芦苇、灯心草等，这些植物可以增加湿地基质的 透水性，此外还能与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境， 将氧气传输至根区，形成特殊的根际微生态环境，这一微生态环境具 有很强的净化废水的能力。 • 布水系统：主要是将进水按照一定的方式均匀地分布在处理系统中， 并且保证不发生断流和堵塞，在潜流型人工湿地处理系统中多采用穿 孔管布水系统。
垂直流人工湿地系统的应用：
总体来说，我国人工湿地建设和应用的步伐还是相对缓慢，其所取得
的成果也属鲜见，这与人工湿地本身的特性是分不开的，与我国目前
人工湿地建设和管理的体制也有较大的关系。
萍乡市芦溪县南坑人工湿地污水处理工程
建设时间：2009 年7 月
工程工艺：氧化塘+水平潜流+垂直潜流
污水类型：城镇生活污水+农业面源污染 处理能力：5000m3/d
谢谢！
2013年9月30日
在垂直潜流人工湿地中污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体
处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。 基质表面和植物根系吸附了大量微生物形成生物膜,污水流经生物膜时,
大量的SS 被基质和植物根系截留,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；湿地床系统中因植物根系对氧的传递释放, 使其周围的环境依次呈现好氧、缺氧和厌氧状态,保证了污水中的氮磷
人工湿地处理村镇生活污水工程设计与运行
人工湿地处理村镇生活污水工程设计与运行发布时间：2021-07-01T14:37:20.610Z 来源：《建筑科技》2021年6月下作者：彭辉[导读] 针对村镇（含高速公路服务区与收费站）生活污水实际情况，要因地制宜采用污染治理与资源利用相结合、工程措施与生态措施相结合、集中与分散相结合的建设模式和处理工艺，推进村镇生活污水治理。
重庆中铁建生态环境有限公司彭辉 400711摘要：针对村镇（含高速公路服务区与收费站）生活污水实际情况，要因地制宜采用污染治理与资源利用相结合、工程措施与生态措施相结合、集中与分散相结合的建设模式和处理工艺，推进村镇生活污水治理。
笔者针对村镇生活污水来源和特点等，重点综述了人工湿地技术在村镇生活污水处理中的研究及应用现状，以期为村镇生活污水处理技术的研究应用和改善水环境质量提供借鉴。
关键词：村镇生活污水;人工湿地;分散污水处理引言现阶段我国村镇生活污水排放量很大，淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质，另外氨、氮、磷等无机盐类普遍超标，相对处理技术比较薄弱，给村镇生态环境造成了污染。
在当前我国加速推进美丽乡村建设步伐的背景下，如何利用污水处理技术对村镇生活污水进行处理是我国相关部门和村镇共同关注的问题。
人工湿地是一种区别于传统污水处理技术的新型污水处理技术，对脱氮、除磷效果明显，BOD5 、CODCr 、SS、重金属等污染物处理收效良好,在提升村镇生活污水处理能力和改善村镇环境卫生方面具有广阔的应用空间。
1人工湿地的具体含义人工湿地指的是使用人工手段制造出湿地环境或者对湿地生态环境运行进行人工控制。
人工湿地主要通过土壤、植物、微生物和人工介质处理污水和污泥，给水体输送氧气。
人工湿地技术主要结合物质循环和再生原理进行，其中包括很多环节，主要有吸附环节、滞留环节、过滤环节、氧化还原和沉淀等，这种处理方式比以往的处理方式需要比较小的成本。
人工湿地一般适合在人口比较分散、主要为生活污染物的村镇区域。
潜流式人工湿地污水处理系统硝化能力研究
潜流式人工湿地污水处理系统硝化能力研究
潜流式人工湿地污水处理系统硝化能力研究
研究了潜流式人工湿地内部不同填料层和沿水流方向硝化能力的变化.结果表明:潜流式人工湿地中,硝化能力沿水流方向逐渐减小.底部填料层,即炉渣层的氨氧化速率常数和亚硝酸氧化速率常数分别为1.99～6.89mg@(h@kg)-1和1.44～5.22mg(h@kg)-1,而床体上部土壤层的氨氧化速率常数和亚硝酸氧化速率常数分别为0.53～0.89mg@(h@kg)-1和0.96～1.39mg@(h@kg)-1.因此炉渣层的硝化能力要明显高于土壤层,底部炉渣层在硝化过程中起主要作用.
作者：刘超翔董春宏李峰民胡洪营黄霞施汉昌钱易作者单位：清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京,100084 刊名：环境科学ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)：2003 24(1) 分类号：X703.1 关键词：潜流式人工湿地生活污水硝化能力氨氮。
潜流、垂直流人工湿地污染物净化效果及耐污染负荷冲击能力研究
71. 5% and 57. 8% respectively . T her e w as no obv ious differ ence betw een these tw o kinds of const ructed wetlands in
the
N
H
+ 4
N
pur ificat ion,
the
N
H
+ 4
N/ ( mg ! L- 1)
0. 16~ 12. 80
4. 60
BO D5 / ( mg ! L- 1 ) 1. 8~ 38. 7 12. 9
DO / ( mg ! L- 1) 0. 5~ 12. 7 7. 6
SS/ ( mg ! L- 1) 45. 8~ 902. 0 223. 0
图 1 潜流人工湿地系统构造 图 Fig. 1 T he str ucture of subsur face flow co nstr ucted wet land
of
them
hav e
strong
res is t ib i lit yto NhomakorabeaN
H
+ 4
N pollutant
load s .
Keywords: co nstr ucted wetlands; subsurface flow ; ver tical f low ; po llutant loads
人工湿地作为一种高效低耗、兼具景观功能的
Abstract: Based on the pilot scale ex per iment of constructed wetland in the alluvial flat of Xinyi River, t he pur i
基于火山岩填料强化潜流人工湿地处理技术(二)
基于火山岩填料强化潜流人工湿地处理技术一、实施背景环境污染是当前全球面临的重要问题之一，其中水污染是严重影响人类生存环境的因素之一。
潜流人工湿地作为一种有效的水污染治理技术，已经在许多地方得到了广泛应用。
然而，由于传统潜流人工湿地对于处理效果的依赖性较高，需要大量的土地和维护成本，限制了其在一些地区的推广应用。
因此，本方案旨在通过引入火山岩填料强化潜流人工湿地处理技术，提高潜流人工湿地的处理效果，减少对土地的需求和维护成本，推广其在更广泛范围内的应用。
二、工作原理火山岩填料具有较大的比表面积和孔隙率，能够提供更多的生物附着面和吸附位置，有利于水体中有机物和重金属的吸附和分解。
潜流人工湿地是通过人工构建湿地系统，利用湿地植物和微生物对水体进行净化处理的技术。
火山岩填料强化潜流人工湿地处理技术即在传统潜流人工湿地的基础上，引入火山岩填料作为填料材料，增加湿地系统的吸附和分解能力，提高水体的处理效果。
三、实施计划步骤1. 选择适宜的地点进行实施，考虑到水体污染程度和区域特点。
2. 进行湿地系统的设计，包括湿地面积、填料层厚度、湿地植物种类等。
3. 进行火山岩填料的筛选和处理，确保填料的质量和适用性。
4. 进行湿地系统的建设，包括填料层的铺设、湿地植物的种植等。
5. 进行湿地系统的运行和维护，定期监测水质指标，及时清理填料和植物。
四、适用范围火山岩填料强化潜流人工湿地处理技术适用于水体污染较为严重的地区，如工业废水排放区、农业区域等。
同时，由于火山岩填料具有较好的适应性，可以适用于不同的水质条件和环境条件。
五、创新要点1. 引入火山岩填料，增加湿地系统的吸附和分解能力，提高处理效果。
2. 通过火山岩填料的使用，减少对土地的需求，节约资源。
3. 通过火山岩填料的使用，减少湿地系统的维护成本，提高经济效益。
六、预期效果1. 提高潜流人工湿地的处理效果，降低水体中有机物和重金属的浓度。
2. 减少对土地的需求，节约资源。
人工湿地污水处理技术
人工湿地污水处理技术一、人工湿地技术的比选优势人工湿地技术的优势在于：1)可实现无动力、无新投物料运行，运行过程中人为介入较少，最大程度上降低了运行成本和技术复杂性，适用于农村地区对成本和技术的考量；2)人工湿地可充分利用农村的地形特点，因地制宜建设，也可利用农村已有的水塘、涝池等实施改造，简单易行，同时自身具有一定的景观效果；3)体现了生态治水理念，采用人工湿地治理源头(生活点源和农业面源)、支流、主流湿地回归的系统工程，可共同构建农村水污染防治综合体系，最终还河流于自然。
二、人工湿地分类在工程实践中，通常按水流方式将人工湿地分为表面流型人工湿地、水平潜流型人工湿地和垂直流型人工湿地。
三种类型人工湿地的对比分析见表1。
(1)表面流型人工湿地：污水在湿地内呈推流式前进，出水由溢流堰流出，水面始终位于湿地填料表面以上，水深为0.3～0.5m。
(2)水平潜流型人工湿地：水流进入湿地后，在根系层中沿水平方向缓慢流动，出口处穿孔管集水后溢流出水。
(3)垂直流型人工湿地：分两种形式，一种是上部进水，单向下行流，湿地底部出水;另一种是通过中部隔断装置，实现上部进水，强制水流先下后上，上部出水。
三、人工湿地技术设计人工湿地的设计应在分析污水特征、环境现状、出水水质要求的基础上，先确定人工湿地类型，后进行人工湿地工程设计。
3.1 进水水质污水水质需通过现场调查得到，但考虑到人工湿地处理能力和保障处理效果，进水水质建议参照执行《人工湿地污水处理工程技术规范》(HJ2005―2010)的有关规定，系统进水水质应满足表2要求，不满足表2要求的污水需考虑在人工湿地前增设预处理设施。
3.2 面积设计湿地面积计算是设计工作的重要环节，设计工作中常采用两种方法，具体如下：方法一：依照《人工湿地污水处理工程技术规范》(HJ2005―2010)确定的设计参数(见表3)，用BOD5有机负荷推算湿地面积，再用水力负荷、水力停留时间参数校核，最终确定湿地面积。
垂直流人工湿地水流规律研究
人工湿地是在自然湿地降解污水基础上发展 起来的污水处理生态工程技术 , 在世界各地的水 环境改善和水资源保护中得到广泛应用. 现有研 究大多针对基于稳定流假定的水平流人工湿 地[1～3] ,对垂直流人工湿地 ( V FCW) 的水流规律 特别是间歇进水系统研究较少. 文献[ 4 ,5 ]利用传 统停留时间分布理论研究了复合 V FCW 的水力 学行为. 然而间歇垂直进水方式使湿地系统内流 场随时间而变化为非稳定水流 ,导致该系统内部 的水流规律与水平流或连续进水方式存在较大差
文献6指出用无因次累计排水体积来替代无因次时间作为横轴的无因次函不仅反映了系统的水流流态和混合扩散作用而且也可实现非稳定与稳定水流或者具有可变流量的两个非稳定流系统之间rtd比较计算与表示方法参见文献6水力效率水力效率综合反映了湿地内部水流的状态以及污染物在湿地内部的转移输送停留时间及被降解能力可以用有效容积比t校正方差persson系数p和初期出水量等水力学性能参数来定量评估
示 ,括号内数值为示踪剂实验运行工况. 在植物种植前后以及不同工况下 ,测定实验
系统单次进水流量 、单位时间的出水量和出水总 量 ,以获得系统进出水流量变化规律 ,并作进出水 水量平衡考察系统水量损失. 其中种植植物后试 验是在植物移栽成活 2 个月后进行.
实验 中 选 择 湿 地 基 质 吸 附 较 小 的 食 盐 (NaCl) 作为示踪剂[5 ,11 ] ,采用刺激2响应法进行 , 系统出口处采用 HAC H 自动电导率仪每隔 15 s 监测一次出水电导率 ,直至恢复到背景值时终止.
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华 中 科 技 大 学 学 报 (自然科学版)
第 38 卷