人工湿地水净化系统
人工湿地生态系统对地表水的净化作用
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O .10SCI ENC E &TECH NOLOG Y I N FOR M A TI ON 资源与环境水污染问题已成为我国所面临的最严重的环境问题之一。
从经济合理性和技术可行性角度来看,采用人工湿地来处理污水是很好的处理方式。
通过构建人工湿地系统实现对地表水的净化,主要采用的技术包括对地表水典型区域的底泥营养盐释放的控制技术和水生植物的恢复技术。
人工湿地[1](C onst r uct ed W et l a nds)生态系统是一种新型的污水处理模式,是以污水处理为目的、人工设计、建造的工程化的湿地系统。
它利用基质、微生物、植物这个复合生态系统的物理、化学、生物及其协同作用来处理各种污水,使水质得到不同程度的改善,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物的生长。
1现场试验1.1人工湿地构建通过实地考察,结合试验条件和研究内容,在湖泊上游1K m 处构建了一个人工湿地污水处理系统,该系统有15个单元构成,总面积为30×10m 2。
其中,包括14个处理单元,1个预处理单元。
从进水到出水,要求底面坡度2％～3％。
底层铺设直径(4～8)cm 碎石层15c m ,中部铺设直径0.1～0.4粗砂层35cm ;上部铺设土壤层30c m 。
进水池1.5m 3×2m 3×3m 3,安放4个5c m 带开关水管(PV C)。
1、2、5、7、8、10号单元池,地下部分0.3m ,地上部分0.7m ,底面用粘土夯实后铺设土壤层30cm 。
E 、F 单元底部铺设直径(4～8)cm 碎石层10c m ,上部铺设中粗砂层10cm 。
其结构和布置如图1。
在13个处理单元中,1、2、5、7、8、10号单元为自由水面系统,其余处理单元均为水平潜流系统。
1.2系统组成和工艺流程人工湿地系统主要由三部分组成:1.2.1收集和预处理系统由格栅和沉淀池等组成。
人工湿地污水处理技术简介
自由表面流人工湿地
水平潜流人工湿地
潜流型人工湿地
垂直潜流人工湿地
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人工湿地的分类
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自由表面流 人工湿地
地的分类
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三种人工湿地污水处理系统类型比较
特征
表面流湿地
水平潜流湿地
垂直潜流湿地
水体流动
表面漫流
基质下水平流动
表面向基质底部纵向流动
水力负荷
较低
较高
较高
去污效果
一般
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人工湿地一般由五部分组成：
人工湿地的组成
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人工湿地一般由五部分组成： 具有透水性的基质 适于在饱和水和基质中生长的植物 水体 无脊椎或脊椎动物 好氧或厌氧微生物种群
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人工湿地的组成
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基质
微生物
动物
水体
水生植物
某潜流型人工湿地
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人工湿地的分类
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按照系统布水方式或水流方式差异，人工湿地一般分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地。 人工湿地
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三条途径对磷去除的贡献大小为： 基质>水生植物≥微生物（短期结果） 水生植物>基质≥微生物（长期结果）
人工湿地的净化机理
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悬浮物的去除 基质层填料、植物的根系和茎、腐殖层的过滤和阻截作用 进水中悬浮物去除不代表出水无悬浮物。被截留的悬浮物在湿地中积累；微生物量的增长（相当于活性污泥的增长）；导致基质层渗透能力下降造成堵塞，有机物的不断积累逐渐向湿地出口移动，影响出水水质。
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人工湿地的净化机理
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重金属的去除
人工湿地的净化机理
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难降解有机物的去除 湿地中存在种类繁多、数量巨大的微生物群落和多种沼生植物群落，通过它们的共同作用，能够降解复杂有机物。 有的研究甚至发现，湿地植物如芦苇能直接吸收一些难降解有机物。
人工湿地污水处理技术的应用
人工湿地污水处理技术的应用人工湿地是指通过人为手段构筑起来的一种水处理系统，利用湿地植物和微生物来对污水进行净化处理的技术。
它是一种低成本、环保、效果良好的污水处理方法，已经在全球范围内广泛应用。
人工湿地污水处理技术的应用主要包括城市污水处理、农村生活污水处理、工业废水处理等方面。
在城市污水处理方面，人工湿地被广泛应用于污水厂的二级和三级处理。
在二级处理中，将污水通过格栅筛掉大颗粒物质后，进入人工湿地进行生物降解和吸附。
利用湿地植物的根系提供的生物膜和栖息地，可以大大增加污水中微生物的附着面积和数量，进一步加速有机物的降解和去除。
湿地植物通过吸收养分和释放氧气，可以改善污水中的氮磷含量，并提高水质。
在农村生活污水处理方面，由于自然环境条件限制了农村地区的集中式污水处理厂的建设，所以人工湿地是一种理想的农村生活污水处理方法。
农村地区可以选择将污水引入人工湿地进行处理，经过湿地的生物降解和吸附作用，可以达到去除有机物、减少氮磷含量、消除恶臭等效果。
人工湿地可以通过改善土壤结构和保持水体平衡，提供良好的栖息环境，促进湿地生态系统的恢复和保护。
在工业废水处理方面，由于工业废水种类繁多、污染物复杂，因此人工湿地一般是工业废水处理系统中的辅助处理方法。
人工湿地可以利用其植物吸收重金属、有机化合物等特点，对工业废水中的有害物质进行去除和吸附，降低工业废水对环境的影响。
人工湿地污水处理技术具有广泛的应用前景和经济效益。
它是一种低成本、环保、高效的污水处理方法，不仅可以改善水质，还能促进湿地生态系统的恢复和保护。
但需要注意的是，人工湿地在应用过程中需要根据具体情况进行设计和运维，以保证其正常运行和处理效果。
高效垂直流人工湿地系统水质净化技术
高效垂直流人工湿地系统水质净化技术摘要：垂直流人工湿地技术作为绿色环保的污水处理新技术，已成为环境科学研究的重要领域之一。
本文系统地介绍了垂直流人工湿地处理系统中植物、基质和微生物等组成部分对污水的去除作用，讨论了能对净化功能造成影响的主要因素如基质选择和堵塞问题，并提出垂直流人工湿地在我国污水处理领域的应用局限及发展趋势。
关键词：垂直流人工湿地；污水；净化功能；影响因素人工湿地是一种低投资、低能耗、低处理成本和具有氮磷去除功能的废水生态处理技术，已逐渐被世界各国所接受。
在欧洲和北美，数以千计的天然湿地和人工湿地被广泛应用于处理多种废水，其中包括城市污水、工业废水、农业径流、城市暴雨、填埋场沥滤液和矿山酸性排水[1-3]。
它的原理主要是利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的相互作用，通过一系列的物理的、化学的以及生物的途径净化污水。
人工湿地根据水面的位置可分为两种类型: 表流人工湿地和潜流人工湿地。
相比表流人工湿地，潜流湿地保温效果好，处理效果受气候、季节的影响较小，并且运行过程中若管理得当还可以有效防止蚊蝇滋生和产生臭味，目前国内外多采用潜流人工湿地处理污水[4]。
潜流人工湿地根据主导水流可分为水平流和垂直流，垂直流人工湿地占地面积更小、供氧条件好、水力操作简单，系统运行初期便有良好的净化效果[5]。
复合垂直流人工湿地通常用于市政水的处理，尤其适用于对氨氮排放量有严格要求的领域，在实现水体和生态修复方面有较广泛的应用范围。
1.垂直流人工湿地的特点垂直流人工湿地系统净化功能强。
不仅能有效去除污水中悬浮物、有机污染物、氮、磷，而且对重金属、细菌、藻毒素、外源生物活性物质和环境激素类物质等也有比较理想的去除效果；适用范围广。
不仅可对污水进行集中处理，而且可因地制宜进行分散处理；不仅可用于生活污水、城市综合污水处理，还可用于湖泊水体修复以及部分行业废水的处理，如农业、养殖、矿山等。
常年运行比较稳定，即使在冬季也有较好的净化效果。
建筑工程中的人工湿地处理技术
建筑工程中的人工湿地处理技术人工湿地是一种将自然湿地的原理和功能模拟到建筑环境中的技术。
它在建筑工程中被广泛应用于废水处理、水资源管理和生态景观设计等领域。
本文将介绍建筑工程中人工湿地处理技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、人工湿地处理技术的原理人工湿地处理技术利用湿地植物和微生物的作用，通过生物降解和物理吸附的过程，将废水中的有机物、氨氮、氮磷等污染物转化为无害物质，从而达到净化水体的目的。
其主要原理包括以下几个方面：1. 湿地植物的作用：湿地植物能够吸收废水中的养分和重金属离子，并通过植物根系的氧化还原作用，降解有机物。
同时，湿地植物的茎叶和根系还能提供大量的表面积，增加生物附着和沉积的机会。
2. 微生物的作用：湿地中大量存在各种微生物，它们能够降解废水中的有机物和氮磷等营养物质。
微生物降解过程中产生的氧气还能提供氧化还原环境，促进废水的净化。
3. 湿地介质的作用：湿地介质是湿地处理系统的承载体，通常采用砂石、炭核和纤维土等材料。
湿地介质的多孔结构能够增加废水的接触面积，提供更多的生物附着位置，促进微生物的降解过程。
二、人工湿地处理技术的应用人工湿地处理技术在建筑工程中具有广泛的应用价值。
主要应用于以下几个方面：1. 废水处理：人工湿地可以处理各种污水，包括生活污水、工业废水和农业排水等。
通过人工湿地处理，废水中的有机物、氮磷等污染物可以被有效去除，从而净化水体，达到环保要求。
2. 水资源管理：人工湿地可用于水资源的保护与利用。
通过收集和净化降雨水，人工湿地可以提供可再生的水源，用于灌溉、景观水体和城市绿化等方面，减少对自然水源的依赖。
3. 生态景观设计：人工湿地在景观设计中的应用越来越广泛。
它不仅可以起到净化水体的作用，还能提供美观的湿地景观，并为城市增加生态价值，改善城市环境质量。
三、人工湿地处理技术的未来发展趋势随着人们对环境保护和可持续发展的要求越来越高，人工湿地处理技术在建筑工程中的应用前景将更加广阔。
人工湿地污水处理设计方案
人工湿地污水处理设计方案1. 引言人工湿地（Constructed Wetland）是一种通过模拟自然湿地的生态环境，利用湿地植物和微生物的活动来处理污水的技术。
相比传统的污水处理方法，人工湿地具有低成本、高效率、环保等优点，因此在城市和农村地区被广泛应用。
本文将介绍一种基于人工湿地的污水处理设计方案，包括系统结构、工艺流程、主要设备和处理效果等方面。
2. 系统结构人工湿地污水处理系统主要由污水收集系统、预处理单元、湿地单元和后处理单元组成。
2.1 污水收集系统污水收集系统主要由管道和收集井组成，用于将来自不同生活和工业排放源的污水集中到处理系统。
收集井设有格栅和沉砂池，用于去除污水中的大颗粒杂质和沉淀物。
2.2 预处理单元预处理单元主要包括沉砂槽和调节池。
沉砂槽用于进一步去除污水中的悬浮颗粒和沉积物，以防止对后续处理单元产生不利影响。
调节池用于平均污水流量和水质，确保湿地单元能够稳定运行。
2.3 湿地单元湿地单元是整个处理系统的核心部分，主要由水平流湿地和垂直流湿地组成。
水平流湿地通过设置一系列有机和无机介质，如砂石和植物根系，来构建污水流动的通道。
污水在湿地单元中通过水平流动的方式，经过湿地植物和微生物的作用，进行物理、化学和生物的处理过程，包括颗粒物的拦截、生物降解有机物和氮磷的去除等。
垂直流湿地通过设置砂石床和湿地植物根系来构建污水流动的垂直通道。
污水从上至下通过垂直流湿地时，进行类似水平流湿地的处理过程，但具有更高的氧化还原条件和更好的氧化还原作用。
2.4 后处理单元后处理单元主要包括沉淀池和消毒装置。
沉淀池用于进一步去除湿地单元出流中的悬浮颗粒，并使水质更清澈。
消毒装置用于消灭水中的病原微生物，以确保出水质量符合相关标准。
3. 工艺流程人工湿地污水处理系统的工艺流程如下：1.污水收集：将来自不同排放源的污水集中到处理系统。
2.预处理：通过沉砂槽和调节池去除污水中的颗粒物和沉淀物，并平均流量和水质。
人工湿地污水处理系统设计-基础
人工湿地污水处理系统设计-基础一、人工湿地系统人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。
通过合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动物、金属离子和其他物质处理达到二级和高级处理水平。
预处理主要去除粗颗粒和降低有机负荷。
构筑物包括双层沉淀池、化粪池、稳定塘或初沉池。
人工湿地中的流态采用推流式、回流式、阶梯进水或综合式。
二、人工湿地构成绝大多数人工湿地由五部分构成：1、基质：具有透水性，如土壤、砂、砾石；2、水体：（在基质表面上或下流动的水）；3、植物：适于在饱和水和厌氧基质中生长，如芦苇；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。
人工湿地的功能与应用场景
人工湿地的功能与应用场景人工湿地是指通过人为技术手段建设和管理的具有湿地生态功能的湿地保护区域。
它不仅可以提供湿地生态系统所具备的水净化、水源涵养、生物多样性保护等功能，还可以合理利用湿地资源，满足人们的生活和生产需求。
下面将详细介绍人工湿地的功能及其应用场景。
一、水污染治理功能人工湿地作为水污染治理的一种有效手段，具有以下功能：1. 水质净化功能：人工湿地可以通过湿地植物的吸附、拦截和矿化作用，去除水中的悬浮物、有机物及重金属等污染物，改善水质。
2. 有机物降解功能：湿地植物根系和微生物可以降解水中的有机物，减少水体富营养化问题。
3. 氮、磷去除功能：人工湿地可通过湿地植物的吸收和微生物的作用，去除水中的氮、磷等营养物质，减少水体富营养化的风险。
二、生态保护与恢复功能人工湿地作为湿地生态系统的代替，具有重要的生态保护和恢复功能：1. 生物多样性保护功能：湿地是众多珍稀濒危物种的栖息地，人工湿地可以提供适宜的生境条件，保护和恢复湿地生物多样性。
2. 湿地涵养水源功能：湿地可以通过吸收和蓄水，延缓雨水径流，减少洪水峰值，提供水资源。
3. 气候调节功能：湿地植被能够吸收大量二氧化碳，减轻温室效应，为环境提供自然调节功能。
三、应用场景人工湿地的应用场景主要包括以下几个方面：1. 城市雨水管理：人工湿地可以用于城市雨洪管理，通过建设湿地池、湿地公园等，将雨水进行滞留和净化处理，减少城市雨水径流量，减轻污染物对城市水体的影响。
2. 农田非点源污染治理：人工湿地可以应用于农田非点源污染治理，通过建设湿地过滤带、湿地水塘等，过滤和吸附农田中的农药、化肥等污染物，保护农田生态环境。
3. 园林绿化工程：人工湿地可以作为园林绿化工程的一部分，通过建设人工湿地景观，提升城市绿地环境质量，改善生态环境。
4. 工业废水处理：人工湿地可以应用于工业废水处理，通过人工湿地系统对工业废水进行过滤和净化，达到排放标准，减少对环境的污染。
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人工湿地水净化系统
前文介绍的湿地的生态功能，刷新了我们对湿地的认识，原来一处风景优美、令人心向往之
的湿地，很可能就兼负污水处理的功能。于是，城市里一个个的湿地公园出现了。与自然湿
地不同，湿地公园多属人工湿地，在城市有限的空间内，需按一定的结构修建方能满足景观
与环境效益的双重效果。
一、人工湿地概念
人工湿地指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，充填一定深度的基质（填料，
包括土壤、砂、砾石等）层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物
三重协同作用使污水得到净化。
二、湿地净化水质机理
湿地对水质的净化是一个复杂的过程，是湿地理化、生物作用综合效应的结果。包括沉淀、
吸附、离子交换、络合反应、硝化、反硝化、营养元素吸收、生物转化和微生物分解等过程。
湿地植物在湿地系统中具有三个间接的重要作用：一是显著增加微生物的附着（植物的根、
茎、叶）；二是湿地植物可将大气氧传输至根部，使根在有氧环境中生长；三是增加或稳定
土壤的透水性。
三、人工湿地分类
按照污水流动方式，分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。
1. 表面流人工湿地：污水在基质层表面以上，从池体进水端水平流向出水端的人工湿地。
湿地通常由一个或几个池体组成，池体间设隔墙，底部及墙体采取防渗措施以防止污水渗流。
污水在填料表面漫流，它于自然湿地最为接近，绝大部分有机物的去处是由长在植物水下茎、
杆上的生物膜来完成。
这种湿地的优点是建造简单，投资较低。缺点是负荷较低，占地面积大；温度较高时易孳生
蚊蝇，卫生条件较差，温度较低时会发生表面结冰导致系统的处理效果大幅下降，不能充分
利用填料及丰富的植物根系，因而在实际工程中应用较少。
2. 水平潜流湿地：污水在基质层表面以下，从池体进水端水平流向出水端的人工湿地。
湿地的主体结构类似表面流人工湿地，但污水在基质中流动时，水面低于基质表面，呈潜流
状态，因而一方面充分利用了基质表面生长的生物膜、丰富的植物根系及基质的截留作用，
提高了处理效果和处理能力，另一方面由于水流一直在基质表面以下流动，避免了表面流湿
地中的蚊蝇及臭味问题，并一定程度上降低温度变化的影响。
这类人工湿地的优点是污染物降解接触点多，微生物丰富，耐冲击；负荷较大，占地面积小，
污水处理效率高。缺点是建造费用高，有机负荷较高时，容易发生堵塞，因此维护和管理费
用也较高。
3. 垂直潜流人工湿地：污水垂直通过池体中基质层的人工湿地。
湿地分为下向流和上向流两种，下向流垂直流湿地以其操作相对简单更为常用，污水从湿地
表面流入，从上到下流经湿地基质层，由底部流出。上向流水流方向反之。由于氧气可通过
大气扩散和植物传输进入湿地系统，其内部充氧更为充分，有利于好氧微生物的生长和硝化
反应的进行，氮、磷去除效果较好。
复合下行效果 四、1. 上后滩浦明合垂直流人工行流池和上行果，管理简单工程实例：上海后滩公园滩公园为上海明路，西至倪工湿地：在原有行流池两部分单，运行费用 园 海世博园的绿倪家浜，北望有潜流湿地的分组成，较好地低，现已是绿地景观之一望卢浦大桥，的基础上，科地解决了现有一项较为成熟，位于黄浦江占地18公顷科研人员研发有人工湿地的熟的生态污水江之东岸之与顷。 发的一种新型的处理局限，水处理技术。与浦明路之间 型人工湿地，兼具优良的。 间，南临园区它由
景观
新建
后滩公园建立了一个水系统的生态净化模式，核心是一条带状、具有水净化功能人工湿地系
统，日净化量为2400m³。
来自黄浦江的劣五类水，通过沉淀池、叠瀑墙、梯田、不同深度和不同群落的湿地净化区，
经过长达1公里的流程，被处理为三类水。净化后的三类水不仅可以提供给世博公园做水景
循环用水，还能满足世博公园与后滩公园自身的绿化灌溉及道路冲洗等需要。不仅如此，公
园建成后不再需要大量人力物力去维护，而是让自然做功，利用自然的调节和净化能力来治
愈工业时代留下的污染。
2. 北京奥林匹克森林公园
根据工艺理规 奥森理厂 湿地类型1/5~质净 据奥森公园的艺，需建设大规划不协调，森公园人工湿厂尾水‐再生水地采用复合垂型的人工湿地~1/3。在注重净化功能与城的具体状况及面积直接裸露故而选择了湿地占地面积水）2600m³。垂直流结构，地，同时具有建重水处理功能城市绿色景观及整体规划，若露于地面的构能兼具园林积41500㎡，每 不仅能高效去建设、运行及能的同时，充观美化功能的和若采用活性污构筑物，无论绿化和景观效每日处理主湖去除各种常见及维护费用低充分考虑到了和谐统一。污泥法、氧化论从视觉还是效果的水处理湖循环水200见的污染物，低等特点，其了与森林公园化沟、氧化塘是景观等方面理技术——人000m³和主湖对氮、磷的其工程造价为园周边景观的塘等传统污水面均与奥森公人工湿地。 湖补给水（污的去除也优于为常规二级处的衔接，实现 水处理
园整
污水处
其他
处理的
了水