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人工湿地设计方案

1处理工艺

1.1处理工艺流程框图

达标排放复合型人工湿地好氧生物塘污水

达标排放

复合型人工湿地

好氧生物塘

污水

1.2本方案水处理工艺流程说明

本方案预设污水氨氮含量较高，脱氮处理中反硝化作用阶段前充分的硝化作用是非常必要的，因此在人工湿地前端设置好氧生物塘，增强氮素的转化率。为提高组合工艺整体的脱氮效率，考虑将垂直流人工湿地放在组合工艺前端，有利于提高湿地系统的输氧能力，从而提高硝化作用的脱氮效率。好氧生物塘的出水先后进入垂直潜流人工湿地和水平潜流人工湿地组合成的复合潜流人工湿地系统，这样利用植物吸收、微生物降解、填料过滤吸附等作用去除污水中的污染物，最后达标排放。相对于其他处理技术，人工湿地具有投资省、效率高、维护简单等优点，对于农村生活污水、农业面源污染，是一种较好的处理技术。

1.3方案各处理单元功能描述

（1）好氧生物塘

用于去除原污水中悬浮物及大颗粒杂物，可以防止垂直流人工湿地的堵塞，保护后续人工湿地的运行稳定。利用太阳能曝气增氧，提高水中的溶解氧，促进氨氮的氧化作用，进而充分的硝化作用，使脱氮处理中反硝化作用阶段可以充分反应，提高了脱氮效率，减轻后续人工湿地的治理负荷。

（2）人工湿地

人工湿地综合了物理、化学和生物的三种作用对污水进行进一步的处理。系统成熟后，特种填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。污水流经生物膜时，残余的SS被填料和植物根系有机截留，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。同时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呈现出好氧、厌氧和缺氧状态，保证了废水中氮、磷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将其从废水中去除。老化的微生物作为肥料被植物吸收。

人工湿地可按污水在湿地床中流动的方式不同而分为两种类型：表面流人工湿地（SFW）和潜流型人工湿地（SSFW）。潜流型人工湿地又包括水平潜流人工湿地（SFS）和垂直潜流人工湿地（VCW）。

表面流人工湿地植物根系发达，可通过根系向基质送氧，使基质中形成多个好氧、兼性厌氧和厌氧小区，利于多种微生物的繁殖，但综合净水能力一般。

潜流湿地污水在湿地床的内部流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截流等作用，以提高其处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表以下流动，故具有保温性好、处理效果受气候影响小、卫生条件好等特点。

表1三种类型人工湿地比较

湿地类型

特点

除污能力

用途

使用填料

表面流人工湿地（SFW）

污水在表层流动，水位较浅，一般在0.1-0.6m。造价低，运行费用低，占地面积大，受季节影响大

依靠位于水面以下植物根茎的拦截及根茎上生物膜作用。未充分发挥填料作用，去污能力有限，能有效去除SS，但对有机物、N、P等去除效果不理想

现在使用较少，适用经简单沉淀或一级处理污染水体。用于控制面源污染、收集和净化暴雨径流、天然湿地替代等

填料基质单一，主要为土壤、泥炭、砂石等天然填料

水平潜流人工湿地（SFS）

污水水平流过填料床，较SFW能承受更大水力负荷和污染负荷。受季节影响小，保温效果好，少恶臭和蚊蝇滋生现象

利用填料、植物根系及其表面生物膜各组分间的协同作用去除污染物。SS去除率较高，02来源有限，硝化作用受到限制，脱氮除磷效果不如VCW

适用范围广泛，用于二级污水处理、城市生活污水、垃圾渗滤液处理、食品或工业废水

沸石、蛙石、陶粒、工业副产品等各种填料均有使用，由一个或多个填料床组成

垂直流人工湿地（VCW）

污水经填料床由上而下或由下而上垂直流动，最常见的形式是间歇运行、下行流方式，能承受较高污染负荷，易堵塞，水淹时间长，运行控制复杂

除污机理与SFS相似，有较高的输氧能力，硝化能力和对污水耗氧有机物的去除效果较SFS好，但反硝化作用较SFS差，且去除SS的效果差

适合处理氨氮含量高的污水，生活污水的深度处理，在应用上和SFS相差不大

适用填料多样，往往由多种填料组合使用

根据以上的比较并结合水质情况，选用垂直潜流人工湿地+水平潜流人工湿地的组合工艺。

图1垂直潜流人工湿地结构图

图2水平潜流人工湿地结构图

图3复合型人工湿地系统结构图

1.4工艺特点

除污效率高：在进水负荷较低的条件下，系统对BOD5的去除率可达85%～95%，CODcr的去除率可达80%以上。同时，系统对N和P去除率也很高，可分别达到60%及90%以上；

运行成本低廉：一般是传统的二级污水处理技术的1/10～1/2，大幅度降低了污水处理成本；

易于维护：本工艺需较少的机电设备，系统维护以清理渠道及管理作物为主，对人员技能要求不高；

低能耗、无二次污染：由于工程中的设备少，本工艺耗能