【文章內容簡介】 濕地的工藝組合有多種形式，其中常用的有推流式、回流式、階梯進水式和綜合式四種。 回流式可稀釋進水的有機物和懸浮物濃度，增加水中的溶解氧，并減少處理出水中可能出現的臭味問題。出水回流還可以促進床內的硝化和反硝化脫氮作用，采用低揚程水泵，通過水力噴射或跌水等方式進行充氧。階梯進水式可避免處理床前部堵塞、使植物長勢均勻，有利于床體后部的硝化脫氮作用；綜合式則一方面設置了出水回流，另一方面又將進水分布至填料床的中部，以減輕填料床前端的負荷。人工濕地的運行可根據處理規(guī)模的大小進行多種不同方式的組合，如圖所示，一般有單一式、并聯式、串聯式和綜合式等，此外，人工濕地還可與氧化塘等系統(tǒng)串聯組合。（1）投資少，建設、運營成本低廉國內外研究實踐表明，人工濕地處理污水的建設和運營成本低廉，并且易于維護。以我國部分系統(tǒng)為例，以下表中的對比數據顯示，其建設成本（噸污水投資）和運營成本（噸污水處理費）約為傳統(tǒng)污水處理廠成本的1/10～1/5左右，從而能夠節(jié)省大量的資金，經濟效益顯著。（2）污水處理系統(tǒng)組合的多樣性,針對性人工濕地污水處理系統(tǒng)一般由人工基質和水生植物兩部分組成。人工基質又稱為填料，一般由土壤、細沙、粗砂、礫石、灰渣及石灰石、沸石等組成。不同的基質對同種污染物質的處理能力是不同的，并且某些基質的組合要優(yōu)于單一基質的處理能力。因此根據污水中的污染物的種類、特征可以選取不同的基質或采取幾種基質的組合。如以石灰石作為基質可以有效地去除P,而要去除TP、TN最好采用沸石石灰石組合的基質18。至于水生植物的類型也是多種多樣。一般以挺水植物為主。目前研究、運用較多的水生植物有蘆葦、燈心草、寬葉香蒲、茭白、浮萍、美人蕉、紅楓、鳳眼蓮、茳芏等類型。研究表明，不同的植物類型對不同的污染物質也具有一定的針對性。如茭白、蘆葦對N、P污染物有較好的去除作用19, 20,寬葉香蒲對Pb、Zn、Cd等重金屬有較好的去除作用21……植物的選取還要參考成活率(當地的植物類型成活率高)、經濟價值、衍生的微生物種群等方面。由此可見，人工濕地污水處理系統(tǒng)組合的多樣性，針對性可以使我們根據需要來靈活地對其進行選擇。(3)處理污水的高效性應用實踐的研究數據表明,人工濕地處理污水的效果是理想的,優(yōu)于傳統(tǒng)的污水處理工藝2224。在進水濃度較低的情況下，一般對污水中BOD5的去除率在85～95%之間。COD去除率可達80%以上。處理污水中BOD5的濃度在10mg/L 左右,SS濃度小于20mg/L23,對N的去除率可達60%,對P的去除率可達90%以上25,對農藥類、細菌總數等去除率在90%以上，對重金屬如Fe、Cu、Pb、Zn、Cd和Mn等的去除率也很高,大都在90%以上21, 26。需要提到的是,由于濕地類型、基質和植物的選取，氣候、污染物的濃度等方面的差異，污染物的去除率具有一定的波動范圍。1993年，Bastain等總結了北美人工濕地污染物去除率的波動范圍,如有機物去除率在50～90%之間波動,懸浮物去除率在40～94%之間波動,氮的去除率在30～90%之間波動……(4) 獨特的綠化環(huán)境功能人工濕地同自然濕地一樣，由于栽種有大量的水生植物，所以對環(huán)境起到了綠化的功能。成規(guī)模的人工濕地不但迅速增加了綠地面積、消除城市熱島效應，還能為人們提供一個優(yōu)美的新型的城市生態(tài)景觀。北京中關村生命科學園國際公開競標中，俞孔堅設計的方案榮獲第一名并中標，該方案的最突出特色就是將人工濕地引入了現代城市景觀設計之中。(5) 受氣候條件限制較大人工濕地栽種的植物類型恰當與否，直接關系著系統(tǒng)處理污水的效率和經濟效益，而植物類型的選取受到了氣候條件的限制。以我國北方城市哈爾濱為例，哈爾濱屬于中溫帶大陸性季風氣候，～,四季分明。冬季氣候寒冷,氣溫低。此種氣候條件不適合美人蕉等熱帶植物的正常生長和處理污水功能的正常發(fā)揮。只能選取溫帶或部分亞熱帶植物作為凈污植物。27此外，冬季地表水結冰，抑制了水的流動，所以表面流濕地在哈爾濱等北方城市的冬季是不可行的，只宜采用潛流濕地。（6）占地面積相對較大 人工濕地凈污的效果與污水在濕地中流動的時間和空間充足與否有著很大的相關關系。其次，當系統(tǒng)中的填料和植物納污達到飽和程度時需要用備用池來交替運行。另外，為防止淤積，往往建造預處理池對污水進行先期處理。所以，與傳統(tǒng)的污水處理廠相比，人工濕地污水處理系統(tǒng)需要較大的占地面積，一般認為大約是傳統(tǒng)污水處理廠的2～3倍左右。其中，表面流濕地由于水力負荷小，需要較大的占地面積28。因此，人工濕地系統(tǒng)的選址問題要考慮到環(huán)境、經濟效益綜合最優(yōu)化，規(guī)?；囊蛩兀绕湓诳罩猛恋乇容^少的大城市，最佳的解決辦法就是將工程選址在市郊區(qū)域，這樣不但不占用寶貴的市區(qū)土地資源，而且還可以減輕風沙等對市區(qū)的環(huán)境影響。(7)容易產生淤積、飽和現象人工濕地能有效地去除污水中的有機物、懸浮物、TN、TP、SS、重金屬、病原體等污染物質。但是隨著時間的推移，部分營養(yǎng)物質會逐漸地積累，濕地中的微生物相應地繁殖，如果維護不當，便很容易產生淤積、阻塞現象，使水力傳導性、濕地處理效果和運行壽命降低；隨著污水處理過程的不斷運行，數年內基質的吸附能力通常會趨于飽和，也會影響濕地的處理效果。排除淤積、飽和現象的最佳途徑是要在有備用池的前提下，定期地對基質進行去淤、更換、對植物進行收割。此外，人工濕地中栽培的植物還易受到病蟲害、火災的威脅以及自身生長周期的影響，也是應該加以重視的問題。 從上述分析來看，人工濕地污水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢仍然占據著主要層面。其巨大的經濟、社會和環(huán)境效益促使許多國家都在積極地克服困難、不斷地去研究、應用。第四章 人工濕地設計新洲區(qū)是武漢市的遠城區(qū)之一，位于武漢市東北部、大別山余脈南端、長江中游北岸，界于東經114176。30′—115176。5′和北緯30176。35′—30176。2′之間，東鄰團風，西接黃陂，南與青山、鄂州隔江相望，北與紅安、麻城毗鄰交錯，地勢由東北向西南傾斜，山崗與河流呈“川”字型排列，俗稱“一江（長江）、兩湖（武湖、漲渡湖）、三河（舉水河、倒水、沙河）、四崗（樓寨崗、葉顧崗、長嶺崗、倉陽崗）”。1951年，新洲從黃岡析出建縣；1983年，劃歸武漢市管轄；1998年，撤縣設區(qū)。，其中陸地占82%，水域占18%；，轄10街3鎮(zhèn)1個經濟開發(fā)區(qū)1個風景旅游區(qū)。區(qū)政府所在地邾城是武漢市的衛(wèi)星城，陽邏開發(fā)區(qū)是市區(qū)共建的省級經濟開發(fā)區(qū)，道觀河風景旅游區(qū)是武漢市四大風景旅游區(qū)之一。邾城街是武漢市的都市衛(wèi)星城，新洲政治、文化、科技、商貿中心，轄40個村、12個社區(qū)，其中耕地面積4823公頃。轄12個居委會、40個村委會：清安、蔡濠、章南、鳳凰臺、黃茂、紅旗、東安、南街、幸福、文化、新建、劉集、城東、城北、城南、駱畈、章林、鐘楊、向東、余姚、龍橋、勝英、登峰、顧崗、巴山、紅峰、劉六、梅店、鐵衙、章興、永立、章程、巴徐、大渡、饒菜、城西、鐵甲、程湖、陳先、錢寨、陶劉、劉集、肖橋、吳榜、新港、邱橋、易窯、東港、站橋、破月、聯合、詹河。章程村位于武漢市的東北部，北鄰陳添奇村，西與胡店村、西峰村相連，南面毗鄰張師村，東面與巴徐村接壤。318國道復線公路穿境而過，交通條件十分便利。全村版圖面積3200畝,居民670戶，2498人。本工程污水收集范圍為章程村章程灣集中居住區(qū)生活污水，收集區(qū)涵蓋住戶約200戶，約為987人。（編得是否可以？）（1）污水平均日流量： Q=100t/d 即 Q=100 m3/（2）污水最大日流量：根據國家標準《室外排水設計規(guī)范》，生活污水總變化系數選取按下表進行 ,遠低于規(guī)范最低值，確定生活污水總變化系數Kz=則污水最大日流量Q= L/s。（總變化系數Kz的選取可以否？） 水質指標CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L))NH3N(以N計)TP(mg/L)進水濃度250130250225處理后達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB189182002要求的一級B標準。水質指標CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3N(以N計)TP(mg/L)排放標準≤60≤20≤20≤15≤1潛流人工濕地厭氧調節(jié)池格柵沉砂池生活污水 處理水 總體工藝流程的確定對污水處理設施的技術經濟性能起決定性的作用，同時各單元處理工藝及構筑物的選擇也是非常重要的，直接影響污水處理廠運行的穩(wěn)定性、可靠性和靈活性。因此，有必要根據污水處理廠工程確定的進出水水質和特性，以及總體處理工藝方案等綜合考慮工藝流程單元及構筑物的選擇和確定。下面為本工程各處理單元的說明。村居民生活污水通過新建收集管道進行收集，為了攔截污水中漂浮物及大顆粒雜質，防止提升泵及處理設施堵塞，需設置格柵及格網。較小而重的顆粒則在沉砂池中沉淀去除。b. 厭氧調節(jié)池由于用水時段較為集中，呈明顯周期性變化，就餐及盥洗時排水量多，其余時間排水量少，尤其是深夜至凌晨水量很少。因此需要設置調節(jié)池用以調節(jié)水量。生活污水在厭氧調節(jié)池中經過厭氧菌的降解作用，去除部分有機污染物，也能夠將部分難降解的有機物分解為易降解的物質，同時也具有一定的沉砂功能。改善了生活污水生活特性，減輕人工濕地處理負荷。厭氧池內的沉砂和剩余消化污泥，定期委托處理。由于該污水多為生活污水，污泥中有害物質較少，可作為農田種植、園林綠化肥料利用。 經過前面預處理后，水中污染物濃度大大降低，懸浮物減少，降低了潛流濕地的負荷，減少了堵塞的可能性。潛流濕地上層覆土或塘泥，并種植淺表根系的美人蕉、香蒲、茭草、燈芯草等植物，進一步降解和吸收有機物，下部通過碎石構筑的過濾床層，相當于生物濾池的作用，當污水通過時，碎石上生長生物膜，生物膜與污水接觸，大部分有機污染物通過兼氧和好氧微生物作用分解去除。（老師，按您的圖紙，兩個間隙不同的格柵是做在1個沉砂池里的，但是學生按水控書上的公式來計算格柵構筑物時，會有兩個不同的數據，學生想問是兩個格柵分開算，還是選擇尺寸大的來做？）尺 寸：（具體尺寸根據實際調整）柵 寬：B＝530mm柵條間隙：b=10mm和b＝5mm各一臺格柵傾角：α=60176。格柵定期人工清渣,清渣周期12次/7天。設計計算：—最大設計流量，m3/s, m3/s；—柵條凈間隙，m，取b=＝；—柵前水深，m,；—污水流經格柵的速度，m/s, m/s；—格柵安裝傾角，（176。），取60176。 —經驗修正系數。計算得： 14； 27—格柵槽寬度，m；—柵條寬度，m，；—格柵間隙數，m。計算得：=；= —過格柵水頭損失,m；—阻力系數，其值與柵條的斷面幾何形狀有關，計算公式取=，=；—重力加速度，；—系數，格柵受污物堵塞的，水頭損失增大倍數，一般采用=3.計算得：； H= H—柵后槽總高度，m；—柵前水深，m；—格柵前渠道超高，；—格柵的水頭損失，m.計算得： =；=5. 進水渠道漸寬部位的長度L