【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的設(shè)計(jì)[7]1．濕地床坡度的確定。在SFS系統(tǒng)中，水流有兩種流態(tài)，層流和紊流。當(dāng)濕地床中所用填料的粒徑不大，污水充滿整個(gè)填料縫隙并處于飽和狀態(tài)時(shí)水流為層流，此時(shí)填料床的坡度可用Darcy公式計(jì)算[8,10]：對(duì)于其中的滲透系數(shù)Ks，到目前為止尚無準(zhǔn)確的測(cè)定，如果是以礫石為主的濕地床，歐洲人建議取103m/s，而美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為Ks不宜大于104m/s。一般認(rèn)為當(dāng)濕地床中的滲流雷諾數(shù)Re大于1～10時(shí)，水流變?yōu)槲闪鳎藭r(shí)不宜用Darcy定律來描述了，尤其是當(dāng)采用的填料粒徑較大時(shí)，則需要考慮水流的擾動(dòng)作用了。此時(shí)宜用Ergun公式來描述[8,10]，即：2．濕地床表面積的確定。濕地的表面積As可用下計(jì)算[8]：式中KT與溫度的關(guān)系為。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道和實(shí)際試驗(yàn)，某一特定SFS系統(tǒng)的K20與床體填料的孔隙率n有關(guān)，關(guān)系式為，對(duì)典型城市污水取K0=，高濃度有機(jī)工業(yè)廢水K0=。英國(guó)人Kitkutb推薦用下列公式計(jì)算表面積：。附－符號(hào)說明：Ac，As—濕地床的橫截面積，表面積，m2； Se，So—進(jìn)水、出水BOD5，mg/L； Q—平均設(shè)計(jì)流量，m3/d； Ks—滲透系數(shù)，m3/(m2d)；K20，KT—溫度20℃，T℃時(shí)的速率常數(shù)，d1；Ko—某一填料中植物根系充分發(fā)展后的最佳速率常數(shù)，d1； L—濕地床長(zhǎng)度，m； W—濕地床寬度，m； D—濕地床深度，m； S—底坡或水力坡度。由上述各式，即可確定濕地床的基本尺寸。濕地床長(zhǎng)度通常定為20～50m，過長(zhǎng)易造成濕地床中的死區(qū)，且使水位難于調(diào)節(jié)，不利于植物的栽培。床橫截面面積與溫度、有機(jī)負(fù)荷無關(guān)，只受填料的水力學(xué)特性影響。在借鑒有關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上人們建議，通過填料橫截面的平均流速Q(mào)/，以避免對(duì)填料根莖結(jié)構(gòu)的破壞。3．濕地床深度的確定。濕地床的設(shè)計(jì)深度，一般要根據(jù)所栽種的植物種類及其根系的生長(zhǎng)深度來確定，以保證濕地床中的必要的好氧條件。對(duì)于蘆葦濕地系統(tǒng)，用于處理城市或生活污水，～；而用于較高濃度有機(jī)工業(yè)廢水的處理時(shí)，～。為保證濕地深度的有效使用，在運(yùn)行的初期應(yīng)適當(dāng)將水位降低以促進(jìn)植物根系向填料床的深度方向生長(zhǎng)，濕地床的底坡一般在1%或稍大些，最大可達(dá)8%，具體應(yīng)該根據(jù)填料性質(zhì)及濕地尺寸加以確定，如對(duì)以礫石為填料的濕地床，其底坡一般可取2%。表2[7]為深圳白泥坑人工濕地系統(tǒng)各單元的設(shè)計(jì)參數(shù)。表2 深圳白泥坑人工濕地系統(tǒng)各單元的設(shè)計(jì)參數(shù) 項(xiàng)目 單元 長(zhǎng)/ 個(gè)數(shù) m寬/ m碎石粒徑/ 碎石層厚/ mmcm池底坡度/ %水力負(fù)荷/(m3/m3d)第一級(jí) 3 42 1050 40100 1， 第二級(jí) 2 47 1030 50120 ， 第三級(jí) 3 30 190（停留4天）第四級(jí) 3 54 19 510 60100 ，1， 進(jìn)出水系統(tǒng)的布置濕地床進(jìn)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證配水的均勻性，一般采用多孔管或三角堰等。多孔管可設(shè)于床面上或埋于床面以下，埋于床面下的缺點(diǎn)是配水調(diào)節(jié)較為困難。多孔管設(shè)于床面上方時(shí)，以防床面淤泥和雜草積累而影響配水。同時(shí)應(yīng)定期清理沉淀物和雜草等，保證系統(tǒng)配水的均勻性。系統(tǒng)的進(jìn)水流量可通過閥或閘板調(diào)節(jié)，過多的流量或緊急變化時(shí)應(yīng)有溢流、分流措施。濕地出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可采用溝排、管排、井排等方式，合理的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮受納水體的特點(diǎn)、濕地系統(tǒng)的布置及場(chǎng)地的原有條件。為有效地控制濕地水位，一般在填料層底部設(shè)穿孔集水管，并設(shè)置旋轉(zhuǎn)彎頭和控制閥門。對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)，進(jìn)、出水管的設(shè)置須考慮防凍措施，并在系統(tǒng)的必要部位設(shè)置控制閥和放空閥。 濕地的水位控制通常，濕地進(jìn)水的水位是不變的，為使污水在床體內(nèi)以推流式流動(dòng)，須對(duì)床層的水位加以控制。通常，SFS系統(tǒng)對(duì)水位的控制有幾點(diǎn)要求：①在系統(tǒng)接納最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，濕地進(jìn)水端不出現(xiàn)雍水，以防發(fā)生表面流；②在系統(tǒng)接納最小設(shè)計(jì)流量時(shí)，出水端不出現(xiàn)填料床面的淹沒，以防出現(xiàn)表面流；③為了利于植物的生長(zhǎng)，床中水面浸沒植物根系的深度應(yīng)盡量均勻，并盡量使水面坡度和底坡基本一致[7]。當(dāng)出水端控制水面時(shí)，床堤的底坡選擇對(duì)工程造價(jià)和水流流態(tài)有較大影響。因此，濕地床的底坡應(yīng)盡可能地與床體的水面線坡度一致，且濕地床的長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，過長(zhǎng)易增加植物浸沒深度的不均勻性，同時(shí)水流易形成大片的死區(qū)，將增加出水端水位控制的難度。 防止地下水污染為防止?jié)竦叵到y(tǒng)因滲漏而造成地下水污染，要求在工程時(shí)盡量保持原土層，并在原土層上設(shè)置防滲層。防滲層的設(shè)置方法有多種，～，或油毛氈密封鋪墊等，為防止床體填料尖角對(duì)薄膜的損壞，施工時(shí)可在塑料薄膜上預(yù)鋪一層細(xì)砂。存在的問題與研究設(shè)想在我國(guó)，人工濕地污水處理技術(shù)還處于開發(fā)階段，還沒有成熟的設(shè)計(jì)參數(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)也還處于試驗(yàn)階段，其中存在的很多問題都有待研究和解決。 存在的問題人工濕地污水處理技術(shù)中存在的問題可以概述如下：（1）人工濕地的基質(zhì)種類比較單一，只有土壤、礫石和沙等幾種，難以處理特殊污染物的水體，而且基質(zhì)中的某些化學(xué)組成還可能抑制水體中某些污染物的去除。（2）人工濕地植物種類單一，常用的濕地植物主要為蘆葦、菖蒲、香蒲等挺水植物，實(shí)際應(yīng)用中只選用其中的一種或幾種植物，這樣必然影響系統(tǒng)的處理效果。（3）關(guān)于人工濕地去除污染物機(jī)理的研究雖然取得了很大的進(jìn)展，但總體上看還無法為其工藝設(shè)計(jì)提供有力的理論指導(dǎo)，有待進(jìn)一步深入，特別是對(duì)水體中主要污染物如N、P 元素及重金屬元素的去除機(jī)理尚不十分清楚。（4）污水在人工濕地中運(yùn)行情況相當(dāng)復(fù)雜，給人們對(duì)其水力學(xué)特征的研究帶來了很大困難，一些工藝參數(shù)只能依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因而導(dǎo)致了系統(tǒng)水力學(xué)設(shè)計(jì)不合理，出水效果不理想。（5）目前關(guān)于人工濕地污染物降解動(dòng)力學(xué)的研究雖已取得一定進(jìn)展[11,12]，但采用的模型都是濕地床的靜態(tài)宏觀模型，沒有考慮傳質(zhì)效率，即沒有考慮污染物從液相遷移到生物膜過程中的阻力，難以反映人工濕地的真實(shí)情況。（6）人工濕地類型單一，對(duì)含特殊污染物或污染負(fù)荷比較高的水體難以達(dá)到處理效果。第三篇：人工濕地污水處理技術(shù)研究進(jìn)展人工濕地污水處理技術(shù)研究進(jìn)展［摘要］文章對(duì)人工濕地污水處理技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，闡述了人工濕地污水處理技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容及進(jìn)展，包括人工濕地對(duì)污染物的去除機(jī)理、去除效率研究，影響人工濕地處理效率的因素研究。根據(jù)人工濕地在污水處理中的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，指出了今后的研究 方向。［關(guān)鍵詞］人工濕地；污水處理；研究進(jìn)展［中圖分類號(hào)］X52 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］C ［文章編號(hào)］1002－0624（2011）06－0052－03 濕地是地球上水陸生態(tài)系統(tǒng)中獨(dú)特的、重要的生物生存環(huán)境和最富生物多樣性的自然生態(tài)景觀之一。它在抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、改善氣候、控制污染、美化環(huán)境和維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡等方面具有非常重要的作用，被譽(yù)為“自然之腎”。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀概述1953 年，德國(guó)Max Planck Seidel 博士在研究中發(fā)現(xiàn)蘆葦能夠去除污水中大量的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)，隨后開發(fā)出Max—Planck Institute Process 系統(tǒng)。1977 年由 Kickuth 提出了“根區(qū)法”(采用栽種蘆葦?shù)乃綕摿鳚竦厥褂袡C(jī)物降解，硝化反硝化去除N，沉淀去除P)，標(biāo)志著人工濕地污水處理機(jī)理的初步萌芽。與此同時(shí)，美國(guó)的國(guó)家空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)了“厭氧微生物和蘆葦處理污水”復(fù)合系統(tǒng)。此后，人工濕地處理污水技術(shù)不斷完善，并于20 世紀(jì)80，90 年代在歐洲、美國(guó)、加拿大、日本等地得到了廣泛的應(yīng)用。按照工程設(shè)計(jì)和水體流態(tài)的差異，人工濕地污水處理系統(tǒng)可以分為表面流濕地、水平潛流濕地和垂直流濕地3 種主要類型，各類型在運(yùn)行、控制等方面的諸多特征存在著一定的差異。其中，表面流濕地不需要砂礫等物質(zhì)作填料，造價(jià)較低，但水力負(fù)荷較低，該類型在美國(guó)、加拿大、新西蘭、瑞典等國(guó)有較多分布。水平潛流濕地的保濕性較好，對(duì)有機(jī)物和重金屬等去除效果好，受季節(jié)影響小，目前在歐洲、日本應(yīng)用較多。垂直流濕地綜合了前兩者的特點(diǎn)，但其建造要求較高，至今尚未廣泛使用。早期的人工濕地主要用于處理城市生活污水或二級(jí)污水處理廠出水，目前已被國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者或工程技術(shù)人員，經(jīng)過工藝改進(jìn)或者與其他系統(tǒng)進(jìn)行組合后用于農(nóng)業(yè)面源污染、城市或公路徑流等非點(diǎn)源污染的治理[2]。此外，最近發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到利用人工濕地處理特殊工業(yè)廢水方面。將人工濕地用于處理特殊工業(yè)廢水，這是人工濕地未來發(fā)展的一個(gè)新特點(diǎn)和趨向[3]。我國(guó)進(jìn)行濕地處理系統(tǒng)研究較晚，在“七五”期間才開始了人工濕地研究工作，仍處于起步階段。目前人工濕地的研究和應(yīng)用正方興未艾。繼天津市環(huán)保所建成的我國(guó)第一個(gè)蘆葦濕地工程之后，1989 年于北京昌平區(qū)、1990 年于深圳白泥坑等地建成了濕地處理