人工湿地原理及工程案例

原水（水质Ⅰ级A/B）人工湿地系统清水（地表环境水Ⅳ/Ⅲ类水体）人工湿地系统主要技术类型植物滤床潜流人工湿地表面流人工湿地稳定塘沉水植物塘挺水植物塘人工浮岛水质指标CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)原水水质＜50＜10＜5.0＜15＜0.5地表Ⅳ3061.51.50.3地表Ⅲ2041.01.00.2人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，以结构与功能相协调为原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。人工湿地的植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。湿地植物在控制水质污染，降解有害物质上也起到了重要的作用。湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。通过这一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。植物滤床—植物滤床是一种新型的人工湿地系统，床体内不填填料，床体和水深较浅。该系统首先通过水生植物的立体网状根系滤层，将悬浮物等杂质去除，然后通过植物吸收作用和附着在植物根系上的微生物对水体中的氮磷和有机污染物物进行吸收、降解，形成一个由水生植物、微生物构成的高效生态净化系统。植物滤床技术简介潜流湿地—原水自顶部进入潜流湿地，均匀的流过湿地内部的生态填料后，自底部排出潜流湿地；在这个过程中通过顶部种植的挺水植物、植物根部和生态填料表面附着的微生物的共同作用，实现了水质净化的目的。在潜流湿地上半部，由于有大气复氧和植物根系传氧作用的存在，微生物以好氧形式为主降解水中的污染物：硝化菌在好氧条件下，将污水中的氨态氮氧化为亚硝酸态氮或硝酸态氮，好氧异养型微生物在好氧状态下，降解污水中的绝大部分有机物。在潜流湿地下半部，随着溶解氧含量的降低，生化作用逐渐以缺氧和厌氧为主，在这个过程中能使部分硝态氮还原为氮气得到去除。潜流湿地技术简介表流湿地—通常是利用天然沼泽、废弃河道等洼地改造而成的，填以渗透性良好的土壤，生长着各种挺水、沉水植物，污水以比较缓慢的流速和较浅的水深流过土壤表面，经过表面流人工湿地系统中各种生物、物理、化学作用，从而得到净化。稳定塘—较深（一般为2~3m），整个塘基本上呈厌氧状态，在厌氧条件下，进水中所携带的有机氮在氨化菌的作用下转变为氨氮，为后续的硝化反应做准备。同时在塘内产酸菌的作用下，进水中的大分子有机物进行水解，转化为简单的有机物，提高了污水的可生化性。污水进入稳定塘后，由于流速降低，部分固体悬浮物在重力作用下沉于塘底，稳定塘还起到截留悬浮物的作用，避免了后续潜流湿地的堵塞。表流湿地技术简介稳定塘技术简介沉水植物塘—在沉水植物塘中科学配置黑藻、苦草等沉水植物进一步吸收水体中的营养物质，包括氮、磷等，使污水得到进一步净化。沉水植物全部生长在水下，其通过光合作用释放的氧气会全部溶解在水中，所以其为水体供氧的作用大大超过其它水生植物，同时，沉水植物不会阻挡阳光，阳光的充分照射，会使开阔水面的表层发生光催化氧化作用，提高污染物的去除效果；另一方面，沉水植物本身具备较大的比表面积，这就为水中的微生物提供了更多的附着空间，当原水均匀、缓慢的流过沉水植物时，在沉水植物和微生物的共同作用下，水质得到深度净化。挺水植物塘——通常是利用天然沼泽、废弃河道等洼地改造而成的，填以渗透性良好的土壤，生长着各种挺水植物，污水以比较缓慢的流速和较浅的水深流过土壤表面，经过系统中各种生物、物理、化学作用，从而得实现水质净化。沉水植物塘技术简介挺水植物塘技术简介生物浮岛——生物浮岛利用挺水、浮水、浮叶植物进行有机组合的生物浮床，以组合式生物浮床作为载体，种植到富营养化水体的水面，通过植物根部的吸收和吸附作用，削减富集水体中的氮磷及有机物质，从而达到净化水质的效果。处理规模：300000m³/d进水水质：污水处理厂排出水一级A标准出水水质：地表环境水Ⅳ类水体标准占地面积：13000亩主体工艺：多级表流湿地项目简介：本工程主要是通过建设砌石坝、溢流堰、围堰、布水渠等方式对上游陷泥河和南涑河来水进行科学配置，在过水区域内种植芦苇、蒲草、莲藕等水生植物强化生态功能，有效提高湿地自净能力，达到深度净化的目的。该工程将有效净化淮河流域水质、确保水质达标，对营造湿地景观、改善两岸生态环境、实现经济社会可持续发展具有重要意义。亚洲最大的人工湿地淮河流域水污染防治亮点工程武河万亩人工湿地工程生物浮岛技术简介规划面积：500亩处理水量：4万吨/天处理工艺：上行垂直潜流+表流水力停留时间：6天水力负荷：1.0m³/（㎡.d）建设内容：布水渠、潜流湿地、表流湿地、叠水堰、溢流堰等“南水北调”国家海河流域水污染防治重点工程夏津三支渠青年河湿地处理规模：50000m³/d进水水质：污水处理厂排出水一级A标准出水水质：地表环境水V类水体标准占地面积：280亩主体工艺：潜流湿地+表流湿地项目简介：本工程的实施有效保护了生态工业园区附近水体水质，在一定程度上加大了当地水系的自然承载能力，为园区健康、快速发展奠定了坚实的基础。生态公园项目东营港规划面积：200亩处理水量：1.6万吨/天处理工艺：垂直潜流+表流水力停留时间：7天水力负荷：1.0m³/（㎡.d）建设内容：配水系统、生物滞留塘、大气复氧塘、垂直潜流湿地、表流湿地、集水系统“南水北调”国家海河流域水污染防治重点工程谷神人工湿地德州处理规模：40000m³/d占地面积：240亩主体工艺：潜流湿地+表流湿地进水水质：污水处理厂排出水一级A标准出水水质：地表环境水Ⅳ类水体标准项目简介：本工程的建设和运营可明显改善污水处理厂排出水水质，有效保证了当地水体水质，并带动了周边经济的发展。本工程通过建设潜流湿地、跌水堰、亲水汀步等设施，可形成大美的湿地景观，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。海河流域水污染防治重点工程齐河晏黄沟人工湿地工程·规划面积5400亩·采用多种湿地形势营造一个复合、可持续的湿地系统·最大限度地发挥湿地的净水、应急、蓄洪、生物多样化作用·完善湿地的游憩功能，为市民提供一处生态休闲的郊野公园生态、产业、可持续、大美汤河河道走廊湿地临沂适用于农村生活污水畜禽养殖废水饮用水源地保护高速公路服务区污水生态法污水处理技术-利用阳光、空气、水生植物、生态填料和微生物的共同作用，通过人工强化手段，实现水质净化目的。生态土壤渗滤床—是远浪潮环保集团（FurtherTideEPGroup）以多年水处理工程实践为基础；以专利技术高效潜流湿地为参照；以效法自然、日常无需维护管理为根本出发点；以低能耗、智能化、高效去除水中污染物为目标来进行研发的。它是一种利用土壤－植物－微生物系统的物理、化学和生化作用，对污水进行高效净化处理的生态渗滤床。的生态水处理技术生态法污水处理技术优势运行成本低噪音低维护管理简单系统运行稳定可回用变废为宝可提升景观机械设备少出水水质好景观效果好生态土壤渗滤床技术简介生态污水处理技术简介预处理设施—是为了保障后续处理单元更为高效的工作而设置的，水解酸化反应是其内部最主要的反应类型。水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。生态土壤渗滤床结构分层示意图预处理设施结构示意图预处理设施技术简介生态土壤渗滤床技术简介FTBR反应器（FurtherTideBiologicalReactor）—又称流离速分反应器，是将流离原理与生物处理技术相结合形成的新型污水处理技术。流离速分具有两方面的含义：其一是指通过流离作用，将污水中的悬浮颗粒，在固液界面上快速富集；其二是指污水中的有机物可快速分解。该技术的核心材料是所谓的“流离速分球”，流离速分球是以一定粒径（大颗粒，平均粒径为25mm）的火山岩石料经粘结形成直径为100mm的球形多孔载体。FTBR反应器技术简介农村生活污水处理成功案例“流离速分球”在工程应用中球体呈梅花状排列，球体之间形成大孔道，成为水流与气流通过的主通道，球体间最大孔径可达24mm，球体间孔隙率为38%。在球体内部是由许多近似为球形的石料粘结形成，骨料的当量粒径约为20.5～26.7mm。经实测“流离速分球”内部的孔道最大孔径约为5mm。球体内部孔隙率为40%～44%。整个“速分球”的堆积体系中孔隙率可达到68%左右，这为水、气流动提供了理想的通道，同时又提供了大量的微生物生存空间。经实测与计算，每立方“速分球”堆积体积中提供125m2～150m2的表面积，供微生物附着。在流离速分生物污水处理技术中速分球底部需要曝气。曝气有两个主要目的：一是为系统中的微生物提供降解有机物所需要的溶解氧；二是在水流慢速流动的条件下，依靠上升气泡的推动作用在速分球内形成流离作用。名称CODcrBOD5SSNH3-NPH进水水质≤400≤200≤220≤30≤6-9进水水质名称CODcrBOD5SSNH3-NPH进水水质≤50≤10≤10≤5≤6-9出水水质选用工艺陕西桃花谷农村污水生态法处理工程处理规模：150m³/d污水类型：农村散排生活污水主体工艺：预处理+生态土壤渗滤床项目简介：桃花谷位于陕西省商洛市丹凤县竹林关镇，有“陕南集镇的明珠”之誉。本工程的建设和运营使该地排出的生活污水全部回用于村镇景观用水和桃林灌溉，取得了良好的社会效益和经济效益。单位：mg/L单位：mg/L预处理生态土壤渗滤床邛崃伊利牧场养殖废水生态处理项目处理规模：20000m³/d污水类型：养殖废水主体工艺：预处理+厌氧反应器+FTBR反应器+生态土壤渗滤床项目简介：本工程的进水为固液分离后的养殖废水，本工程的建设和运营有效保护了当地水体的水质安全，进而有效的保护了牧场的自然生态条件，实现了邛崃伊利牧场生态养殖的可持续发展目标。养殖废水处理成功案例高速公路服务区污水处理成功案例名称CODcrBOD5NH3-NTP进水水质4001801005出水水质＜50＜10＜5＜0.5去除率＞85.7％＞91.6％＞80.0％＞90.0％单位：mg/L进出水对比：名称CODcrBOD5NH3-N进水水质6000-120004100-8200800-900出水水质＜50＜10＜5单位：mg/L西宝高速眉县服务区污水生态处理及回用工程处理规模：240m³/d污水类型：高速服务区污水主体工艺：预处理+生态土壤渗滤床项目简介：本工程利用人工强化技术，在生态床中形成一个由多种生物组成的生态平衡系统，通过光合作用和生化作用，污染物被逐级降解在这个系统中。本工程出水全部回用于服务区内绿化用水，冲厕水，道路喷洒等。本工程无需维护管理、出水水质好、能耗低。饮用水源地保护成功案例名称CODcrBOD5SSNH3-NPH进水水质≤400≤200≤220≤30≤6-9进水水质名称CODcrBOD5SSNH3-NPH进水水质≤20≤4-≤1.0≤6-9出水水质北京密云水库饮用水源地水资源保护示范工程处理规模：200m³/d污水类型：水源地附近散排污水主体工艺：预处理+生态土壤渗滤床+表面流人工湿地项目简介：密云水库是北京市一级饮用水源地，解决周边村镇分散型污水的污染问题是饮用水源地保护的重要课题。本工程依托地形优势，采用生态土壤渗滤床水处理技术，日处理散生活污水200吨，出水达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2001)Ⅲ类水水质标准。预处理生态土壤渗滤床表面流湿地水库单位：mg/L单位：mg/L