人工湿地水净化系统

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1、人工湿地水净化系统一理论基础1．湿地的概念及作用湿地是指不问其天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有静止或流动、咸水或淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6米的水域。因此，湿地不仅仅是我们传统认识上的沼泽、泥炭地、滩涂等，还包括河流、湖泊、水库、稻田以及退潮时水深超过6米的海水区。湿地是水陆系统相互作用形成的独特生态系统，具有季节性或常年积水，生长或栖息喜湿动植物等基本特征，是自然界最富生物多样性和生态功能最高的生态系统，被喻为“地球之肾”。联合国环境署2002年的研究数据表明，一公顷湿地生态系统每年创造

2、的价值高达1.4万美元，是热带雨林的7倍，是农田生态系统的160倍。湿地国际组织将每年的2月2日定为世界湿地日。2．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，使根在厌氧环境中生长；三是增加或稳定土壤的透水性。二人工湿地1.人工湿地的概念人工湿地概念是，由人工建造和监督控制，充分利用

3、湿地系统净化污水能力的特点，通过自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合组成填料床，污染水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动，或在床体表面流动。在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高的水生植物（如芦苇等），形成一个独特的动植物生态环境。2.人工湿地的分类人工湿地因水流方式差异可分为以下3类：表面流湿地（SurfaceFlowWetlands缩写为SFW）：废水在填料表面漫流，它与自然湿地最为接近，绝大部分有机物的去处是由长在植物水下茎、杆

4、上的生物膜来完成。这种湿地不能充分利用填料层极丰富的植物根系，卫生条件也不好，故设计中一般不采用。潜流湿地(SubsurfaceFlowWetlands缩写为SSFw)：水在填料表面下渗流，因而可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他各种作用处理废水，而且卫生条件较好，故被广泛采用。立式流湿地(VerticalFlowWetlands缩写为VFW)：水流动况综合了SFW和SSFW的特点，但其建造要求高，易滋长蚊蝇，目前亦不多用。3.人工湿地的组成人工湿地主要由五部分组成：一是具有各种透水性的基质，如土壤、砂、砾石；二是适于在饱和水和厌

5、氧基质中生长的植物，如芦苇等；三是水体(在基质表面上或下流动的水)；四是无脊椎或脊椎动物；五是好氧或厌氧微生物种群。4.人工湿地的特点人工湿地处理系统的特点是：建造和运行费用便宜；易于维护，技术含量低；可进行有效可靠的废水处理；可缓冲对水力和污染负荷的冲击；可产生效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动植物栖息、娱乐和教育。对污染水进行处理。5.人工湿地的不足人工湿地处理系统的不足之处是：占地面积大；不精确的设计运行参数；生物和水力复杂性及对重要工艺动力学理解的缺乏；易受病虫害影响。6.人工湿地技术的发展第一个人工湿地的试验始于

6、1974年，是在西德进行的,运行结果相当理想。我国在“七五”期间开始了人工湿地的研究。三工程实例1.南京市建邺区南胡公园南湖公园湖泊面积约5.6万㎡。距离湖岸边3米处将建立环湖雨水收集渠，收集渠底部铺垫鹅卵石和粗沙，靠湖一侧留有出水孔，经鹅卵石和粗沙过滤后的雨水经出水孔流到人工湿地；在距离河岸3米范围内种植40㎡的香蒲、36㎡的水葱、72㎡的狭叶子大功劳及54㎡的睡莲等多种植物，再次对雨水进行净化，经过净化后的雨水流入南湖。人工湿地总面积约4000㎡。另外，人工湿地与自然湖泊之间有近1米的落差，建成人工叠层瀑布，通过大型水泵将湖水抽到湿

7、地，过滤、净化后的水又以瀑布的形式流入湖中。2.上海市徐汇区爱建园小区面积在100多㎡，在局部范围内具有净化功能的小型“人工湿地园林”“上海湿地资源在城市绿化建设的应用途径研究”课题负责人崔心红博士介绍，水体的设计采用“复合垂直流”结构，分为具有落差的两个部分。水池最上层铺设扎有距离不等的小孔的水管，水下的第二层是40公分的砂层，最下层则是10公分的砾层，这个系统有助于水体流动，保持水体洁净。在第二层的砂层，种植着根系发达的水生美人蕉、小香蕉、欧洲芦荻、千屈菜等水生植物，与水中的小动物、微生物之间形成食物链，以净化水质。3.汉阳小莲花湖

8、建成运转的汉阳小莲花湖边1200㎡的人工湿地，该人工湿地由中科院水生所主持修建。湿地中栽种有美人蕉、鸢尾等水生植物。每日可处理600立方米湖水，原属劣五类的湖水经过湿地的净化后，将达到三类水体水质要求。4.