教你一种重要的污水处理技术—人工湿地

1、概述
    人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种污水处理技术，它是根据自然湿地模拟的人工生态系统，是一种由人工制造和监督控制的、类似沼泽的地面，利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用，按水流方式可分为水平潜流湿地、垂直潜流湿地、和表面流人工湿地，可作为农村生活污水处理后的深度处理技术。
类型和结构
    所谓的人工湿地污水处理系统，是将污水有控制地投配到人工构筑的湿地上，利用土壤、植物和微生物的联合作用处理废水的一种处理系统，可分为三种类型：表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。如图1-1至1-3。

图1-1  表面流人工湿地结构示意图


图1-2  水平潜流人工湿地示意图结构示意图



图1-3  垂直潜流人工湿地结构示意图

    2、设计事项
    人工湿地的设计应参考《人工湿地污水处理工程技术规范》（HJ2005-2010）及《建筑给水排水设计规范》（GB50015），在农村环境综合整治生活污水处理工程设计中，应着重考虑以下内容：
    （1）潜流湿地几何尺寸设计应符合：长宽比宜控制在3：1以下，水深宜为0.4m~1.6m，水力坡度宜为0.5%~1%；水平潜水人工湿地单元面积宜小于800m2，垂直潜流人工湿地单元面积宜小于1500m2；
    （2）表流湿地几何尺寸设计应符合：长宽比宜控制在3：1~5：1,当区域受限，长宽比大于10：1时，需要计算死水曲线；水深宜为0.3m~0.5m；水力坡度宜小于0.5%；
    （3）人工湿地进水水质原则上要求：SS≤80mg/L、CODcr≤200mg/L、BOD5≤80mg/L；
    （4）穿孔管的长度应与人工湿地单元的宽度大致相等。管控密度应均匀，管孔间距不宜大于人工湿地单元宽度的10%；
    （5）穿孔管周围宜选用粒径较大的基质，其粒径应大于管穿孔孔径；
    （6）人工湿地出水应设置排空设施；
    （7）潜流人工湿地底部应设置清淤装置；
    （8）潜流人工湿地基质层的初始空隙率宜控制在35%~40%，厚度应大于植物根系所能达到的最深处；
    （9）人工湿地宜选用耐污能力强、根系发达、去污效果好、具有抗冻及抗病虫害能力、有一定经济价值、容易管理的本土植物；
    （10）种植土壤的质地宜为松软粘土~壤土，土壤厚度宜为20cm~40cm，渗透系数宜为0.025cm/h~0.35cm/h；
    （11）防渗层可采用黏土层、聚乙烯薄膜及其他建筑工程防水材料，可参照CJ117执行；
    （12）管材选用PVC或PE管时，应按GB/T13663规定执行，阀门选用应满足耐腐蚀性强、密封性好、操作灵活等要求。
    3、施工事项
    人工湿地的施工应参考《人工湿地污水处理工程技术规范》（HJ2005-2010），在农村环境综合整治生活污水处理工程施工中，应着重考虑以下内容：
    ①工程施工单位应具有国家相应的工程施工资质，除遵守相关的施工技术规范之外，还应遵守国家有关部门颁布的劳动安全及卫生、消防等国家强制性标准；
    ②管道工程的施工和验收应符合GB50268的规定；混凝土结构工程的施工和验收应符合GB50204的规定；构筑物的施工和验收应符合GBJ141的规定；设备安装应符合GB50231的规定；
    ③潜流人工湿地周边坡度宜采用夯实的土壤构建，坡度宜为4：1~2：1；
    ④基质应进行级配、清洁，保证填筑材料的含泥量和填料粉末含量小于设计要求值；
    ⑤人工湿地防渗材料采用聚乙烯膜时，应由专业人员用专业设备进行焊接，焊接结束后，需进行渗透试验。
    4、经济指标
    ①经济指标
    人工湿地的运行包括水生植物的重新种植、杂草的去除和沉积物的挖掘等，一般运行费用不高于0.1元/m3。
    ②处理效果
    人工湿地处理效果如表4-1。想获取更多的资料请访问易净水网
表4-1  人工湿地系统污染物去除率（单位：%）

    5、运行管理
    人工湿地的运行管理应参考《人工湿地污水处理工程技术规范》（HJ2005-2010），在农村环境综合整治生活污水处理工程运行管理中，应着重考虑以下内容：想获取更多的资料请访问易净水网
    ①工程的运行应符合CJJ60中的有关规定，同时还应符合国家有关标准的规定；
    ②操作人员应按规程进行系统操作，并定期检查设备、构筑物、电器和仪表的运行情况；
    ③应定期检测进出水水质，并定期对检测仪器、仪表进行校检；
    ④人工湿地运行中应适时的进行水位调节；
    ⑤人工湿地在低温环境运行时，可采用的措施：做好人工湿地的保温措施，保证水温不低于4℃；定期做人工湿地的冻土深度测试，掌握人工湿地系统的运行状况；强化预处理，减轻人工湿地系统的污染负荷；
    ⑥潜流人工湿地运行防堵塞可采用的措施：控制污水进入人工湿地系统的悬浮物浓度；定期启动清淤；适当的采用间歇运行方式；局部更换人工湿地系统的基质。