（完整版）2023年最新版江浙沿海地区某工业区污水处理站及人工湿地设计.doc

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1、目 录1 总论11.1 项目概况11.2 项目背景11.3 编制依据21.4 编制原则31.5 编制范围41.6 主要技术经济指标52 区域概况62.1 自然条件62.1.1 地形地貌62.1.2 气象62.1.3 水文72.1.4 土壤及植被72.2 社会经济概况82.3 工业区供排水现状及规划82.3.1 供水现状及规划82.3.2 排水现状及规划83 处理规模及设计水质现场调查103.1 处理规模103.2 设计水质现场调查103.2.1基本现状103.2.2污水水质分析103.2.3工业废水与生活污水比例123.2.4进水水质的确定133.2.5出水水质的确定及处理程度134 人工湿地

2、工艺介绍及工艺对比154.1人工湿地工艺154.1.1人工湿地的概念154.1.2人工湿地的构造154.1.3人工湿地的类型164.1.4人工湿地净化机理174.1.5国内外湿地技术应用现状194.1.6 深圳碧园环保技术有限公司人工湿地应用实例204.2 工艺对比305 工艺流程论述325.1 工艺流程325.2 工艺说明335.3 各处理单元污染物去除率386 工艺设计396.1 主要构筑物设计396.2 辅助建筑物设计496.3 主要构（建）筑物及工艺设备一览表507 总图设计527.1 总平面布置527.2 竖向布置548 建筑设计558.1 设计参数558.2 建筑风格及立面559

3、结构设计569.1 场地工程地质条件569.1.1 场地地层组成569.1.2 场地水文地质条件579.2 工程抗震589.3 构（建）筑物结构589.4 主要工程材料5810 电气及自控设计5910.1 设计内容及范围5910.2 负荷计算5910.3 变配电设计6010.4 防雷与接地6110.5 自控设计6111 投资估算6312 工程经济6512.1 劳动定员6512.2 运行成本分析6513 结论及建议6713.1 结论6713.2 建议6714 附图67 第 36 页1 总论1.1 项目概况项目名称：XX市XX镇XX污水处理厂工程建设性质：新建建设地点：XX市XX镇XX工业区西北角

4、建设单位：XX市XX镇人民政府工程规模：近期2000 m3/d，远期4000 m3/d占地面积：9521.8 m2服务范围：XX工业区进、出水水质：污水厂进水为XX工业区的生活污水及工业废水，且工业废水主要以生活污水为主；出水水质指标达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中的一级A标准。处理工艺：“水解调节池+一体化高效生物化学处理池(一体化A2/O池+混凝沉淀)+垂直流人工湿地”1.2 项目背景XX工业区位于XX镇北端，南江北岸，黄山村以南。占地面积58.8466公顷，其中建设用地面积58.1746公顷，工业用地面积48.8127公顷，占建设用地面积的83.91%。XX

5、工业区开发定位以工艺美术及文化主导的环保达标企业为主；控制高耗电、高耗水等浪费资源的项目；限制社会效益不高的项目，塑造环境优美的新型工业功能区。根据定位，目前工业区引进企业协议用地面积36.94公顷，工业区内道路基本已施工完成，随着工业区的发展，企业将大量入驻，而工业区内目前尚无污水处理设施，产生的大量工业废水将污染附近水体，破坏周边生态环境。因此，XX污水处理厂的建设迫在眉睫。1.3 编制依据1、政策法规(1) 城市污水处理及污染防治技术政策城建2000124号(2000年6月)(2) 中华人民共和国环境保护法(2014年4月)(3) 中华人民共和国水污染防治法(2008年2月)(4) 中华

6、人民共和国水污染防治法实施细则(2000年3月)(5) 建设项目环境保护管理条例(1998年11月)2、标准规范(1) 地表水环境质量标准(GB38382002)(2) 污水综合排放标准(GB8978-1996)(3) 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)(4) 城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ3025-93)(5) 污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999)(6) 城市污水再生利用 城市杂用水水质(GB/T18920-2002)(7) 室外排水设计规范GB50014-2006(2014年版)(8) 室外给水设计规范(GB50013-2006)(9) 人工湿地

7、污水处理工程技术规范(HJ 2005-2010)(10) 建筑给水排水设计规范GB50015-2003(2009年版)(11) 建筑结构荷载规范(GB50009-2001)(12) 混凝土结构设计规范(GB50010-2002)(13) 厂矿道路设计规范(GBJ22-87)(14) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)(15) 水工混凝土结构设计规范(SL 191-2008)(16) 建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)(17) 采暖通风及空气调节设计规范(GB50019-2003)(18) 建筑设计防火规范(GB50016-2006)(19) 供配电系统设计规范

8、(GB50052-2009)(20) 10kV及以下变电所设计规范(GB50053-94)(21) 低压配电设计规范(GB50054-2001)(22) 建筑防雷设计规范(GB50057-2010)(23) 电力装置的断电保护和自动装置规范(GB50062-92)(24) 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程(CECS117: 2000)(25) 建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)(26) 给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)(27) 恶臭污染物排放标准(GB14554-93)(28) 城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规范(CJJ60-94)(29) 工业

9、企业噪声设计控制规范(GBJ87-85)(30) 工业企业厂界噪声标准(GB12348-90)(31) 建筑照明设计规范(GB50034-2004)(32) 通用用电设备配电设计规范(GB50055-93)3、基础资料(1) XX市XX镇XX污水处理厂用地红线图（2014.3.11，浙江省XX市规划建筑设计院）(2) XX市XX镇人民政府XX镇XX污水处理厂项目环境影响报告书（2014年9月，浙江工业大学）(3) 关于XX市XX镇人民政府XX镇XX污水处理厂项目环境影响报告书审查意见的函（东环2014289号）(4) XX市XX镇XX污水处理厂工程岩土工程勘察报告(详细勘察)（2014年6月，

10、金华市大华勘察工程有限公司）(5) XX市XX镇XX污水处理厂工程可行性研究报告（2014年10月，中国市政工程中南设计研究总院有限公司）1.4 编制原则(1) 贯彻执行国家环境保护政策，符合国家有关法律、法规、标准、规范以及地方法规。(2) 参考工程前期工作成果，充分利用现有场地，对污水厂平面布置进行全面规划，使工程建设与城市发展相协调，做到既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。(3) 结合本工程实际情况，采用适宜的自动化仪表、设备及监测仪器，提高自动化管理水平和供电安全程度，以减轻工人劳动强度，改善劳动条件。(4) 通过技术经济论证，优化设计方案和设备选型，力求技术可靠、经济合理。(5)

11、在用地范围内，总平面布置力求经济、合理，并充分利用现有地形，在满足构筑物布置的同时，尽量使工程与周围环境协调一致。(6) 妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂、污泥和臭气，避免造成二次污染。(7) 结合工程所在地夏季主导风向的因素合理布置各建筑物，配电房位置尽量设在耗电量大的构筑物附近。(8) 力求处理工艺流程布置简单、畅顺，避免迂回反复，尽量减少管线长度，降低流程水头损失。1.5 编制范围XX市XX镇XX污水处理厂工程方案设计，处理规模2000 m3/d，设计内容包括总图设计、工艺设计、建筑设计、结构设计、电气设计、自控设计等。1.6 主要技术经济指标表1-1 主要技术经济指标表序号

12、指标名称单 位指 标备 注1处理规模m3/d2000粗格栅、提升泵池、细格栅、水解调节池、接触消毒池按远期一次性建成，处理规模4000 m3/d2总占地面积m29521.8含二期用地其中：人工湿地m230013运行天数d3654装机容量kW100.265有功功率kW60.426劳动定员人57工程总投资万元1571.298处理经营成本元/m31.342 区域概况2.1 自然条件2.1.1 地形地貌XX市属浙中丘陵盆地，地势东北高西南低，东北部为大盘山脉，北部属会稽山脉，山峰绵延，地势较高。中部和西南部为丘陵地区，沿XX南江和南江两岸有较大的河谷平原。XX市地貌类型以低山丘陵为主，约占全市面积的7

13、0%；其次为平原，约占全市面积的20%，地形较为平坦，大多坡度在3以下，占71.91%。2.1.2 气象XX市属亚热带季风气候，兼有盆地气候特征，湿润多雨，四季分明，光照充足。夏季常受太平洋副热带高压气团控制，冬季受西伯利亚冷气团影响。一般5、6月份多雨易涝，而秋季少雨易旱；79月份易受台风影响；45月份易受冰雹影响；无霜期为250天左右。根据XX市气象站的观测资料，基本气象参数如下：年平均气温 17.1极端最高气温 41.0(66.8.8)最热月平均气温 29.4(7月)极端最低气温 -10.3(77.1.6)最冷月平均气温 4.8(1月)年平均相对湿度 77%年平均气压 1005.9 mb

14、年平均降雨量 1352.6 mm年平均蒸发量 1336.0 mm年平均日照时间 2002.5 h全年主导风向 ESE、NW夏季最多风向 ESE冬季最多风向 WNW年平均风速 1.56 m/s历年最大风速 18 m/s历年静风频率 9.75%2.1.3 水文XX市水系呈树枝状，以北江（XX江）和南江为主干，从东到西贯穿全境。两江均发源于磐安县境内的大盘山脉，属钱塘江水系。有明显的山溪性河流特征，具有源短流急、河床比降大、降水量充沛、季节性变化大的特点。丰、平、枯水期水量差别大，丰水期水量大，遇暴雨易造成洪涝灾害；枯水期流量小，大部分河床暴露。南江是XX市南部最大的河流，发源于磐安县仰曹尖，境内长

15、72 km，集雨面积952 km2。南江水库以上河道坡降8.6%，水库以下河道坡度1.33%。多年平均流量23.51 m3/s，年径流量7.45亿m3。主流在徐宅乡长庚村入境后入南江水库；出水库经西堆、清潭至湖溪镇，名湖溪；经上田、夏溪滩、半傍山，纳屏岩山水至荆浦村，名荆溪；过横店经方家、夏源、后大路、马坊、下园畈，名延湾。纳柽溪经泉府、南马、XX、王坎头至南岸向西出境入义乌，由佛堂镇北汇入南江。南江水库位于横店上游18 km处，正常蓄水位以下库容9169万m3，主要功能为农灌和调峰发电，冬季非灌溉期南江水库基本无下泄流量。地下水沿南江河谷呈带状分布，补给水源为大气降水和南江水侧渗，属全新冲击

16、砂砾含水层，厚度2.56 m，堆积层在地貌上呈浅滩和漫滩，水量丰富，水质为重碳酸钙型，矿化度一般小于0.1 g/L，对混凝土无侵蚀性。2.1.4 土壤及植被XX土壤为红壤和黄壤，红壤主要分布在盘地内侧的缓坡台地及周缘的丘陵和低山坡地带，土壤呈酸性；黄壤主要分布在海拔600 m以上的低中山，表土有机质含量相对较高。XX主要植被为亚热带针叶林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、竹林、草丛及人工植被等，森林覆盖率45.5%。2.2 社会经济概况XX镇位于浙江省XX市西南部，距市区18公里，依山傍水，素有XX“歌山XX”的美誉。XX镇东临南市街道，南接永康市，西界义乌市，北与白云街道相连。2

17、003年10月8日，撤消画溪镇、黄田畈镇建制，合并成立为XX镇。全镇总面积120平方公里，下辖18个行政村，71个自然村，5.3万人口。耕地面积23945.3亩，山林面积129746亩。XX镇是XX乡镇企业发祥地，整个上世纪80年代，乡镇企业一直名列前茅，先后涌现了服装、绣花、塑料、中华结工艺品等特色行业和专业村，区域特色凸现，块状经济明显。近年来，镇党委、镇政府按照“接轨义乌、连接XX、做大镇区”的总体工作思路，抓住金义东快速通道规划建设的契机，构筑“一纵一横”交通枢纽工程，附之以康庄工程，着力构建便捷、快速的交通网络；工业功能区围绕“启动、扩大、完善”做好文章，全镇初步形成了XX工业功能区

18、、塑料工业功能区和洪塘工业功能区三个工业功能区齐头并进的工业发展格局。2.3 工业区供排水现状及规划2.3.1 供水现状及规划XX镇现有一座村级水厂黄田畈水厂，日供水能力2000 m3/d，水源为地下水，服务范围为XX镇区。工业区现状用水均来自水塘及地下水。根据规划，工业区用水量为0.56万 m3/d，水源为里山水库，给水管管径为DN200DN400。2.3.2 排水现状及规划1、排水现状目前，园区道路正在改造施工，雨、污管道同时进行施工建设，待道路建设完成后将形成完善的污水管网。园区内目前无污水处理设施，企业产生的污水就近排入水体。XX市顺达染整有限公司是目前园区内的排水大户，该公司主要从事

19、T/C化纤布的染整及加工业务。该公司原有一套处理规模2000 m3/d的废水处理设施，由于处理能力不足，将改造为处理规模3000 m3/d的废水处理设施，处理后自行排入南江，不排入市政污水管网。2、排水规划根据规划，工业区排水体制为雨、污分流制，雨水采用重力自流的方式排出，污水顺地势往下游排放至污水处理设施内。3 处理规模及设计水质现场调查3.1 处理规模根据XX市XX镇人民政府XX镇XX污水处理厂项目环境影响报告书、XX市XX镇XX污水处理厂工程可行性研究报告中对工程规模的论述，污水厂处理规模4000 m3/d，近期处理规模为2000 m3/d。3.2 设计水质现场调查3.2.1基本现状工业

20、园现进驻企业30多家，行业包括：红木加工、工艺饰品加工、文具工贸、科技能源、拉链加工、包装印刷及印染等7大行业。工业区现有人口4500人左右，当现有企业满负荷生产时，人口可达7000人。3.2.2污水水质分析3.2.2.1 工业废水分析工业园现有行业按其主要污染物进行分类可分为：工艺饰品文具加工、拉链加工、印染印刷、红木及其他行业5类，现场对以上各类规模较大、代表性强的企业进行调查，调查结果如下：一、工艺饰品文具加工工艺饰品文具加工以XX市诺尔金饰品有限公司为代表，其中主要工业废水为金属工艺品的打磨抛光及清洗废水。主要生产工序为采用震动抛光机，加入圆形或三角磨料及抛光粉对金属饰品进行打磨抛光，

21、再对抛光好的金属进行冲洗。这类废水主要污染物为悬浮颗粒物，有机物浓度较低，工厂为了回收金属颗粒，均建有沉淀池对废水进行预处理，排放的废水悬浮物浓度SS500。工业园区中共有19家工艺饰品文具加工企业，预计共产生此类污水量：200 m3/d。二、拉链加工拉链加工以精益拉链有限公司为代表，其中主要工业废水为机械冷却水，这类废水中含有极少量的机油。工业园区共有3家拉链加工企业，预计共产生此类污水量30 m3/d。三、印染印刷工业区内印染企业为XX市顺达染整有限公司，该企业在生产加工过程中产生大量的生产废水，现有一套处理规模为2000 m3/d的废水处理站，据了解该企业为了扩大生产及保证污水处理长期稳

22、定达标排放，目前在新建一套3000 m3/d的废水处理设施。根据工业园区市政管网规划，XX市顺达染整有限公司产生的工业废水自行处理达标后排放至南江，不纳入市政管网。工业区印刷企业为深圳宝安海洋印刷有限公司，该企业主要是彩盒、彩卡、说明书、贴纸等产品专业生产加工的公司，该工业废水主要来自加工机械的清洗，水量为2 m3/d，污染物主要为少量的油墨及染料。四、红木加工红木加工企业以XX市凯龙工艺品有限公司为代表，该企业在生产加工过程中对红木喷少量的浓度为10%的漂白水，冲向地面时会随冲洗水流入市政管网。工业区内红木加工厂共30家，预测这种废水总水量大约为60 m3/d，漂白水浓度1%。基本不会对工业

23、园区新建污水处理厂生化系统造成影响。五、其他行业其他行业以科技能源为主，基本不产生工业废水。综上所述，目前排入新建污水厂的工业废水总水量近300 m3/d。由于工业园区主要以工艺美术及文化主导的环保达标企业为主；控制高耗电、高耗水等浪费资源的项目进驻，所以本设计考虑到不可估算产生的废水量及以后招商引资进驻企业的增多，工业废水按500 m3/d考虑。根据污水排入城镇下水道水质标准（CJ343-2010）工业区工业废水必须进行预处理后才能排入城镇污水管道，本工程采用A等级标准，各项主要污染物的浓度控制为：表3-1 污水排入城镇下水道水质A等级标准单位：mg/L水质指标BOD5CODSSNH3-NT

24、NTP色度pH控制浓度350500400457085069注：表中色度为稀释倍数，pH无量纲，下同。根据目前工业区进驻企业以工艺美术及文化主导的环保达标企业为主，所以结合工业园实际情况，污染物的浓度适当调整，具体见下表：表3-2 调整后污水排入城镇下水道水质浓度单位：mg/L水质指标BOD5CODSSNH3-NTNTP色度pH浓度1504004003040350693.2.2.2生活污水分析工业区人口按高峰期7000人考虑，则工业区生活污水按人均用水定额计算为7000*0.16=1120 m3/d；另考虑部分农村污水进入，总水量按1300 m3/d考虑。根据室外排水设计规范和XX市居民的生活习

25、惯，预测本工程服务的生活污水水质浓度如下：表3-3 生活污水水质浓度单位：mg/L水质指标BOD5CODSSNH3-NTNTP色度pH浓度1503002003040460693.2.3工业废水与生活污水比例经以上分析，工业废水量500 m3/d，生活污水量1300 m3/d，即工业废水量：生活污水量=1：2.6。3.2.4进水水质的确定按工业废水量：生活污水量=1：2.6预测进水水质各项污染物的浓度，详见下表：表3-4 进水水质加权平均表单位：mg/L水质指标BOD5CODSSNH3-NTNTP色度pH工业废水水质150400400304035069生活污水水质1503002003040460

26、69总进水水质15032725630403.757.269考虑水质波动变化，设计进水水质定为：表3-5 调整后进水水质表单位：mg/L水质指标BOD5CODSSNH3-NTNTP色度pH浓度1603503003040460693.2.5出水水质的确定及处理程度根据XX市XX镇人民政府XX镇XX污水处理厂项目环境影响报告书、及现场对工业园区的调查对工程设计进、出水水质的论证，结合工业区的主导企业可知：企业生产过程中的工业废水量较少，企业排水主要以生活污水为主；污水厂出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中的一级A标准，故工程设计进、出水水质及各项指标的去除率要求如下：表

27、3-6设计进、出水水质及去除率表单位：mg/L水质指标BOD5CODSSNH3-NTNTP色度pH进水水质160350300304046069出水水质1050105(8)150.53069去除率(%)93.885.796.783.3(73.3)62.587.550.0-注：括号外数值为水温12时的控制指标。4 人工湿地介绍及工艺对比4.1人工湿地介绍4.1.1人工湿地的概念湿地是陆地与水体之间的过渡地带，是一种高功能的生态系统，具有独特的生态结构和功能。1982年3月12日修正的“国际湿地公约”中，把湿地定义为：“不问其为自然或人工、长久或暂时之沼泽地，湿原，泥炭地或水域地带；带有或静止或流动

28、，或为淡水，半咸水水体者，包括低潮时水深不超过6m的水域”。由于人类的不合理开发，湿地资源在我国受到很大破坏。在特殊时期和环境条件下，研究和建立人工湿地生态系统是对自然湿地生态系统的适度补充，也是对其功能退化的恢复性建设。人工湿地（Constructed wetland）是一种由人工建造和监督控制的，与沼泽地类似的地面，是在20世纪70年代发展起来的新型废水处理工艺。它根据自然湿地生态系统中物理、化学、生化反应的协同作用来处理废水，一般由人工基质（一般碎石）和生长在其上的水生植物（如芦苇、香蒲等）组成，是一个独特的土壤（基质）-植物-微生物生态系统。4.1.2人工湿地的构造绝大多数自然和人工湿

29、地由五部分组成：（1） 有各种透水性的基质，如土壤、砂、砾石；（2） 适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物，如芦苇；（3） 水体（在基质表面下或上流动的水）；（4） 好氧或厌氧微生物种群；（5） 无脊椎或脊椎动物。4.1.3人工湿地的类型人工湿地按水流方式的不同主要分为四种类型：地表流湿地（Surface Flow Wetlands SFW）、潜流湿地(Subsurface Flow Wetlands SSFW)、垂直流湿地(Vertical Flow Wetlands VFW)、潮汐流湿地(Tidal Flow wetlands TFW)。表面流湿地是废水在填料表面漫流，它与自然湿地最为接近。

30、但自由表面流人工湿地是人工设计、监督管理的湿地系统，去污效果优于表面流人工湿地系统。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点，但占地面积较大，水力负荷率较小，去污能力有限。自由表面流人工湿地中氧的来源主要靠水体表面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用，但传输能力十分有限，这种类型的湿地系统的运行受气候影响较大，夏季孳生蚊蝇的现象，冬季北方表面会结冰，还会有臭味。这种湿地不能充分利用填料及丰富的植物根系。其绝大部分有机物的去除是由长在植物水下茎、杆上的生物膜来完成。水平潜流人工湿地,这种类型的人工湿地因污水从一端水平流过填料床而得名，它由一个或多个填料床组成，床体填充基质，床底设

31、有防渗层，防止污染地下水，与自由表面流人工湿地相比，水平潜流人工湿地的水力负荷大和污染负荷大,对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好，且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象。目前，水平潜流人工湿地已被美国、日本、澳大利亚、德国、瑞典、英国、荷兰和挪威等国家广泛使用。这种类型人工湿地的缺点是控制相对复杂，脱P、除N的效果不如垂直潜流人工湿地。垂直流人工湿地。污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统，垂直流人工湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水，其缺点是落干/淹水时间较长，控制相对复杂，控制不好夏季有孳生蚊蝇的现

32、象。高效垂直流人工湿地是改进的垂直流人工湿地，具有独特的结构和水流模式，能够达到较高的水力负荷，湿地表面没有污水蓄积，不会出现夏季孳生蚊蝇的现象。占地面积相对较小，并能长期稳定运行；技术先进、成熟，效果可靠，符合清洁生产，生态保护的原则；对水质、水量变化适应性强，出水稳定，污泥少且易于处理处置；经济节约，电耗少、造价低、运行成本低；简便易行、操作方便、能营造优美景观、建成公园化模式、管理操作简单。潮汐流湿地系统是近年来由伯明翰大学提出的。他们利用芦苇床进行了该试验。在这种湿地系统中，芦苇床交替被充满水和排干。在向床内充水的过程中空气被挤出，床的基质材料逐渐被淹没。当芦苇床完全被水所饱和以后，水

33、就全部被排出。在排水过程中新鲜的空气被带入床内。伯明翰大学的最新研究成果表明当水被排出芦苇床，有机污染物留在池底内时是氧消耗量最大的时刻。因此,在排水过程中进入的新鲜空气可以看作是去除污物的氧源。通过这种交替的进水和空气运动，氧的传速率和消耗量大大提高，极大地提高了芦苇床的处理效果。但是，潮汐流湿地运行一段时间后，床体可能会被大量的生物所堵塞，限制了水和空气在床体内的流动，降低了处理效果。因此,设计中考虑有备用床交替运行，以便利用闲置期进行生物降解。4.1.4人工湿地净化机理人工湿地处理污水的原理较为复杂，目前还有待更深入的研究。其去除机理及去除途径和自然湿地相同。多年的研究表明，人工湿地能够

34、利用基质-微生物-植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物进行化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的无害化与资源化。人工湿地净化污水主要机理如表4-1所示。表4-1 人工湿地净化污水主要机理物理作用大颗粒物沉降水生植物和生物滤膜对轻颗粒物的过滤通过沉淀或过滤聚集颗粒物以达到去除目的化学反应沉降吸收到基质和腐殖质挥发生物反应微生物降解、有机物质矿化转化作用（硝化/反硝化）从水体直接生物吸收（藻类、细菌生物膜）从根区间接生物吸收（水体生物膜、挺水植物）微生物竟争导致部分病

35、菌死亡（1）SS的去除SS中有有机物和无机物，它们具有不同密度和颗粒度，大块物质可通过隔栅去除。部分小颗粒物质可在水解酸化池沉降去除。在人工湿地中SS的去除是相当迅速的物理过程。主要去除机理为沉淀、聚集和表面粘附。（2）BOD、COD的去除污水中的有机物可通过酸化水解池中的厌氧菌将有机物沉降、吸附、吸收以及分解去除。湿地中的不溶性的有机物主要是通过湿地的过滤作用而被截留在湿地中；可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物降解过程而被分解去除。生物降解过程主要是通过好氧和厌氧代谢得到降解，从而降低污水中的BOD、COD。（3）N的去除路径大多数污水中N是主要成分。N在环境中以多种形式存在

36、，有复杂的循环路径。TN由不同比例的颗粒有机氮、溶解有机氮、氨氮、亚硝态氮和硝态氮。N2和N2O在N循环中很重要。矿化、生物吸收、硝化和异化（硝态氮到氨氮DNRA）是使氮的一种形式转到另一种形式的过程。这些过程是物质平衡过程，N在同一个系统内循环。反硝化和氨氮的挥发是物质去除的过程，从而致使N从系统中得到去除。大量的研究表明湿地中氮的去除路径主要为生物硝化-反硝化。N在湿地中的主要转化过程如表4-2所示：表4-2 氮的主要转化过程过程物质产物矿化有机质氨氮生物吸收氨氮，硝态氮有机氮硝化氨氮硝态氮反硝化硝态氮氮气DNRA硝态氮氨氮挥发氨氮+高PH氨气固氮氮气有机氮（4）磷的去除路径无机磷是湿地植

37、物必需的养分。废水中无机磷在植物吸收及同化作用下可变成植物的ATP、DNA及RNA等有机成分，通过植物收割而去除。物理化学作用包括填料对磷的吸附及填料与磷酸根离子的化学反应，这种作用对无机磷的去除会因填料中Ca和Fe可与PO43-反应而沉淀去除PO43-，因而除磷效果较好的填料非常重要，含钙质或铁质的地下水渗入人工湿地也有利于磷的去除。微生物对磷的去除包括它们对磷的正常同化(将磷纳入其分子组成)和对磷的过量积累。由于植物中植物光合反应、暗反应交替进行，根毛输氧多少的交替出现，以及系统内部不同区域对氧消耗量的差异，导致了系统中厌氧、好氧的交替出现，使磷的过量释放和过量积累得以完成，这是常规二级处

38、理方式所难以满足的。在湿地系统中磷有着一系列的变化形式。如表4-3所示。表4-3 磷主要转化过程过程物质产物矿化有机质正磷酸生物吸收正磷酸有机磷吸附正磷酸磷-粘土/金属水化合物沉降正磷酸离散状态磷矿物质脱附磷-粘土/金属水化合物正磷酸4.1.5国内外湿地技术应用现状自由表面流湿地在欧洲发展缓慢。在北美自由表面流湿地是主要处理湿地。自然湿地的大小从11000公顷，其中一半在10100公顷。人工自由表面流湿地通常较小，60%小于10公顷。自然湿地水力负荷小于人工湿地。系统水深范围590cm，3040cm较普及。最常用的预处理是兼性或氧化塘。表明许多湿地系统用于现行塘系统的精处理。地下潜流系统在欧洲

39、应用较多。在丹麦、德国、英国每个国家都至少有200个系统在运行。此技术还在快速发展，特别在一些东欧国家。绝大多数系统种植有芦苇 ,也有种植其它湿地植物。在德国大多数系统介质是土壤。但几乎所有土壤系统都遇到表面短流问题。为保证潜流，英国和北美绝大多数采用砾石床。虽有些砾石床也堵塞，但主要是预处理不足。在欧洲 ,此类系统趋向对近1000人的乡村级社区进行二级处理。北美则趋向更多人口的高级处理。在澳大利亚和南非则用于处理各类废水。我国在“七五”期间开始人工湿地的研究。首例采用人工湿地处理污水的研究工作始于19881990年在北京昌平进行的自由水面流人工湿地。1990年，国家环保局华南环境科研所与深圳

40、东深供水局在深圳白泥坑建立实验基地，占地8400m2，处理3100t/d的城镇综合污水。19891990年，天津环保科研所建立11个实验单元研究芦苇湿地对城市污水的处理能力，并对水力负荷，有机负荷，停留时间及季节等与污水中主要污染物间的规律进行探索。山东胶南市已建日处理量为6万吨人工湿地系统，占地1000亩，工艺为：格栅-沉砂池-调节池-人工湿地-排海。北京市中关村生命高科技园湿地系统占地130公顷，是具有21世纪时代特色的高科技园，毗邻最有名的皇家园林圆明园临湖而建。常住居民0.8万人，生活污水全部通过人工湿地得到净化，生活小区年耗水量4万m3,生活污水全部通过再处理装置进一步处理后得到回用

41、，被列为国家重点工程。沈阳浑南新区也正在建设人工生态湿地示范工程，该工程由污水湿地、雨水湿地两部分组成，这是东北地区首次引入雨水处理系统。此项示范工程位于浑南新区中心区，占地8万平方米，其中污水湿地面积为6400平方米，其余为雨水湿地。工程完成后，每天可处理污水1千吨、雨水2千吨，雨水汇水面积达2平方公里。4.1.6 深圳碧园环保技术有限公司人工湿地应用实例深圳市碧园环保技术有限公司从2002年成立开始就致力于“高效垂直流人工湿地水质净化系统”工程项目的设计、建设以及运营，并具有相关的专利技术，该垂直流人工湿地技术特别适用于生活污水处理，以及饮用水源保护和景观用水及中水回用工程。目前该技术已推

42、广到广东、天津、福建、重庆等地，在市政工程及城镇污水处理厂建设等方面的应用较为成熟。为本工程的实施提供了技术保证。该技术是一种高效生态治污技术，具有独特的结构和水流模式，布水管上覆盖20cm厚砂石填料，表面种植植物，解决了蚊蝇孳生和不良气味问题。其占地面积相对较小，并能长期稳定运行；该法具有工艺先进、技术可靠、高效节能、简便易行、投资省、运行费用低和改善生态环境等诸多优点，同时如果选择合适的植物品种还有美化周边环境的作用，即可集中处理，又可分散处理。深圳市碧园环保技术有限公司对人工湿地的设计及建设具有丰富的经验。工程实例详见下表：表4-4深圳市碧园环保技术有限公司人工湿地技术工程实例序号项目规

43、模(m3/d)污水性质竣工时间负责完成内容建设单位1深圳洪湖公园一期1000市政污水08/1999设计、施工运营管理深圳市环境保护局2深圳龙岗沙田5000市政污水11/2001设计龙岗区环境保护局3深圳洪湖二期4000市政污水2/2004设计、施工运营管理深圳市人民政府4深圳洪湖三期400市政污水12/2004设计、施工运营管理深圳市人民政府5深圳布吉甘坑16000市政污水12/2003设计、施工运营管理深圳市环境保护局6深圳宝安石岩一期15000市政污水12/2003设计、运营管理宝安区环境保护局7深圳宝安石岩二期40000市政污水6/2006设计、施工宝安区环境保护局8深圳宝安塘头河200

44、00污染河水6/2006设计宝安区环境保护局9荔枝湖水污染综合治理110000m2水面湖水8/2006设计、施工深圳市水务局10龙华污水处理厂出水深度处理工程20000污水厂尾水07/2008设计、施工深圳市水务局11福田河生态景观改造4000污染河水2012设计、施工深圳市水务局12三洲田生态公园雨水雨水雨水07/2004设计工艺施工华侨城三洲投资公司13三洲田湿地公园12万m2水面湖水11/2007设计工艺施工深圳东部华侨城有限公司14珠海三灶镇污水处理厂20000城镇污水07/2007设计、施工三灶市政管理中心15饶平县新丰镇工程5000城镇污水08/2007设计、施工新丰镇人民政府16饶平县三饶镇工程5000城镇污水08/2006设计、施工三饶镇人民政府17福田河综合整治工程4000湖水10/2011设计、施工