人工濕地動(dòng)力學(xué)模型的建立

人工濕地動(dòng)力學(xué)模型的建立摘要：人工濕地作為一種較新的水處理技術(shù)，對其處理機(jī)理的理解還不夠充分，對其影響因素的認(rèn)識(shí)還不夠全面，因此經(jīng)常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)使得出水達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或者不能達(dá)標(biāo)排放，有時(shí)人工濕地甚至還會(huì)成為污染源。因此對濕地污染物去除動(dòng)力學(xué)的研究可以為濕地的設(shè)計(jì)提供進(jìn)一步的理論支持。本文概要地介紹了人工濕地污水處理的污染物去除動(dòng)力學(xué)模型的研究進(jìn)展。關(guān)鍵字：人工濕地動(dòng)力學(xué)模型水處理ProgressofDevelopmentofKineticModelsforPollutantsRemovalwithConstructedWetlandsAbstract：Constructedwetlandsprovideaneconomicalandeffectivemethodforwastewatertreatment.Usualkineticmodelsforpollutantsremovalinthetreatmentofwastewaterwithconstructedwetlandsincludefirst－stagekineticmodelsandMonodmodels，bothofwhicharebasedonthemassbalanceofpollutantsinstablestatus.Infuture，itisalsonecessarytotakeintoconsiderationtheeffectsofspacedistributionofvegitationandactualresidencetimeinimprovinganddevelopingthemathematicmodels.Keywords：constuctedwetlands；kineticmodel；wastewatertreatment自西德1974年首次建造人工濕地以來，由于其具有投資低、出水水質(zhì)好、操作簡單、維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，被廣泛用于生活污水、礦山酸性廢水[3-4]、紡織工業(yè)[5]和石油工業(yè)[6-7]等工業(yè)廢水的處理。人工濕地作為一種較新的水處理技術(shù)，對其處理機(jī)理的理解還不夠充分，對其影響因素的認(rèn)識(shí)還不夠全面，因此經(jīng)常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)使得出水達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或者不能達(dá)標(biāo)排放，有時(shí)人工濕地甚至還會(huì)成為污染源””。因此對濕地污染物去除動(dòng)力學(xué)的研究可以為濕地的設(shè)計(jì)提供進(jìn)一步的理論支持。本文概要地介紹了人工濕地污水處理的污染物去除動(dòng)力學(xué)模型的研究進(jìn)展。1一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型1.1一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型簡介濕地設(shè)計(jì)通常采用的是一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，其基本設(shè)計(jì)方程被澳大利亞、歐洲、美國廣泛應(yīng)用于濕地的設(shè)計(jì)和對濕地污染物去除效果的預(yù)測。雖然有許多局限性，但由于其參數(shù)的求解及計(jì)算過程都很簡單，因此目前仍把它作為描述濕地中污染物去除的最合適的方程，廣泛應(yīng)用于BOD、營養(yǎng)物、SS和細(xì)菌以及金屬離子的去除計(jì)算。用于濕地的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，主要考慮處理負(fù)荷與處理效率之間的關(guān)系，模型的推導(dǎo)以基質(zhì)的降解服從一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)。經(jīng)常設(shè)模型中的一些參數(shù)如速率常數(shù)等為常量與水力負(fù)荷或進(jìn)水濃度無關(guān)，以及濕地中的水流形態(tài)為穩(wěn)定的柱塞流等。這些一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型有的采用體積速率常數(shù)kv來確定濕地所需的體積，有的采用面積速率常數(shù)k。來確定濕地所需的面積，kv多用于潛流型人工濕地，而kA則在表面流入工濕地中應(yīng)用更多。這些一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型通常的表達(dá)方式為C0=Ciexp（－kv·t）（1）C0=Ciexp(-kA/q)式中：Ci——進(jìn)水濃度，[M／L3]；C0——出水濃度，［M／L3］；kv——體積去除速率常數(shù)，［1／T］；kA——面積去除速率常數(shù)，［L／T]；t——水力停留時(shí)間，[T]；q——水力負(fù)荷，［L／T］。復(fù)活列1.2燈克二參數(shù)一級(jí)動(dòng)生力學(xué)模型庸上述的一備級(jí)動(dòng)力學(xué)模型永中只包含一個(gè)煌參疤數(shù)敘k巴v卷或腫k冷。。剝在鎖Eckenf千elde翅r塵模型中，如果不污染物中存在壯不可生物降解喪部分，則需在鞭方程中加人不奮可生物降解物析質(zhì)濃度項(xiàng)。在鍬濕地中，即使請沒有不可降解壟的污染物，大經(jīng)氣或地下水的校貢獻(xiàn)、化學(xué)作岔用以及生物地荷理化學(xué)循環(huán)也剪會(huì)產(chǎn)生背景濃余度。即使催是妙BO萌D影，由于植物枯遼葉或其它有機(jī)減物分解生千成沾BO矮D原，同時(shí)內(nèi)源自牛養(yǎng)過程積累并疼將含碳有機(jī)物舒釋放回濕地中頁，也會(huì)形麻成莊1帝－沈10m散g移／以L溉背蝦壘景唉BO隔D鞏。于幼是陳Kadle炒c匆和樂Knigh長t弄建議引入背景學(xué)濃度，低于背單景濃度的污避染炮蜂物不能被降解酸，并在一級(jí)反獸應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程兩中加入背景濃爭度臨項(xiàng)慎C寨*喜：逼砍望（繁c釣o預(yù)—葵c顯*改）／躍（弱c炭i臂—遞c懼*旁）尺＝允ex賽p挨（夏—顆kv·孫t模）胖（流3荒）款帝或（錫c鉆o高—籌c撤*閥）／翅（激c蘇i客—晌c菠*忌）滿＝盼ex腫p淹（漆—叉k異A蹄／最q蔬）旨（霧4燭）據(jù)守免1.3兩濃三參數(shù)一級(jí)動(dòng)擊力學(xué)模型缸不論單參短數(shù)還是二參數(shù)悶?zāi)Ｐ?，在運(yùn)行書和設(shè)計(jì)條件改可變時(shí)，都不能起保持參數(shù)的穩(wěn)播定性，于是研火究者又在模型爸中加人了第三兔個(gè)參數(shù)，提出儲(chǔ)了三參數(shù)模型貴。賣恢加入描述水力鞠負(fù)荷變化堂對壞k賭值影響的參機(jī)數(shù)課m衡，群對釣k鳥值進(jìn)行修正：緩朱椒攻k笑v累＝她k歲v巡′睬·qm我通（漿5慕）齡禾蒸遷研究表明參步數(shù)狗m蛙的引入可以提虎高數(shù)據(jù)與模型釋的吻合程度，路但并不能消除霉水力負(fù)荷對表旅觀背景濃度的魄影響。雕點(diǎn)加入表征擴(kuò)散禮特性的參數(shù)仍濕地示蹤板實(shí)驗(yàn)結(jié)果與考棵慮擴(kuò)散的二維店速度場相類似疫，所以在方程京中加入擴(kuò)散參聞數(shù)，得到客：江華（裝c但o延－羽c街*魯）考／帆c炭i棒－鐵c存*攤）＝如［責(zé)4bEX狂P該（點(diǎn)P公e冷／香2霞）］／跳們［姿（宜1顆＋宿b五）播2ex須p乎（茂bP伐e偶／納2辟）－烏（近1著－萬6屠）敵2ex論p扮（顏－桑bP病e供／勝2徑）穴］俊b鴿臟館(毫7)陣帆射＝殖(1+4Da梢/Pe)0.項(xiàng)5償倡（降8搬）欠瀉式中飼：削P么e刷—死Pecle燦t瘡數(shù)漲（餃Pe=u疾L誓／些D額），駱抹亞u掙—作—敏流速倡，咱[L/T紹]晌；朱地存D勺—句—音擴(kuò)散系數(shù)，技［秧L誤2動(dòng)／莫T粱］；企找萬D母a運(yùn)—瓦Damkoh貪le午r荒數(shù)瞞（束D漠a(chǎn)近＝否kv·服t岡）。融擴(kuò)散參數(shù)渾的加入只能對旗流動(dòng)非理性特竟性中的擴(kuò)散引非起的偏差進(jìn)行中修正，但是對遍于短流等的影慣響卻沒有在方腥程中得到反映辟。伸咸榜1.4灘僚一級(jí)動(dòng)力學(xué)模陵型的局限性盲揮參數(shù)的不穩(wěn)定灶性跡一個(gè)好的美模型其所含的感參數(shù)不應(yīng)隨操名作條件的改變扶而變化，但單巖、二、三參數(shù)荒模型都不能滿金足對參數(shù)穩(wěn)定瓜性的要求。珍鴿業(yè)赴通常認(rèn)為速率甜常數(shù)和背景濃其度為常數(shù)，但于實(shí)際上它們與遣濕地的特征及臥操作條件有關(guān)欲，其值受自由費(fèi)水深、水力負(fù)膜荷、進(jìn)水濃度擊。擴(kuò)散、降雨客和蒸發(fā)等各種爹因素的影肥響搶[9,18裝]爺。另外一級(jí)動(dòng)課力學(xué)模型假設(shè)宮速率常數(shù)和背總景濃度在時(shí)間故和空間上保持雁不變，但是由動(dòng)于濕地植被及鉆濕地中微生物懇的空間分布不籮均勻，所以必握然造成速率常鍬數(shù)和背景濃度扣的空間分布；費(fèi)并且由于一天廳中氣溫等條件耕的變化，它們管的取值猜在陳消一天當(dāng)中也是培變化的。所以式即使對同一個(gè)判濕地而言，一采組參數(shù)也只適寺用于軍一組數(shù)據(jù)，而虜對另一組數(shù)據(jù)魔可能就無效，鉆模型參數(shù)不是駕某個(gè)固定的值撇，而是有個(gè)范誤圍。青吃非理想流動(dòng)特烤性的影響烈風(fēng)、生物望擾動(dòng)作用、速泰度梯度、短流罪以及水流受到三濕地植被阻擋嬸的繞流都使?jié)癫氐刂械牧鲃?dòng)形攪態(tài)偏離了模型較最初的柱塞流炊假設(shè)。季節(jié)的影響嶼為了驗(yàn)證六一級(jí)動(dòng)力學(xué)模射型是否適用于價(jià)人工濕地對重山金屬的去除塌，舍Richar貪dR.Go貝ule情t繁等進(jìn)行研究，瞧結(jié)果表明是否勿符合一級(jí)動(dòng)力擊學(xué)模型與季節(jié)棚有關(guān)。溶解部性筆Z艦n屆的去除在春、搞夏、秋季符合疫一級(jí)動(dòng)力學(xué)，意在冬季不符合白；而溶解性猛的嶄F球e韻、刺M算n煤與桐總底F三e處、保總受M立n榨只在春季符合紹一級(jí)動(dòng)力學(xué)模蒙型蕉[19值]裕。勿對于那些駐處理酸礦廢水曬的濕地，由于欄金屬負(fù)荷高改，稍F型e乎、冊M撤n泉還原作用對去千除效果的影響擺不大，所以仍好很好的滿足一討級(jí)動(dòng)力學(xué)模襯擬孔[跟4及，口20-21青]勿。滋瀉去除能力的限之制淘按照一級(jí)氣動(dòng)力學(xué)，污染訓(xùn)物的去除速屋率劇r仆［箱MT-宮1楚］為：辯壓編稻r=Q.Ci垂n(1-ex桐p(-kv.著t)秧宜宣省(8)庭尸壯監(jiān)r=Q.Ci尾n(露1敏－南ex仿p蒸（收-k定A沃／汽q禾）郵(9)線由上式可矮知，去除速率好隨流量和進(jìn)水啞濃度乘積（即杜進(jìn)水污染物負(fù)跟荷）的增大而統(tǒng)增大，這樣在陽理論上不存在井去除速率的界娃限。只要進(jìn)水頌污染物負(fù)荷增觀加，去除速率磚可以無限增大溜，濕地似乎具附有無限的去除爛能力，這顯然擊與實(shí)際情況不棟符。我握隨機(jī)事件的影配響店一些不可康預(yù)見的隨機(jī)事寬件會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)舅生很大的影響棕，例如進(jìn)水流且量及濃度的波童動(dòng)、氣候、生抽物活動(dòng)和其它韻生態(tài)因素。另截外降雨和蒸發(fā)擊在濕地中形成盒了第二水力負(fù)玻荷，這種附加街的負(fù)荷有很多堅(jiān)方面的影響，省例如改變了水歷力停留時(shí)間，桃混合、擴(kuò)散、趣短流以及其它黃流動(dòng)特性也因啞此而發(fā)生變化航。娛衫蜓助2Mono志d沃動(dòng)力學(xué)模詞型三致在傳統(tǒng)的像污水處理設(shè)施鑄和附著型生物齒處理系統(tǒng)中，訂可以觀察到隨錘著進(jìn)水濃度的荷增加，反應(yīng)動(dòng)拍力學(xué)會(huì)從零級(jí)稅變?yōu)橐桓患?jí)續(xù)[22觀]紐。所以假設(shè)濕乒地中的生物過各程與其他的生蜂物系統(tǒng)一樣，踏符筍合戶Mono挎d椅動(dòng)力伴學(xué)呈[23速]會(huì)：疊圾壞d伴c南／樸d幅t咱＝騙k0.v[涉c臘／懇K惑＋岸c悅）］備（顯1桿0察）氣瘡瓜d爭c煤／芬dz=-k0謙.v傾a揚(yáng)ε農(nóng)/Q·[個(gè)c昂／誓（眉K+矩c鈔）服]哀=詞［扭－株k0.違A裙／調(diào)(q.果z棍）堡］帖·愿［朗c慎／畏K+柳c連）］農(nóng)（錄1追1鏟）忽式中就：糟k描0圍，汽v而—亞—打零級(jí)體積速率滋常數(shù)，咸［寇M老L欄－闖3T-端1極］；傻配瘡k改0恢，崖A殃—包—抬零級(jí)面積速率剖常數(shù)，膏［己ML-2T-抱1]笛友盜K返—心—邊半飽和常數(shù)，懷［肯M傘L抱－逝3交］；肆逃鄭Z搞—滴—錫濕地床的長度嫌，跳［桿L疏］；齊足翠ε—巷—桃濕地床的孔隙悼率，做［灣L群3L廢-索3舊］；慎序丑a茅—銀—襲濕地的橫截面取面積，滅［躺L2驕]聰；金忙朗Q嶺—悔—鋪流量，礎(chǔ)［督L3T-1咬]管。膛對于某一錄濕地床，是其掏k景0掌，雜v著和床體偉積鉛V銷一定，其所能縮承受的微生物現(xiàn)的最大數(shù)量也閑是課一臨生定的，所以其弟最大去除速率排也存在一個(gè)上驅(qū)限值，郊即標(biāo)k擠0攪，旋v·順V擇。牌查箏爆定義了標(biāo)準(zhǔn)化迫負(fù)五荷責(zé)R呆L愁（即進(jìn)水污染張物負(fù)荷與最大報(bào)可能去除率的幻比值）和標(biāo)準(zhǔn)候化去除跌率巴R庫R叨（即濕地床污僚染物去除率與撒最大可能去除耳率的比值）：免怎云RL=ci張Q六／雪(k洋0違，俗v·膽V敢）塌（獻(xiàn)1飲2索）繞援蘋R石R只＝魂（征C賄i之－齡c幅0宜）團(tuán)Q侄／摘k欲0待。偶v·帳V朗）督泥鵝（防1敢3幟）楚撈墨構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化負(fù)荷與烈標(biāo)準(zhǔn)化去除率悔的關(guān)系如頸圖拐1坦所示。對于某廉一固定的進(jìn)水垃濃度，開始系莫統(tǒng)處于一級(jí)動(dòng)景力學(xué)段，隨著玻流量的增加其后去除速率按相隔應(yīng)比例增加；致直到進(jìn)入零級(jí)百動(dòng)力學(xué)段，這奇時(shí)濕地去除速袖率達(dá)到最大（孫相對于這一進(jìn)潮水濃度），流膀量再增加，去寨除速率保持不貪變，出水濃度徐會(huì)增加。提高剖進(jìn)水濃度，可赴以提高其去除甜速率，同時(shí)與糠之相對應(yīng)的最耍大去除速率也膛就越大。當(dāng)進(jìn)類水濃度相對駝?dòng)跊_K遲趨近于無窮大鴿時(shí)，濕地達(dá)到翠了其性能的極闊限。如果標(biāo)準(zhǔn)南負(fù)寬荷潛R酬凡與＜噴1哪，濕地的去除取效率伏為礙10盾0誤％，即出水污腰染物的濃度為莫零。隨著流量辛的增大，其去肆除速率按相應(yīng)牛比例增大，與零圖中斜率掉為療1建奴的視10泛0羊％去除效源率動(dòng)幻直線相對應(yīng)；耳當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)斃荷巨R到L塵≥無1鍬，濕地的處理播能力達(dá)到極限分，處于飽和狀萬態(tài)，其去除速喊率等于最大去健除速率同時(shí)也案是濕地的最大爪可能去除速率謊，標(biāo)準(zhǔn)化去除蓄率三為雜1幟，對應(yīng)于圖中央的絕對最大去配除率直線。頁與一級(jí)動(dòng)蜂力學(xué)模型相比壟，梢Mono司d攀動(dòng)力學(xué)模型煮更慈北符合微生物處塘理的實(shí)際情況包，更為合理，啦所以度更弦輩適用于那些微壘生物起主導(dǎo)作孟用的污染物降筆解過程逮。襯飼剝埋3資播今后研究的方脊向粗點(diǎn)一級(jí)動(dòng)力雖學(xué)白和需Mono添d計(jì)動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)手方程都是由污累染物穩(wěn)態(tài)時(shí)的猛質(zhì)量平衡得到摧的，都是濕地落床的靜態(tài)宏觀寫模型，兩者都岸沒有考慮到傳激質(zhì)效率，即都今假定物質(zhì)從液牙相遷移到生物戴膜的過程沒有掉阻力。飽新的模型禽應(yīng)考慮到濕地純植被的空間分瞧布，應(yīng)根據(jù)實(shí)所際的停留時(shí)間史分布來模擬污鐮染物在濕地中雅的去除，而不笛是僅考慮單一照的停留時(shí)火間通t派。另外人工濕清地是一個(gè)復(fù)雜郊的生態(tài)系統(tǒng)，躲其對污染物的鼓去除是人工濕贈(zèng)地各組成部分毯共同作用的結(jié)棋果，新的模型考應(yīng)充分考慮到駐各種因素的影葉響，因此應(yīng)對覆人工濕地污染源物去除的機(jī)理誦及其影響因素搭作深入全面的既研究屆。集色目前我國穴湖泊治理面臨狹的一個(gè)難點(diǎn)是蛋面源污染難以瞞控制，農(nóng)田施績用化肥后地表綿徑流將大量富教營養(yǎng)化的污水微帶入湖泊。另旁外，城鎮(zhèn)污水供處理的最主要投渠谷道束---泛-筆污水處理廠由浴于截污管網(wǎng)不挨完善，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)仆用高昂等原因樸，大多時(shí)開時(shí)奏停，那些飽被伙\伍"再遺艙忘壁\蹲"鏈的生活污水于廈是也匯入河道器，流進(jìn)湖泊。蠢調(diào)查顯示，湖穿泊中大約處有猴7娃0涼％以上的污染處物是通過河道賭進(jìn)入的。將人雨工濕地選擇建兩設(shè)在河道的入改湖口處，就是仁為了解決這種體面源污染的問掀題。更引人注摔意的是，相對殺污水處理廠而排言，人工濕地怠建設(shè)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)餓用低廉。每噸立污水治理費(fèi)僅轎為處理廠的二降十分之一，而房處理量是肺其三3悅倍多。建設(shè)費(fèi)回用僅為幾百萬搞元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于屠污水處理廠所立需。撫仙湖項(xiàng)籍目的監(jiān)測數(shù)據(jù)霞表明，污水處膊理后的總氮量滾、總磷量去除憶率分別在為春5遭0屬％男和逮4朵0鴉％襖。艇碰甘坑人工濕地烘系統(tǒng)工程用建在龍崗區(qū)布送吉鎮(zhèn)甘坑村排椅污口，日處理客污水量雪達(dá)統(tǒng)1.善6青萬噸，它可以倍處理甘坑村的妹全部生活污水照以及一部分的泛工業(yè)污水。劈人工濕地歷污水處理技術(shù)搏是一項(xiàng)新的污尺水生態(tài)處理技店術(shù)，它是將污目水投放到人工蠅建造的類似于調(diào)沼澤地的濕地筋上，通過植物堂、微生物、土萄壤的共同作用腦凈化污水。水孝質(zhì)決定污水在血濕地停留的時(shí)予間，少縮的斑2耽～阿3悄天，多棍的棒1簡0討～為2宮0來天。用人工濕討地來處理生活妥污水和工業(yè)有據(jù)機(jī)廢水，效果擺很好，一般出偶水組的午CO蛾D注能達(dá)鄙到蝦3若0躍毫克／升以下房，懷BO蜓D除能達(dá)棟到根1富0炭毫克／升以下驢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國夠家排放標(biāo)準(zhǔn)，柱可以達(dá)到地面浮水三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。傍據(jù)了解，發(fā)達(dá)旱國家誦從隙2掛0欲世濟(jì)紀(jì)欲9廈0枕年代起廣泛采蝴用人工濕地來透處理污水。如釘美國因有折1引萬多座人工濕燒地污水處理系偵統(tǒng)，丹麥屑有護(hù)80村0吉多座。處理的源廢水除了生活蘋污水之外，還頌有垃圾填埋場擁的滲瀝液、某曾些工業(yè)廢水如辱煉油廠的廢水返等等，此外，五還能處理城市指污水處理廠的報(bào)污泥局。訓(xùn)濟(jì)人工濕地肉是一個(gè)形式豐兄富多樣的污水夫處理系統(tǒng)，主蒙要分為天然濕濫地、自由水面燭濕地（地表流左式）、地下水勺流濕地（潛流萍式）和滲濾濕私地四大類。當(dāng)捷今廣泛應(yīng)用的鍛有兩大類。一碼類是地表流式旁，有點(diǎn)類似于預(yù)稻田，污水流仿進(jìn)濕地停留若份干天后排出，喇這一工藝的優(yōu)岡點(diǎn)是造價(jià)低。棗每噸污處水弊15弊0搖～咳30鐮0葡元，缺點(diǎn)是占級(jí)地面積很大，登污水可能會(huì)散刪發(fā)出臭味，此筐外冬天會(huì)結(jié)冰攤，影響處理效釘果，不太適合嚼特別寒冷的地同區(qū)。另一類是延潛流式，將污關(guān)水通過管道輸晃送到人工土壤暖介質(zhì)中，表面則種植植物，類不似于微灌、滴喝灌，優(yōu)點(diǎn)是占街地面積很小、甜污染物去除率轉(zhuǎn)高、冬季不影膀響運(yùn)行，且沒移有臭味，缺點(diǎn)寄是相對于地表炎流造價(jià)大一些頸，每噸污逃水習(xí)80課0叔元左右。目前濁發(fā)達(dá)國家的人靈工濕地污水處園理系統(tǒng)主要為巡潛流式，要占裁9喂0冬％以上稍。狡獅人工濕地缸污水處理技術(shù)痰與傳統(tǒng)的污水城二級(jí)處理工夾藝再———墨“家活性污泥臘法胳”粥相比較，具有正許多優(yōu)越性。龍一是因?yàn)樗缓菩枰貧獬溲鹾坪屯都踊瘜W(xué)藥準(zhǔn)劑、能源消耗趁和管理費(fèi)用低鍵，所以處理成煩本非常低廉，暈一般干為錄0.禽1洞～脹0.純2晴元／噸污水，砍而興“蟻活性污泥健法諒”貴為吼0.膀5栗～聲1圍元／噸污水。耕二是因?yàn)樗璧桃臉?gòu)筑物和游設(shè)備很少，所溫以造價(jià)也低，徒一般斥為機(jī)15在0愧～惡80怒0爭元／噸污水，若而浴“律活性污泥炭法王”持為業(yè)150矛0培元／噸。三是雀脫氮脫磷效果濾好，能夠解決掌水體富營養(yǎng)化種的問題。濕地?cái)D植物能夠大量盤吸收污水的含贈(zèng)氮含磷化合物奸，實(shí)踐表明，誓生活污水經(jīng)過極濕地處理后，麥總氮和總磷的稀去除率分別可句達(dá)原李到姥7阻0箭％相和久9鴿0善％以上，倦而固“吵活性污泥拖法襖”礙只能達(dá)絡(luò)到燭3蔑0騙％。四是不產(chǎn)筑生污泥轎。材“境活性污泥茄法唐”播在處理污水的傘過程中要產(chǎn)生案大量的污泥，逃一般處炸理浸100蹦0腔噸污水要產(chǎn)泥生慶1言噸污泥。污泥熄的處理對污水栗處理廠來說是螞個(gè)棘手的問題排，通常采用脫寺水、干化、填楊埋來處理，費(fèi)湖用比較高。五羽是可以把不毛龜之地改造成綠慮洲、把污水處深理廠建設(shè)成生炮態(tài)景觀，既美確化了環(huán)境，又儀為野生動(dòng)物提穗供了棲息地。摸六是人工濕地切生長的蘆葦?shù)茸讨参锟梢宰鳛榻砉I(yè)原料，具喜有經(jīng)濟(jì)效益。么人工濕地水處慮理技術(shù)開發(fā)犁水資源是浩人類社會(huì)賴以椅生存的自然資輔源，然而水資岡源短缺與水體戀污染日趨嚴(yán)重?fù)Q是我國目前的代現(xiàn)狀，加之社餓會(huì)進(jìn)步、人民潑生活水平提高僑對廢水排放和寨飲用水質(zhì)制定珠提出了更嚴(yán)格濕的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展純運(yùn)用經(jīng)濟(jì)的處資理方法處理有晃機(jī)污染快和演N蝴、蜓P忠等營養(yǎng)物問題揚(yáng)、有效經(jīng)濟(jì)地核去除水中有害柱污染物是一個(gè)孫極富挑戰(zhàn)性的仆課題。覺坐旬199終6柔年鬧Kathe幟Seide怎l排提出利用高等塘植物的生化作蚊用去除污染物薄的思想，通過翅蘆葦?shù)戎参锏恼谈鶇^(qū)產(chǎn)生微生槽物活性區(qū)域作爽為生化反應(yīng)器盼來轉(zhuǎn)化降解以懸至最終去除污找染物。德國、灶英國分別進(jìn)行載了實(shí)驗(yàn)，利用揮河礫和河砂作屑為植物生長基刻質(zhì)構(gòu)建了高分悼散度的廢水處隙理設(shè)施并獲得扎成功。目前，胞人工濕地處理旁系統(tǒng)成為英國黎小城鎮(zhèn)污廢水積處理系統(tǒng)的重伍要組成部分，臭其在歐盟各國筋及美國的應(yīng)用粉也較廣泛，處哄理后的水可以賠按質(zhì)進(jìn)行回用婚，實(shí)現(xiàn)了資源傷的再利用。我泊國科學(xué)家型在膽7靠0臘年代對包含濕劉地處理在內(nèi)的販土地處理技術(shù)底進(jìn)行研究，但艦研究側(cè)重于植常物對污染物的只富集作用，在芳實(shí)際應(yīng)用中存茂在較嚴(yán)重的二詳次污染問題，宋收獲的植物莖音葉無法妥善處汗置，而且工程粒占地面積大，籃效率偏低，植講物不耐寒，從償而阻礙了人工短濕地處理系統(tǒng)喝的推廣應(yīng)用。嚷本課題組經(jīng)過資研究，已經(jīng)解繼決了上述問題辜，該技術(shù)可以柜應(yīng)用在下列領(lǐng)霞域：政含償1住、在小城鎮(zhèn)污誼水處理中的應(yīng)啄用網(wǎng)人工濕地床可以接受大規(guī)隨模的生活污水怠和低濃度的工澇業(yè)廢水混合進(jìn)卻水，具有高效盈低耗簡單實(shí)用閣的特點(diǎn)；在控寧制有毒有機(jī)物汽和重金屬的基棟礎(chǔ)上，對來水盡進(jìn)行初步和二年級(jí)處理，出水演可以用于行道狠樹噴灑、林木豈農(nóng)田灌溉以及朝生活用水等。筍人工濕地工程費(fèi)還可作為地區(qū)鴨一個(gè)旅游景觀那。沫芽抹2懷、對農(nóng)村污水艙無害化處理和嚇利用即傭?qū)︾RN勿、沈P驟等營養(yǎng)物質(zhì)的篇去除是人工濕啦地處理系統(tǒng)的刃一大特點(diǎn)，植罵物和微生物的鞠吸收同化作用混可以使出水一扔次性營養(yǎng)物指曲標(biāo)達(dá)標(biāo)，且不主存在二次污染紀(jì)，植物體可用扶作飼料、肥料險(xiǎn)等，具有顯著爺經(jīng)濟(jì)效益。另懸外強(qiáng)化的人工釋濕地還有徹底昆降解礦化有機(jī)氣污染物、消滅矩有害病原體的敢作用，因此它兵適用于對農(nóng)村買污水（包括畜螺禽養(yǎng)殖污水、櫻生活污水等）笑進(jìn)行無害化處榆理、實(shí)現(xiàn)水資縫源再利用?；周埩T3婆、有毒無害污姥染的無害化晃在已有理必論研究的基礎(chǔ)鳳上，合理選擇盜水生植物和微初生物種類，實(shí)江現(xiàn)重金屬的固正定化和有機(jī)污超染物的減毒轉(zhuǎn)嫂化和徹底的礦由化、對垃圾填豎埋滲濾和污泥園的資源化。斧目前，許鍬多城市污水處宵理能力還不能伏滿足截污需要?jiǎng)?chuàng)，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用人興工濕地污水處詢理技術(shù)進(jìn)行治精理。掩一、從生叨物凈化原理看店，人工濕地是朽一項(xiàng)新型的污石水處理技術(shù)，賀人工濕地生態(tài)邊系統(tǒng)水質(zhì)凈化基技術(shù)的基本原鋸理是：在一定嘉的填料上種美薪人蕉、富貴竹盒、蘆葦?shù)忍囟ㄔu的植物，將污釀水投放到人工膨建造的類似于抗沼澤的濕地上玉。當(dāng)富營養(yǎng)化狼水流過人工濕稼地時(shí)，經(jīng)沙石弱、土壤過濾，界植物根際的多蠶種微生物活動(dòng)鎮(zhèn)，使水質(zhì)得到含凈化。像造紙認(rèn)廢水等不含有葡毒物質(zhì)，只是彎有機(jī)物濃度較啄高，排到河里慰危害極大，但找用來澆灌水生扎植物是一種很曠好的優(yōu)質(zhì)肥料桌。允二、從許置多地方經(jīng)驗(yàn)看齡，人工濕地已墊產(chǎn)生良好的環(huán)霸境治理效翠應(yīng)械膊深圳與歐懸盟合作研究的靠人工濕地技術(shù)套，經(jīng)多年實(shí)踐序已取得明顯的茂生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效發(fā)益。它們的人迎工濕地系統(tǒng)水暖質(zhì)凈化工程，生就是蘆葦、美萬人蕉等五六種掀熱帶植物和亞滴熱帶植物按一禮定比例配置，勇再栽種到由沙柿子、細(xì)石等填伴料構(gòu)成的水池鞏里，原本臭不穿可聞的污水經(jīng)乎池里流出后，輕馬上變得清澈還見底，達(dá)到國注家地表水標(biāo)準(zhǔn)孩。餡三、從建棍設(shè)投入成本看簡，人工濕地可鄙解決資金的明暗顯不足問題揮人工濕地淘處理污水的運(yùn)浴行成本非常低塘廉，一般為每兩噸污窄水慶0.運(yùn)1點(diǎn)～誠0.纏2宇元，它是傳統(tǒng)想二級(jí)處理剪的符1鞭／君1搜0服～羽1離／趨5致。此外，基建暮投資也少得多佳，通常為每噸保污洗水畫15悟0坊～逐80駁0瞇元，是傳統(tǒng)二逐級(jí)污水處理廠點(diǎn)的緊1恨／茂5彩～甘1錢／能2炕。同時(shí)，濕地相植物還可以作王為工業(yè)原料和亭生活資源。如冊江蘇省鹽城市攝雙燈紙業(yè)有限班公司利用沿湖畫灘涂種植堡了很3.罰4毀萬畝蘆葦，用制造紙廢水進(jìn)行榨灌溉，每年可賣收割大量的蘆設(shè)葦，有效地解污決了造紙?jiān)舷涔?yīng)問題。斃四、從自境然調(diào)節(jié)作用看多，人工濕地還充具有強(qiáng)大的生揉態(tài)修復(fù)功能逝有資料表學(xué)明，人工濕地是不僅在提供水感資源、調(diào)節(jié)氣復(fù)候、涵養(yǎng)水源污，均化洪水、急促淤造陸、降兔解污染物、保才護(hù)生物多樣性獎(jiǎng)和為人類提供祖生產(chǎn)、生活資踢源方面發(fā)揮了澤重要作用。此舞外，它還能吸邀收二氧化硫、姑氮氧化物、二石氧化碳等，增禁加氧氣、凈化老空氣、消除城撓市熱島效應(yīng)、味光污染和吸收臘噪聲等，并對晃保護(hù)野生動(dòng)物辮和提高局部地遷區(qū)景觀的美學(xué)萄價(jià)值也有很大糕的益處。如鹽腿城市的蘆葦濕周地建成后，鳥島類的數(shù)量比原裳來增加了一倍候以上，茂密的蚊蘆葦不僅銷納顯大量的城市污點(diǎn)水，又成了鳥妙類的樂園，吸狗引了大批丹頂堅(jiān)鶴前來?xiàng)?。其因此，又具有印?qiáng)大環(huán)境調(diào)節(jié)背功能和生態(tài)效乳益，既給城市創(chuàng)污水找到了出抹路，同時(shí)還造凡就了一片綠洲隔，形成一個(gè)令貍?cè)速p心悅目的杰生態(tài)景觀和旅挖游景點(diǎn)，進(jìn)而玉美化凈化環(huán)境束，克服了傳統(tǒng)裙污水處理后有商污泥產(chǎn)生等不摟足，達(dá)到了保袍護(hù)自然生態(tài)的仍效應(yīng)售。樓穴生活資源方面魯發(fā)揮了重要作棄用。此外，燃它還能吸收二握氧化硫、氮氧負(fù)化物、二氧化濕碳等，增加氧賀氣、凈化空氣喘、消除城市熱仍島效應(yīng)、光污你染和吸收噪聲屆等，并對保護(hù)矩野生動(dòng)物和提純高局部地區(qū)景晨觀的美學(xué)價(jià)值蓬也有很大的益批處。如鹽城市王的蘆葦濕地建碑成后，鳥類的抽數(shù)量比原來增肆加了一倍以上伯，茂密的蘆葦彎不僅銷納大量低的城市污水，睬又成了鳥類的華樂園，吸引了揮大批丹頂鶴前窯來?xiàng)?。因此爭，又具有?qiáng)大炒環(huán)境調(diào)節(jié)功能獎(jiǎng)和生態(tài)效益，館既給城市污水夠找到了出路，鍵同時(shí)還造就了退一片綠洲，形互成一個(gè)令人賞瞎心悅目的生態(tài)掩景觀和旅游景爐點(diǎn)，進(jìn)而美化內(nèi)凈化環(huán)境，克座服了傳統(tǒng)污水楚處理后有污泥寫產(chǎn)生等不足，蟲達(dá)到了保護(hù)自鴨然生態(tài)的效應(yīng)擔(dān)。卻堆沫平益“予人工濕地概念扁是，由人工建其造和監(jiān)督控制膛，充分利用濕會(huì)地系統(tǒng)凈化污戰(zhàn)水能力的特點(diǎn)嘴，利用生態(tài)系不統(tǒng)中的物理、區(qū)化學(xué)和生物的斬三重協(xié)同作用敏，通過過濾、無吸附、沉淀、菌離子交換、植寨物吸收和微生昂物分解來實(shí)現(xiàn)架對污水的高效娛凈箱化蠟”矛，肌俞諷教授介紹說。碎包澆食人工濕地主要閘由五部分組成淋，一是具有各艷種透水性的基莊質(zhì)，如土壤、能砂、礫石；二蘿是適于在飽和度水和厭氧基質(zhì)幣中生長的植物叛，如蘆葦?shù)?；壓三是水匹體另(盆在基質(zhì)表面上票或下流動(dòng)的支水找)骨；四是無脊椎巖或脊椎動(dòng)物；潤五是好氧或厭蛛氧微生物種群閥。濕地植物在佛濕地系統(tǒng)中具哄有三個(gè)間接的頑重要作用：一建是顯著增加微密生物的附奶著慢(萬植物的根、莖肝、仰葉吵)州；二是濕地植亭物可將大氣氧宋傳輸至根部，陽使根在厭氧環(huán)最境中生長；三往是增加或穩(wěn)定蠢土壤的透水性龜?？网P莊社人工濕地處理部系統(tǒng)的特點(diǎn)是修：建造和運(yùn)行圍費(fèi)用便宜；易猜于維護(hù)，技術(shù)倆含量低；可進(jìn)嬌行有效可靠的谷廢水處理；可已緩沖對水力和酬污染負(fù)荷的沖猛擊；可產(chǎn)生效土益縣,帥如水產(chǎn)、畜產(chǎn)隸、造紙?jiān)?、隸建材、綠化、德野生動(dòng)植物棲漁息、娛樂和教巨育。不足之處搶是：占地面積務(wù)大；不精確的個(gè)設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)殊；生物和水力創(chuàng)復(fù)雜性及對重真要工藝動(dòng)力學(xué)痰理解的缺乏；癥易受病蟲害影借響。人工濕地賊不僅可以用于除城市和各種工斧業(yè)廢水的二級(jí)配處理，還可用磨于高級(jí)處理的碧精處理和對農(nóng)技田徑流的處理訂，在有些情況炮下，人工濕地潛可能是唯一的隆適用技術(shù)。輛踢晚乎濕地生態(tài)系統(tǒng)弟的成敗關(guān)鍵是緊水。規(guī)劃的園濁區(qū)水系統(tǒng)包潑括轉(zhuǎn)6笛部分勉：椒(1塘)濾園區(qū)內(nèi)各建筑益組團(tuán)產(chǎn)生的生吉活和實(shí)驗(yàn)室污煌水收集系統(tǒng)，么位于地下逝；影(2途)掏位于園區(qū)西北北的生活污水污怨水處理溫室，華收集的污水在億這里進(jìn)魚行旱2符級(jí)處理賓；陷(3憤)疫環(huán)繞園區(qū)的線尺狀濕地系統(tǒng)，伍經(jīng)過初步處理鄉(xiāng)的污水緩慢繞靠園一周后成為仁干凈水源進(jìn)入斬；狹(4哄)哨以湖泊鑰水面、挺水植舟物群落為主的蠅中央濕地移；飄(5陪)析屋頂和園內(nèi)綠自地在降雨情況此下形成的徑流勸直接進(jìn)入濕地構(gòu)系統(tǒng)，在綠地洲需要灌溉季節(jié)跡，可以直接從幕濕地系統(tǒng)取水贊；襪(6百)戀園區(qū)和外界的禮水交換系統(tǒng)，大建園初期，中廣央濕地系統(tǒng)土游壤滲漏量大，鍵需要從園區(qū)外駛引進(jìn)一定數(shù)量貸水用于維護(hù)濕銹地和綠地系統(tǒng)捉，冬季濕地生避物活動(dòng)低，處燦理的污水?dāng)?shù)量手減少，需要向龍園區(qū)外的城市摘污水收集系統(tǒng)怎輸出一定數(shù)量劣的污水?；几椒顕谑聦?shí)上，通過坡收集園內(nèi)產(chǎn)生族的生活廢水和羽利用降雨，可伸以基本保持園偵內(nèi)水量平衡?？▓@初期，由劣于濕地的湖、析溝土壤滲漏較歉大，實(shí)際水量庭平衡偏差可能籃會(huì)比較大。為賠了減少滲漏，代可以考慮用黏泳土等處理湖、除溝底部。經(jīng)過熊多年自然淤塞悶，土壤滲漏將甩逐漸降低并穩(wěn)某定在一定水平咽，通過園區(qū)濕服地處理后節(jié)余鬼一定數(shù)量的干子凈水是完全可要能的。會(huì)人工濕地練（名C應(yīng)W體—赴Constr真uctedW零etland橡)橫污水處理技術(shù)案是義7春0襖年代末發(fā)展起航來的一種污水鳥處理新技術(shù)。杠它具有處理效慕果好、氮磷去笑除能力強(qiáng)，運(yùn)孩轉(zhuǎn)維護(hù)管理方陵便、工程基建房和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低艦以及對負(fù)荷變石化適應(yīng)能力強(qiáng)漏等特點(diǎn)，比較似適合于技術(shù)管鞠理水平不很高考，規(guī)模較小的鍋城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村的甘污水處理鴿。敞貫人工濕地般的凈化機(jī)理：脖人工濕地對廢涌水的處理綜合便了物理、化學(xué)惜和生物的三種梳作用。濕地系擴(kuò)統(tǒng)成熟后，填似料表面和植物炸根系將由于大聽量微生物的生訪長而形成生物濫膜。廢水流經(jīng)害生物膜時(shí)，大縫量竊的覺S漏S絲被填料和植物期根系阻擋截留過，有機(jī)污染物梳則通過生物膜輸?shù)奈?、同化堤及異化作用而直被除去。濕地蒼系統(tǒng)中因植物逃根系對氧的傳沒遞釋放，使其羞周圍的環(huán)境中臘依次出現(xiàn)好氧后、缺氧、厭氧脖狀態(tài)，保證了銅廢水中的氮磷想不僅能通過植莫物和微生物作程為營養(yǎng)吸收，街而且還可以通額過硝化、反硝唉化作用將其除咬去，最后濕地?fù)屜到y(tǒng)更換填料選或收割栽種植肢物將污染物最當(dāng)終除去。常濕地處理聲系統(tǒng)的設(shè)勵(lì)計(jì)喂刻外播1揉薯選景址頸毫考察地質(zhì)隆、地貌、水文烈、自然資源、親人文資源、有涌關(guān)法律及公眾病意見。應(yīng)因地貴制宜，盡量選庭擇有一定自然僻坡度的洼地或顆經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高塞的荒地，一方系面減少土石方始工程、利于排襪水、降低投資敗，另一方面防拴止對周圍環(huán)境岸產(chǎn)生影響菌。迎昨釘瑞2印霉確定系統(tǒng)組合簡形漫式深棋根據(jù)場地特征兩、處理要求和意所處理污水的濃性質(zhì)來確定。其單一式、并聯(lián)伶式、串聯(lián)式、呆綜合式仇。難情售愉3蝕銜確定水力負(fù)帶荷嚴(yán)曾根據(jù)文獻(xiàn)或經(jīng)念驗(yàn)而定崗。綢屆走已4欣言選擇植閃物擊按根據(jù)濕地粱植物的耐污性偵能、生長能力臥、根系的發(fā)達(dá)婚程度以及經(jīng)濟(jì)閉價(jià)值和美觀等乳因素來確定。爹一般有蘆葦、居席草、大米草勺、水葫蘆、水內(nèi)花生等，最為毅常用的是蘆葦剃，插植密度烤為參1~省3嫁株互/m艱2車。易屠裳真5卷慕計(jì)算表面歐積猛As=Q/父a扭：種A陶s著—雹表面積繞；豎Q理—肌進(jìn)水流量團(tuán)；焦a選—滲水力負(fù)荷閥。原庭裳排6扣詞確定長寬闊比蝦惕狂全1沾）表面流濕地以：長寬額比估1勢0仗：宮1堆或更大，根據(jù)胞地形來考慮，塔底坡贊降奉0%~1旁%午。碑俘要2顫）潛流濕地：歷根據(jù)達(dá)西定達(dá)律延Q=Ks*A存*S揉挑沾S勾—隔水力坡度蜜；愁A(yù)議—扶濕地床橫截面博積靈；起K蜂s性—剪潛流滲透系數(shù)用。或厄剛公永式篩As=5.2問Q[L幣N看（棉So-S施e辮）誦]盈，紙S到o蒸—秩進(jìn)當(dāng)水唇BO秀D宇濃度羅；符S脫e票—陜出芽水閥BO醋D婚濃度看；木A疤s諸—岔濕地床表面積趨。劇猾覽斯7耍李結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)煤（