湿地农业技术

湿地农业技术（共12篇）

湿地农业技术 篇1

1 人工湿地的概念与分类

人工湿地污水处理技术是通过对天然湿地的结构进行模拟, 在人为地对生物种类进行选择来构建湿地的生态系统, 利用其物理、化学和生物的功能来处理污水的一项技术。它可以充分发挥资源的生产潜力, 防止环境的第二次污染, 适合于处理水量不大和管理水平不高的城市污水, 在一定程度上可解决目前城市发展所面临的生态问题, 因此被人们日益关注。

人工湿地根据湿地中主要植物类型可划分为:挺水植物系统;浮水植物系统;沉水植物系统。目前一般所指的人工湿地大都是挺水植物系统。

人工湿地根据水在湿地系统中流动方式的不同可分为:表面流人工湿地、潜流人工湿地。其中, 潜流人工湿地又可以分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。

2 生态城市概述

2.1 生态城市的概念

生态城市是可持续发展的城市, 它包括高质量的环保系统、高效能的运转系统、高水平的管理系统、完善的绿地生态系统、高度的社会文明和生态环境意识。

2.2 生态城市规划的目标和主要内容

生态城市注重的是经济、社会、生态、环境的和谐发展, 其目标主要包括以下几个方面:一是和谐性, 这是生态城市规划的核心内容, 主要强调城市发展过程中人与自然的和谐相处。二是可持续性, 针对片面追求经济增长的错误发展观, 以科学发展观为指导, 优化资源配置, 促进城市健康、协调、可持续发展。三是整体性, 生态城市是在兼顾社会、经济和环境三者效益的基础上, 更加突出社会建设与生态环境以及人们生活质量之间的整体协调。

3 水资源概述

3.1 我国水资源现状

我国水资源总量居世界第6位, 约有28000亿m3, 但人均占有量不足2700m3, 只为世界人均占有量的1/4, 伴随着我国人口的急剧增加和水污染的日益加剧, 我国未来水资源的形式是严峻的。

3.2 水资源在国民经济中的地位

3.2.1 水资源的重要性

人类社会在发展过程中会消耗很多的资源, 例如矿产资源、水资源以及空气资源, 这些资源是国民经济发展过程中的物质基础, 水资源在使用过程中是一种非常有限的资源, 其在不断消耗过程中出现了很多的问题。人类在生活和生产过程中不能离开水资源, 水资源是最重要的自然资源, 不能使用其他资源来进行替代。国家在经济发展过程中出现了发展不均衡的情况, 这和地区的地理位置、资源分布以及社会条件有很大的关系, 水资源在其中不是唯一的条件, 但是却是最重要的因素。

3.2.2 水资源对社会的影响

水资源对国民经济效益影响巨大, 同时, 对社会效益也有很大的影响。而且, 水资源灌溉以及发电方面的作用日益重要。水资源的缺乏制约社会经济发展, 因此, 一定要对其进行合理开发、有效利用, 保证水资源的开发和利用能够和经济发展相互协调, 将水资源的经济效益、社会效益、生态效益以及环境效益进行结合, 这样能够实现可持续发展的目的。

4 人工湿地对于生态城市影响

城市绿化建设是打造生态城市的基础性工作, 合理规划城市绿地系统, 划定绿化用地范围, 科学布局城市绿化结构, 重视提高城市中心区域绿化率, 合理规划城市绿化点、线、带的布局。尊重城市自然和人文条件, 因地制宜地进行生态城市规划, 同时加强自然景观和文化景观的规划建设。

4.1 人工湿地在生态景观中的应用

人工湿地处理系统在景观生态中应用广泛, 通过在设计中导入城市景观规划设计和园林理念, 选择植物时, 在满足能够做到净化效果的前提下, 通过色彩的搭配和层次感, 并增加亭子等装饰点, 达到园林式城市的效果, 在满足净化的同时, 既能满足城市景观建设, 又能为城市增加绿色.尤其是近年来生态旅游的发展, 给人工湿地的建设注入了新的活力, 人工湿地建设的公园和游乐场地等已经成为了新型的旅游产业.

4.2 减少能耗

人工湿地通过物理, 化学和生物的作用对污水进行处理, 不需要大量的药剂或者是电处理等工艺, 因此运行成本低, 它的投入也相对来说比较低, 因为人工湿地的构建主要是防渗漏垫层, 砾石, 植物, 布水和控制装置.在较低浓度进水情况下, 氮磷的去除率是城市污水处理厂对氮磷去除率的2~3倍, 但是其投入成本仅为传统二级污水处理厂的1/10~1/5, 可以说是经济又实惠, 与此同时人工湿地可以根据污水量做出调整, 合适地选择地点, 大大地减少了污水的收集和运送。

4.3 增加水量

人工湿地可以收集雨水和净化雨水, 还能补充地下水含量, 城市雨水的调节和利用, 在增加水量和节约用水的同时, 还可以避免洪水灾害和地下水位下降, 通过人工湿地处理污水可循环用水, 生产和生活废水经过湿地处理后, 可作为低质水, 再次利用, 例如:市政用水, 浇花, 消防, 从而减轻引用水的压力。

4.4 改善城市生态

人工湿地的生态修复功能, 可以控制水土壤侵蚀, 还能还能防风护堤, 可以提供一些水资源, 还能对污染物进行降解, 给人们的生产和生活提供助力, 湿地在城市热岛效应严重的今天还能消除热岛效应和对噪声进行处理对光污染和净化空气都有很重要的作用。当下建立的人工湿地具有很高的观赏价值, 可以让生活在城市的居民更加贴近自然。

4.5 增加生物的多样性

湿地中拥有多样的生物, 给生态提供服务, 比如给濒危的动植物提供栖息地。

5 结语

人类社会的长期发展需要推动循环可持续发展经济, 降低对环境的压力, 人工湿地污水处理技术通过模拟天然湿地的结构达到污水治理的良好效果, 不仅具有较好的经济效益和生态效益, 美化环境的特点, 更是在处理城市生活废水方面拥有其独特的优势, 对城市生态建设具有非常重要的推动作用。既是人类发展和社会和谐相处的最佳选择方式, 更是生态建设的有效途径。

摘要：提出了人工湿地作为一种新型的污水处理技术, 得到了越来越多的关注, 它对污水的处理综合了物理、化学和生物的3种方法, 具有净化效果明显, 操作简单, 容量大, 投入资金少, 运行成本低等优点。应根据城市地理环境的实际, 建设相对集中的人工湿地污水处理设施, 能够提高城市污水收集处理率、中水尾水综合利用、节约水资源、美化环境、保护生物的多样性等方面具有良好的成效。探讨了人工湿地在生态景观中的应用。

关键词：人工湿地,生态城市,水资源,污水处理

参考文献

[1]白晓慧, 王宝贞, 余敏, 等.人工湿地污水处理技术及其发展应用[J].武汉大学学报, 2003, 36 (1) :12~16.

[2]黄肇义, 杨东援.国外生态城市建设两例[J].今日浙江, 2003 (7) :14~15.

[3]王如冲, 叶亚平.人·水与生态[J].科学对社会的影响, 2004 (2) :24~30.

湿地农业技术 篇2

摘要：人工湿地作为一种新型生态污水处理技术，在实际应用中取得了快速发展。为了适应我国对这一技术的迫切需要，本文介绍了目前人工湿地污水处理的工艺结构、基本设计方法，阐述了人工湿地污水处理系统工艺设计的主要内容及存在的若干问题，并提出了开展人工湿地工艺设计研究的一些设想。

关键词：人工湿地；污水处理；工程设计

Abstract : As a new type of ecological wastewater treatment technology ,constructed wetland has been developed at a great speed in its application.In order to satisfy the urgent need of this technology in China ,the basic configuration , types and design methods of current wastewater treatment technology by constructed wetland are introduced ,and the main contents and problems of the process design of constructed wetland for wastewater treatment are summarized , and some research interests are proposed in this paper.Key words : construced wetland;wastewater treatment;process design 引言

近年来，各种水处理技术在实际应用中取得了不断的发展，特别是作为二级处理的活性污泥法以其工艺相对成熟、运行稳定、处理效果好而成为城市污水处理的主流工艺，但传统的活性污泥不仅基建投资大，运行费用高，且主要以去除碳源污染物为目的，对氮、磷等营养物质的去除则微乎其微，经处理后的出水排入水体后仍将引起“富营养化”等环境问题。三级处理虽可解决上述问题，但因投资和运行费用昂贵而难以大面积推广。同时事实也说明，单纯依靠传统的人工处理方法在我国当前的情况下尚难以从根本上解决水污染问题，只能延缓其发展趋势。70年代以来，人工湿地处理技术的提出和发展，为综合解决上述问题提供了一种新的选择。

人工湿地是一种人工建造和监督控制的与自然湿地相类似的地面，是人为地将石、砂、土壤等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统[1]。由于人工湿地具有处理效果好、建设和运行费用低、易于维护管理等优点[2,5 ]，因而受到世界各国的普遍重视，成为近年来发展较快的一种污水处理新技术[6]。

但是，由于人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，尤其在我国人工湿地污水处理技术的发展及其应用时间还相对较短，还没有比较成熟的设计参数，其工艺设计也还处于试验阶段；人们对其的认识较少，加之存在许多亟待解决的问题，因而人工湿地的应有潜力未能得到深入挖掘。本文将在阐述人工湿地污水处理系统工艺设计的主要内容及存在的若干问题的同时，提出一些开展人工湿地工艺设计研究的设想和展望，以供广大环境保护工作者参考。人工湿地的类型与工艺流程

人工湿地系以人工建造和监督控制的、与沼泽地相类似的地面，通过自然生态系统中的物理、化学和生物三者协同作用以达到对污水的净化。此种湿地系统是在一定长宽比及底面坡度的洼地中，由土壤和填料混合组成填料床，废水在床体的填料缝隙或在床体表面流动，并在床体表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物，形成一个独特的动、植物生态系统，对废水进行处理[7]。

人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两种类型[7]：①自由水面人工湿地(简称FWS，或称地表径流型人工湿地)，②潜流型人工湿地(简称SFS)。FWS系统中，废水在湿地的土壤表层流动，水深较浅(一般在0.3～0.6m)。与SFS系统相比，其优点是投资省，缺点是负荷低。北方地区冬季表面会结冰，夏季会滋生蚊蝇、散发臭味，目前已较少采用。而SFS系统，污水在湿地床的表面下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用，提高处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表下流动，保温性好，处理效果受气候影响较小，且卫生条件较好，是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统，但此系统的投资比FWS系统略高。

人工湿地的工艺流程有多种，目前采用的主要有：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式4种，如图1所示[7]。阶梯进水可避免处理床前部堵塞，使植物长势均匀，有利于后部的硝化脱氮作用；回流式可对进水进行一定的稀释，增加水中的溶解氧并减少出水中可能出现的臭味。出水回流还可促进填料床中的硝化和反硝化作用，采用低扬程水泵，通过水力喷射或跌水等方式进行充氧。综合式则一方面设置出水回流，另一方面还将进水分布至填料床的中部，以减轻填料床前端的负荷。实际设计中，人工湿地的运行可根据处理规模的大小进行多级串联或附加必要的预处理、后处理设施构成。这样的多种方式的组合，一般有单一式、并联式、串联式和综合式等，如图2所示[7]。在日常使用中，人工湿地还常与氧化塘等进行串联组合。

人工湿地污水处理系统一般包括前处理和人工湿地两部分。前处理一般包括化粪池、格栅、沉砂池、沉淀池、厌氧池和兼性塘等。直接将未经沉淀处理的污水引入人工湿地，虽然首级人工湿地的COD、BOD、SS的去除率高，但容易引起堵塞等问题，使维护费用增加。因此，将沉淀池或稳定塘作为人工湿地系统前处理是非常必要的。人工湿地一般工艺处理流程见图3[7]。

a c

b

d 图1 人工湿地的基本流程

a.推流式；b.回流式；c.阶梯进水式；d.综合式

a

c

b

d

图2 人工湿地的不同组合方式 a.单一式；b.串联式；c.并联式；d.综合式

图3 人工湿地一般工艺处理流程 人工湿地系统的设计

人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，尤其在我国还没有比较成熟的设计参数，其工艺设计也还处于试验阶段。其设计受很多因素的影响，主要是：水力负荷、有机负荷、湿地床的构造形式、工艺流程及其布置方式、进出水系统的类型和湿地所种植植物的种类等。由于不同国家及地区的气候条件、植被类型以及地理条件各有差异，因而大多根据各自的情况，经小试或中试取得相关数据后进行设计[7]。

3.1 选址及污水量和污水水质的确定

在人工湿地修建前，先进行污水量的调查和污水水质分析，确定处理规模以及有关污染物的去除率，设计处理后污水必须达到国家规定的污水排放标准。然后，根据地质、地貌、水文、污水出口等自然状况以及市政规划等因素选定人工湿地地址。比如地形有一定自然坡度可减少开挖土方量，有利于排水、降低投资且减少对周围环境的影响；一般人工湿地应建在非洪涝灾害区或则需考虑修建相应的防洪措施；在房价较低地段修建可大幅度降低修建成本等。

3.2 植物的选择

人工湿地系统设计中，应尽可能增加湿地系统的生物多样性，以提高湿地系统的处理性能，延长其使用寿命。植物在碎石中为微生物提供场所，在整个湿地系统中占有重要的地位，因此应慎重选择。

总的来说，选择植物应该满足：(1)耐污能力和抗寒能力强，适宜于本土生长，最好以本乡土植物为主；(2)根系发达，茎叶茂密；(3)抗病虫害能力强；(4)有一定的经济价值。而常用的植物有芦苇、香蒲、大米草、美人蕉、水花生和稗草等，目前最常用的是芦苇。芦苇的根系较为发达，具有巨大比表面积的活性物质，其生长可深入到地下0.6～0.7m，具有良好的输氧能力。种植芦苇时，一般应尽量选用当地芦苇进行移栽，即将有芽苞的芦苇根分剪成10cm长左右，将其埋入4cm深的土中并使其端部露出地面。插植的最佳季节在秋季或早春，插植密度可为1～3株/m2。

3.3 填料的选用

湿地床由三层组成，表层土壤、中层砾石层和下层小豆石层。表层土壤可用当地表层土，优先选用钙含量为2～2.5kg/100kg的混合土，以利于提高脱磷效果。在铺设表层土时，要将地表土壤与粒径为5～10mm石灰石掺和，厚度为150～250mm。表层以下采用粒径在0.5～5mm的砾石或花岗岩铺设，其铺设厚度一般为0.4～0.7m，有时也采用粒径在5～10mm或12～25mm石灰石填料。进水配水区和出水集水区的填料常采用粒径为60～100mm的砾石，分布于整个床宽。由于表层土壤在浸水后会有一定的下沉，因此，设计的填料表层标高应高出期望值10%～15%[7]。

3.4 基本技术参数的确定

主要是确定污染物负荷、停留时间、水深和所需的土地面积等技术参数，污水的特性、地理位置、气候条件、人们的生活方式、经济和科技水平等均影响工艺参数的选择。基本技术参数见表1[7]。

表1 人工湿地基本技术参数

设计参数 单位 FWS SFS

水力停留时间 d 4～15 4～15

水深 ft 0.3～2.0 1.0～2.5

BOD5 水力负荷率

lb/acre.d ＜60 ＜60

Mgal/acre.d 0.015～0.050 0.015～0.050

面积 Acre/(Mgal/d)67～20 67～20 注：ft×0.3048＝m

lb/acre.d×1.1209＝kg/hm2·d

Mgal/acre.d×0.9354=m3/m2·d

Acre/(Mgal/d)×0.1069= hm2/(103m3/d)3.4.1 基本几何参数的确定

在人工湿地的设计中，湿地的长宽比可按下列公式计算：

为保证废水以推流方式流经湿地，一般要求长度应＞20m，长宽比L/W不应过大，建议控制在3∶1以下，常采用1∶1，对于以土壤为主的系统，L/W比应小于1∶1[1]。根据现有人工湿地的设计与运行经验，一般单个碎石床的长度＜50m，宽度为25～30m，湿地床的深度一般根据水生植物自然根系的延伸程度来设计的，多数为0.6～0.7m。

3.4.2 FWS系统的设计[7]

由于废水在人工湿地中流动缓慢，故人工湿地通常可视作一级推流式反应器，稳态条件下可用以下反应动力学公式描述：

基于人工湿地的影响因素较为复杂，各国研究者对湿地床的尺寸提出了不同的计算方法。Reed建议FWS系统可用下列方程计算[8]：

Tchobanoglour建议，设计水温为T时，反应动力学速率常数可由下式确定[8]：

当湿地床的底坡或水力坡度不小于1%时，上述方程可调整为： 对床表面积As，Kaklec和Knight建议用下式计算：

初步设计时，k值可取34m/y，背景BOD5值可由下式计算：。FWS系统的有机负荷

随废水性质和条件变化很大，其范围在18～110kgBOD5(ha·d)。一般只作为设计校核的指标，它的控制对维持系统好氧状态及防止蚊虫、恶臭等非常重要。

FWS系统的水力负荷可达150～500m3/(ha·d)。在确定水力负荷的同时应考虑气候、土壤状况、渗透系数和植被类型等场地类型，还应考虑接纳水体的水质要求，尤其注意由于蒸发、蒸腾的失水量对夏季处理的影响及在干旱地区设计湿地的可行性[7]。在特殊情况下，要求湿地设计达到零排放时，湿地中的水主要通过蒸发、蒸腾、补充地下水或系统内回用等途径完成，这时水力负荷及水平衡计算是设计时需要重点考虑的问题。

3.4.3 SFS系统的设计[7]

1．湿地床坡度的确定。

在SFS系统中，水流有两种流态，层流和紊流。当湿地床中所用填料的粒径不大，污水充满整个填料缝隙并处于饱和状态时水流为层流，此时填料床的坡度可用Darcy公式计算[8,10]：

对于其中的渗透系数Ks，到目前为止尚无准确的测定，如果是以砾石为主的湿地床，欧洲人建议取10-3m/s，而美国的经验认为Ks不宜大于10-4m/s。

一般认为当湿地床中的渗流雷诺数Re大于1～10时，水流变为紊流，此时不宜用Darcy定律来描述了，尤其是当采用的填料粒径较大时，则需要考虑水流的扰动作用了。此时宜用Ergun公式来描述[8,10]，即：

2．湿地床表面积的确定。湿地的表面积As可用下计算[8]：

式中KT与温度的关系为。据有关文献报道和实际试验，某一特定SFS系统的K20与床

体填料的孔隙率n有关，关系式为，对典型城市污水取K0=1.839d-1，高浓度有机工业废水

K0=0.198d-1。

英国人Kitkutb推荐用下列公式计算表面积：

。附－符号说明：

Ac，As—湿地床的横截面积，表面积，m2； Se，So—进水、出水BOD5，mg/L； Q—平均设计流量，m3/d； Ks—渗透系数，m3/(m2·d)；

K20，KT—温度20℃，T℃时的速率常数，d-1；

Ko—某一填料中植物根系充分发展后的最佳速率常数，d-1； L—湿地床长度，m； W—湿地床宽度，m； D—湿地床深度，m； S—底坡或水力坡度。

由上述各式，即可确定湿地床的基本尺寸。湿地床长度通常定为20～50m，过长易造成湿地床中的死区，且使水位难于调节，不利于植物的栽培。床横截面面积与温度、有机负荷无关，只受填料的水力学特性影响。在借鉴有关经验的基础上人们建议，通过填料横截面的平均流速Q/Ac以不超过8.6m/d为宜，以避免对填料根茎结构的破坏。

3．湿地床深度的确定。

湿地床的设计深度，一般要根据所栽种的植物种类及其根系的生长深度来确定，以保证湿地床中的必要的好氧条件。对于芦苇湿地系统，用于处理城市或生活污水，湿地床的深度一般取0.6～0.7m；而用于较高浓度有机工业废水的处理时，湿地床的深度一般在0.3～0.4m之间。为保证湿地深度的有效使用，在运行的初期应适当将水位降低以促进植物根系向填料床的深度方向生长，湿地床的底坡一般在1%或稍大些，最大可达8%，具体应该根据填料性质及湿地尺寸加以确定，如对以砾石为填料的湿地床，其底坡一般可取2%。表2[7]为深圳白泥坑人工湿地系统各单元的设计参数。

表2 深圳白泥坑人工湿地系统各单元的设计参数 项目 单元 长/ 个数 m

宽/ m

碎石粒径/ 碎石层厚/ mm

cm

池底坡度/ %

水力负荷/(m3/m3·d)

第一级 3 42 11-12.5 10-50 40-100 1，1.5，2.0 95.4

第二级 2 47 18.5 10-30 50-120 2.0，3.0 95.4

第三级 3 30 19

0（停留4天）

第四级 3 54 19 5-10 60-100 0.5，1，1.5 100.7

3.5 进出水系统的布置

湿地床进水系统的设计应尽量保证配水的均匀性，一般采用多孔管或三角堰等。多孔管可设于床面上或埋于床面以下，埋于床面下的缺点是配水调节较为困难。多孔管设于床面上方时，应比床面高出0.5m左右，以防床面淤泥和杂草积累而影响配水。同时应定期清理沉淀物和杂草等，保证系统配水的均匀性。系统的进水流量可通过阀或闸板调节，过多的流量或紧急变化时应有溢流、分流措施。

湿地出水系统的设计可采用沟排、管排、井排等方式，合理的设计应考虑受纳水体的特点、湿地系统的布置及场地的原有条件。为有效地控制湿地水位，一般在填料层底部设穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门。对严寒地区，进、出水管的设置须考虑防冻措施，并在系统的必要部位设置控制阀和放空阀。

3.6 湿地的水位控制

通常，湿地进水的水位是不变的，为使污水在床体内以推流式流动，须对床层的水位加以控制。通常，SFS系统对水位的控制有几点要求：①在系统接纳最大设计流量时，湿地进水端不出现雍水，以防发生表面流；②在系统接纳最小设计流量时，出水端不出现填料床面的淹没，以防出现表面流；③为了利于植物的生长，床中水面浸没植物根系的深度应尽量均匀，并尽量使水面坡度和底坡基本一致[7]。当出水端控制水面时，床堤的底坡选择对工程造价和水流流态有较大影响。因此，湿地床的底坡应尽可能地与床体的水面线坡度一致，且湿地床的长度不宜过长，过长易增加植物浸没深度的不均匀性，同时水流易形成大片的死区，将增加出水端水位控制的难度。

3.7 防止地下水污染

为防止湿地系统因渗漏而造成地下水污染，要求在工程时尽量保持原土层，并在原土层上设置防渗层。防渗层的设置方法有多种，如采用厚度为0.5～1.0mm的高密度聚乙烯树脂，或油毛毡密封铺垫等，为防止床体填料尖角对薄膜的损坏，施工时可在塑料薄膜上预铺一层细砂。存在的问题与研究设想

在我国，人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，还没有成熟的设计参数，工业设计也还处于试验阶段，其中存在的很多问题都有待研究和解决。

4.1 存在的问题

人工湿地污水处理技术中存在的问题可以概述如下：

（1）人工湿地的基质种类比较单一，只有土壤、砾石和沙等几种，难以处理特殊污染物的水体，而且基质中的某些化学组成还可能抑制水体中某些污染物的去除。

（2）人工湿地植物种类单一，常用的湿地植物主要为芦苇、菖蒲、香蒲等挺水植物，实际应用中只选用其中的一种或几种植物，这样必然影响系统的处理效果。

（3）关于人工湿地去除污染物机理的研究虽然取得了很大的进展，但总体上看还无法为其工艺设计提供有力的理论指导，有待进一步深入，特别是对水体中主要污染物如N、P 元素及重金属元素的去除机理尚不十分清楚。

（4）污水在人工湿地中运行情况相当复杂，给人们对其水力学特征的研究带来了很大困难，一些工艺参数只能依据实践经验，因而导致了系统水力学设计不合理，出水效果不理想。

人工湿地污水处理技术初探 篇3

关键词：人工湿地：污水处理：性能改进引言：随着各国经济的高速发展，水资源被人类广泛利用，不仅应用于农业、工业和生活，还用于发电、水运、旅游和环境改造等。在广泛利用的同时出现不合理利用的现象，随之带来的水污染现象十分严重；人工湿地系统在处理水污染方面有重要作用，因此研究人工湿地污水处理技术在处理水污染方面具有重要的意义。

1人工湿地污水处理技术概述

1.1人工湿地的含义。湿地对气候和水分有很好的调节作用，在实际应用中，人们可以通过模仿湿地的组成、构造和环境的方式来达到对当地的气候和水分调节的目的。人工湿地的定义是：人们为达到湿地对气候和水分的调节作用，在人工筑造而成的水池或者沟槽里种植—定比例的水生植物，系统中各组成成分通过相互之间的物理、生物和化学作用来处理污染水资源中的危害物质，这是一个可以控制的工程化湿地系统。

1.2人工湿地污水处理技术的含义。人工湿地实质是一个复杂的、综合的生态系统，人工湿地污水处理技术主要是人们在实际生产和生活中，为了对气候和水分有一个很好的保护作用，同时对生活和生产过程中产生水污染进行处理而采取的一种技术手段。

2.人工湿地污水处理技术研究现状

2.1人工湿地污水处理技术的国外研究现状。最早发现了芦荟可以去除水资源中有机和无机污染物的实验室由德国的MaxPlank研究所在1953年进行，该实验也是世界首例人工湿地处理污水的实验。这个实验在世界各地引起了大家对人工湿地在处理水污染方面的思考，在此之后，关于人工湿地的应用研究如雨后春笋，其中最有代表性质的有：丹麦先后建立了30多个人工湿地污水处理厂进行人工湿地的研究。

2.2人工湿地污水处理技术的国内研究现状。我国对人工湿地的研究起步较晚，首例对人工湿地的研究可以追溯到1987年天津市环境保护研究所进行的实验。随后我国在人工湿地技术方面的研究如火如荼，90年代在深圳建了白泥坑人工湿地示范工程，20世纪末应用污水新处理技术的成都活水公园也应运而生。

2.3人工湿地污水处理技术的发展趋势。人工湿地系统不仅可以对当地的水分和气候進行调节，还能对污染物质进行处理，同时还具有美观等美学价值，因此发展前景十分广阔。主要表现在以下方面：第一，结合计算机信息化技术，通过计算机软件模拟对人工湿地系统的不同组成类型进行研究，不仅省时省力，而且可以找到提高人工湿地去污能力最强的系统组合；第二，统计不同地区不同行业的工业污水的使用数据，结合当下的大数据技术，构造数据库来更好的进行人工湿地的研究、应用。

3人工湿地污水处理技术

3.1人工湿地污水处理技术的处理机理。从德国M ax Plank研究所进行的世界首例人工湿地处理污水的实验开始，到现在人工湿地技术的广泛研究和应用，人们在研究和应用的过程中，对人工湿地的处理机理有了基本认识：在人工筑造而成人工湿地系统中，利用系统中基质一水生植物一微生物的物理、化学、生物的三重协同作用，对污染的水资源进行吸附、离子交换、沉淀、分解等，以此实现去除污水资源中的危害物质。

3.2人工湿地污水处理系统的基本类型。人们通常把人工湿地污水处理系统分为水平潜流湿地、垂直流湿地和表面流湿地三种主要类型，该分类方法的依据是不同人工湿地系统的水体流态和工程构建的不同，其中，水平潜流湿地和垂直潜流湿地的系统控制要求相对复杂，系统构建的要求相对较高，水力负荷比较大，但是去污的效果比较好：而表面流湿地的系统控制简单，水力负荷也比较低，但是去污能力相对前两者较低。

3.3人工湿地污水处理技术的优势和不足。一般传统污水处理方式耗时、耗力、效果不理想，通过对比人工湿地污水处理技术与传统污水处理手段，可以发现人工湿地技术具有明显的优势，比如投入的资源较少、成本相对较低：污水的处理系统可以根据不同水污染的类型进行组建：效果也比较理想。但是人工湿地也存在不足，其中不足之处主要集中在以下方面：占地面积比较大、受气候条件影响较大、植物容易产生去污饱和现象。

4人工湿地污水处理系统的性能改进

4.1人工湿地污水处理系统的性能。人工湿地系统由植物、微生物、基质及动物组成，其中，湿地中的水生植物起到固定床体、提供较好的过滤作用：人为设计的具有—定厚度铺成的供植物生长、微生物附着的的基质，不仅能为植物、微生物的成长提供营养，而且具有过滤、沉淀、吸附等作用，能有效的把水体中的SS去除，系统中各组成成分在相互协同作用下达到处理污水效果。

4.2影响人工湿地净化能力的因素分析。影响人工湿地净化能力的因素主要有：当地的气候环境、湿地中植物的种类以及去污能力、湿地中动物种类、湿地中水流动力学特性、湿地中微生物类群及基质的组成，其中起主要作用的是湿地中植物的种类及其去污能力。

4.3人工湿地污水处理系统的性能改进。目前人们对人工湿地净化过程的了解多基于“黑箱”理论，而对于人工湿地在实际中的污水净化过程并不是很了解，从而导致人工湿地技术还未达到理想的效果，对于人工湿地污水处理系统的性能改进方面主要有以下方面：第一，深入了解人工湿地的工艺参数，在建造各地的人工湿地要根据各地要处理的污水的降解反应动力学的规律，设计最优的人工湿地；第二，统计不同地区的人工湿地去污能力的数据，结合当下的大数据技术，具体准确的掌握不同类型的人工湿地系统的去污能力，从而能更准确的选择合理的人工湿地系统的组成比例；第三，湿地系统中氧含量是影响湿地N和P净化效果的关键因素，为测出系统中氧含量的最佳值，可以结合计算机信息化技术，通过计算机软件模拟对人工湿地系统的不同的氧含量进行模拟，通过模拟实验找到系统中最佳的氧含量。

结语：人工湿地污水处理技术是现在和今后污水处理的一个热点技术，随着我们对其相关内容进行深入分析和研究、解决其不完善的地方，人工湿地必将会有更加广泛的应用前景。

人工湿地污水处理技术 篇4

一、人工湿地的分类

国内外学者对人工湿地系统的分类多种多样。不同类型的人工湿地对特征污染物的去除效果不同, 具有各自的优缺点。从工程设计的角度出发, 按照系统布水方式的不同或水流方式差异一般分为自由表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地和潮汐潜流人工湿地。

(一) 自由表面流人工湿地 (如图1) 。

自由表面流人工湿地根据植物种类的不同又可以分为挺水型、浮叶型、漂浮型、沉水型植物人工湿地。污水从湿地表面流过, 具有投资省、操作简便、运行费用低等优点, 但占地面积较大, 水力负荷较低, 去污能力有限。氧主要来源于水体表面扩散、植物根系的传输, 但传输能力十分有限。湿地系统运行受气候影响较大, 夏季有孳生蚊蝇的现象、产生不良气味、冬季容易结冰等缺点。

(二) 水平潜流人工湿地 (如图2) 。

水平潜流人工湿地中, 污水从一端水平流过填料床。床体设有防渗层, 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, 对BOD、COD、SS、重金属等污染物的去除效果好, 而且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象。但其脱氮除磷效果不如垂直潜流人工湿地。 (1) 垂直流人工湿地。污水从湿地表面纵向流过填料床的底部, 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。垂直潜流人工湿地的硝化能力高于水平潜流人工湿地, 可用于处理氨氮较高的污水。但构造比较复杂, 且对SS去除率不高, 所以常在垂直流人工湿地后连接水平流人工湿地。 (2) 潮汐潜流人工湿地。潮汐潜流人工湿地是近年来由伯明翰大学提出的。芦苇床交替地被充满水和排干, 床体充水过程中空气被挤出, 排水过程中新鲜的空气被带入床内。伯明翰大学最新研究成果表明, 当水被排出芦苇床, 有机污染物留在基质内时是氧消耗量最大的时刻。因此, 排水过程中进入的新鲜空气可看作是去除污染物的氧源。通过这种交替的进水和空气运动, 氧的传输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。

二、人工湿地污染物去除

(一) 有机污染物的去除。

研究表明, 人工湿地对有机污染物具有较强的去除能力。不溶性有机物通过在湿地基质中的沉积、过滤作用可以很快地被截留进而被分解或利用, 可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及厌氧好氧生物代谢降解过程而被分解去除。在有机物的去除中, 异养菌由于主要采用有机碳作为碳源且具有较高的新陈代谢速率而起主要作用。有机物的好氧降解主要由好氧异养菌完成, 反应式为: (CH2O) +O2→CO2+H2O。人工湿地中有机物的厌氧降解是一个比较复杂的过程, 主要由兼性及专性厌氧异养菌完成, 过程包含了若干步骤。第一步的发酵产物主要是脂肪酸, 如乙酸、丁酸和乳酸、酒精以及CO2和H2O。接下来, 在硫化菌和产甲烷菌的作用下, 发酵产物进一步降解为低分子产物。

(二) 氮的去除。

微生物的硝化、反硝化作用对氮的去除起重要作用。根据根区法理论, 人工湿地植物中根毛的输氧, 根区附近湿地土壤中连续出现好氧、缺氧、厌氧状态, 为自养型好氧微生物亚硝酸菌、硝酸菌和异养型微生物反硝化细菌大量的存在提供了条件, 使要求好氧条件的硝化反应和要求厌氧的反硝化反应可以同时完成。另外, 对硝化反应有抑制作用的是NH3-N、重金属、氰化物及有机物, 人工湿地对这些物质也有一定的去除作用, 因此, 人工湿地比一般污水处理系统具有较强的氮处理效率。根据试验实测结果, 人工湿地中氨化细菌、亚硝化菌、硝化菌、反硝化菌数量都处于较高水平, 因此人工湿地具硝化、反硝化、脱氮的良好基础和潜力。资料表明, 人工湿地对TN的去除率可达60%以上。

图3所示为各种状态的有机和无机氮在人工湿地中的变化规律。原废水中的氮一般以有机氮和氨氮的形式存在。废水中的有机氮在处理过程中被异养微生物首先转化为氨氮, 而后氨氮在硝化菌的作用下被转化为无机的亚硝态氮和硝态氮, 最后通过反硝化以及植物根系的吸收作用而从系统中去除。

硝化反应式如下:NH4++1.5O2→NO2-+2H++H2O;NO2-+0.5O→NO3-。总式:NH4++2O2→NO3-+2H++H2O

硝化反应受温度、pH、碱度、无机碳、微生物量、NH3-N及溶解氧浓度影响。湿地中硝化反应的最佳温度在30℃～40℃, 温度低于15℃时会对系统的硝化速率产生较大的限制。

反硝化反应式为:6 (CH2O) +4 NO3-→6CO2+2N2+6H2O。在反硝化反应中, 氮氧化物作为最终电子受体, 在电子转移过程中, 电子由给体通过各种传递系统到达氮氧化物, 自由能被转化为ATP储存在微生物体内用于呼吸作用。上式表示在纯厌氧或缺氧下的反硝化反应, 氮代替氧成为电子受体。越来越多的研究表明, 在氧存在的条件下, 反硝化反应依然可以发生。

(三) 磷的去除。

人工湿地对磷的去除是植物吸收、微生物去除及物理化学作用三方面共同作用的结果。废水中无机磷在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, 通过植物的收割而去除。

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的不同而有差别。由于石灰石及含铁质填料中Ca和Fe可与PO43-反应而沉淀去除PO43-, 因而它们是除磷效果较好的填料。含钙质或铁质的地下水渗入人工湿地也有利于磷的去除。

R.Bhamidimarri等的实验表明:当进水总磷浓度为2.6～35.9mg/L时, 人工湿地对总磷平均去除率为90%。

三、人工湿地的应用前景

人工湿地已在欧美得到广泛的应用。美国约有120个湿地系统, 英国约有255个, 丹麦有大约100个, 这些人工湿地的规模可大可小。我国人工湿地的研究起步较晚, 于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程——白泥坑人工湿地污水处理系统。后来, 在北京和天津等地也建立了人工湿地污水处理系统, 开始对人工湿地处理污水的规律进行比较系统的研究。

目前, 我国绝大部分城市污水厂均采用传统的二级活性污泥法处理工艺, 这种工艺工程投资高, 耗能大, 运行管理要求高, 对控制大城市的水环境污染起到了关键作用。然而由于我国经济发展水平不高, 能源短缺, 许多地方, 尤其中小城市和乡村缺乏具有一定操作管理和技术水平的人员。同时我国的乡镇企业迅猛发展, 对当地造成了严重的环境污染, 因此在我国大力开发具有高效、简易、低耗的污水处理技术, 具有很大意义。人工湿地系统是一个完整的生态系统, 它形成了内部的良好循环并具有较好的经济效益和生态效益, 是正在不断得到研究应用和发展的污水处理实用新技术。这项技术适合我国国情, 尤其适合广大农村, 中小城市的污水处理, 具有极其广阔的应用前景。

国内对这项技术的研究应用尚处于起步阶段, 有关工艺设计资料和应用实例少, 有待结合我国不同地区的具体情况, 深入开展研究工作, 取得适合于不同地区, 不同环境气候条件及不同污水特性的实用数据, 促进其在我国适当地区的推广应用。

参考文献

[1]丁疆华, 舒强.人工湿地在处理污水中的应用.农业环境保护, 2000, 19 (3) ;

[2]张甲耀等.潜流型人工湿地污水处理系统氮去除及氮转化细菌的研究[J].环境科学学报, 1999, 19 (3) ;

[3]张自杰等.排水工程 (下册) .中国建筑工业出版社;

湿地农业技术 篇5

摘要：本文在简要介绍生态湿地种类后,介绍新型生态湿地技术在兰石化含油污水处理中的应用,以及新型生态湿地技术的优越性.作 者：吴科启    朱奇  作者单位：吴科启(天津科技大学海洋科学与工程学院,天津,300090)

朱奇(中国石油集团工程设计有限公司华北分公司,北京,100120)

期 刊：化学工程与装备   Journal：CHEMICAL ENGINEERING & EQUIPMENT 年，卷(期)：, “”(2) 分类号：X7 关键词：传统塘    新型塘    生态湿地    兰石化含油污水   

盘锦市现代湿地农业发展研究 篇6

关键词：湿地农业；发展现状；途径；盘锦市

中图分类号：S181；F323 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）03-0079-02

盘锦市位于辽河三角洲的腹地，拥有湿地面积31.48万hm2，占全市土地面积的79%。盘锦是一座以湿地为主的典型资源型城市，在党和国家科技强农、惠农、富农政策指引下，全市广大干部群众不懈努力，使“稻子、蟹子、苇子、鸭子特色湿地农业产业”发展成为农业的支柱产业。2011年，盘锦市农民人均纯收入11 435元，在辽宁省各城市排名中居第3位，在全国各城市排名中居第33位。

1 盘锦市发展现代湿地农业的成就与经验

1.1 大力发展现代湿地农业的主要成就

盘锦市充分利用湿地资源优势，大力实施科技兴农、强农、富农战略，通过科技推动、项目带动、品牌拉动、龙头牵动，发展稻子、蟹子、苇子、鸭子湿地农业产业，闯出了一条农业增产、农民增收、农村繁荣的新路子。

1.1.1 稻子生产稳步增长 水稻是盘锦的传统农业产业。20世纪30年代，爱国将领张学良开始在盘锦的退海盐碱荒地上引种水稻，当时产量约为50 kg/667 m2。经过几十年来的发展建设，特别是在科技强农、惠农、富农政策的指引下，水稻生产逐步实现了品种优质化、种植规模化、生产标准化、营销品牌化、经营产业化、全程机械化的发展战略。2011年，全市承担了43个水稻高产创建示范区建设任务，水稻产量由计划经济时期的不足300 kg/667 m2增长到2011年的632 kg/667 m2，总产量达到104.6万t，已连续8 a获得大丰收。盘锦大米成功跻身“国家原产地域保护产品”“中国名牌”“中国驰名商标”的行列，并在2011年联合国粮农组织开展的最具有影响力中国农产品区域公用品牌评选中荣登榜首。

1.1.2 蟹子养殖不断扩大 盘锦是中华绒鳌蟹（俗称河蟹）的发祥地，但是由于围海筑堤等人为因素的影响，堵塞了河水与海水交汇的通道，使河蟹洄游通道受阻，破坏了河蟹繁殖的生态环境，导致河蟹的数量越来越少。20世纪90年代，以全国优秀共产党员田守成为代表的盘锦人，孜孜以求地致力于河蟹养殖事业，攻克了蟹苗人工孵化的技术难题，开启了生态养殖河蟹的先河，创造了苇田、稻田人工养殖河蟹的“盘锦模式”。2011年，盘锦市建立“养大蟹示范区”30个，分布于18个场乡镇，涌现河蟹养殖龙头企业5个，组建专业合作社10个，河蟹养殖面积达10万hm2（150万亩），年产河蟹5.1万t，实现产值28.0亿元，获利11.3亿元，仅河蟹养殖一项全市农业人口人均收入达3 054元。

1.1.3 苇子产量持续提高 盘锦享有“世界最大的滨海芦苇沼泽湿地”的美誉。新中国成立初期，盘锦市的苇田面积不足500 km2，年产芦苇3.5万t；现在苇田面积已经发展到800 km2，年产芦苇50.0万t。过去盘锦生产的芦苇全部销往日本侵华时兴建的营口、金城造纸厂或芦苇编制企业，由于造纸企业设备老化，生产、销售不景气，导致拖欠芦苇销售款多达2.0亿元。2008年辽宁振兴生态有限公司开工建设，2010年投入生产。目前该公司已经形成年产高档芦苇漂白纸浆7.5万t、高档文化用纸6.0万t的生产能力。未来几年，该公司计划投入100.0亿元，达到年产120.0万t纸浆、200.0万t纸和纸板的水平，为大力发展芦苇产业创造有利条件。

1.1.4 鸭子养殖迅猛发展 盘锦市生态养殖绿头野鸭、斑嘴野鸭、北京填鸭方兴未艾。2011年，盘锦肉食鸭出栏数量已达5 000万只，成为东北最大的肉食鸭养殖集散地。养鸭获得收益的同时，也拉动了盘锦市鸭绒产业的大发展。

1.2 大力发展现代湿地农业的基本经验

1.2.1 大胆解放思想，善于创新发展 盘锦市充分利用湿地资源优势，首创了“稻田养蟹”“苇田养蟹”“苇田养鸭”的立体农业生态循环经济模式，实现了“用地不占地、用水不占水，一地多用、一季多收”，再造了一个现代湿地农业新盘锦，为全国现代湿地农业的发展起到了示范作用。

1.2.2 大力发展湿地农业产业化，提升湿地农业生产水平 针对盘锦湿地农业的生产特点，有选择地建立湿地农业产业化龙头企业，有目的地引进外来企业，推进产业化进程，提高湿地农业生产效益。

2 盘锦市发展现代湿地农业面临的问题与挑战

保持湿地农业产业较快发展，对于实现“向海发展，全面转型，建设滨海新盘锦”具有十分重要的意义。

随着人们生活水平的不断提高，对生态、绿色农产品的需求数量日益增加。目前，部分从事水稻生产与河蟹养殖的农民，依然采用投入较低劳动力及资本的农业经营方式，处于追求数量、忽视质量的粗放生产阶段。盘锦市每年生产的生态、绿色大米的占有率较低，大规格河蟹的生产数量较少，不仅不能满足市场的需求，还严重影响了产业增效和农民增收。2011年，盘锦大米每千克销售价格超过10元、每只河蟹超过250 g的仅占年生产总量的40%。

目前，盘锦湿地农业科技总体水平还不够高，基层农技推广体制还不够顺，运行机制还不够活，科技成果推广能力仍落后于生产的发展与农民的需要，湿地农业科技的发展与建设现代湿地农业的要求之间仍有一定距离。

3 盘锦市现代湿地农业的发展途径

3.1 坚持科技驱动，引领、支撑现代湿地农业大发展

要紧紧围绕提高湿地农业科技创新和推广应用能力，着力抓好科技创新、农技推广和农民培训。一是推进湿地农业科技自主创新，强化基础性、关键性、战略性重大农业技术研究，培育具有重大应用价值和自主知识产权的科技成果。二是加强湿地农业公共服务机构能力建设，积极开展科技特派、科技下乡活动，引导农民专业技术协会等社会力量承担公益性农业技术推广服务项目，形成各种社会力量广泛参与的农技推广新格局。三是以种养能手、科技带头人、农村经纪人和专业合作社负责人为重点，加快新型农民培训和农村实用人才培养，克服农业劳动力素质结构性下降对农业科技应用的不利影响。

3.2 推进产业结构调整，构建现代湿地农业产业体系

大力发展现代湿地农业，要以推进农业结构战略性调整为主线，着力构建现代农业产业体系。坚持以市场为导向、科技创新为手段、质量效益为目标，调整优化湿地农业结构，着力构建现代农业产业体系。加大对稻子、蟹子、苇子、鸭子产业发展的扶持力度，引导资金、技术、人才、管理等生产要素集中，引导生产、加工、流通、储运等设施集聚，加快形成优势突出和特色鲜明的产业带，推进集约化、设施化生产，提高专业化、规模化生产水平。

3.3 加大投入力度，推动湿地农业稳定发展

加大对湿地农业的投入力度，是推动湿地农业稳定发展的杠杆和动力。一是要加大财政对发展湿地农业的投入力度。紧紧抢抓国家及省的各种战略、政策和发展机遇，争取基础设施建设、优势资源、特色产业等方面事关湿地农业发展的大项目。二是要加大固定资产对发展湿地农业的投入力度。加快水田、苇田水源工程建设，加大辽河、绕阳河、丰屯河、大凌河的治理力度，对年久失修的排灌干渠、桥涵闸站及时进行维修，加强西水东调工程建设。三是加大湿地农业科技的投入力度。发挥政府在农业科技投入中的主导作用，保证财政农业科技投入增幅明显高于财政经常性收入增幅，逐步提高农业研发投入占农业增加值的比重，建立投入稳定增长的长效机制。

人工湿地污水处理技术 篇7

1987年, 《中国自然保护纲要》定义:“沼泽是陆地上有薄层积水或间隙性积水, 生长有沼生和湿生植物的土壤过渡地段……沼泽称为泥炭沼泽。海涂即沿海滩涂……。国际上常把沼泽和海涂称为湿地。”以上都属于天然湿地。

在天然湿地的基础上, 保留天然湿地系统复杂高效的净化污水的功能特点, 通过人工手段的干预和控制, 弱化其负荷低、受气候影响大的缺点, 创造了人工湿地系统 (artificial wetland system) 。

人工湿地处理工艺是将污水有控制的投放到经过人工处理并种植有芦苇香蒲等维管束耐水植物的土壤, 使土壤经常处于水饱和状态, 污水沿一定方向流动, 在流动的过程中, 在耐水植物和土壤的联合作用下, 污水得到净化的一种土地处理工艺。人工湿地必须有通过铺砌以防污水渗出的系统。

2 人工湿地的特点

人工湿地有着其他常规污水处理法不可比拟的优点:

2.1 水力负荷较高。

2.2 在设计合理、运行管理科学的条件下, 处理水效果稳定、有效, 出水BOD5、SS等明显优于生物处理出水, 可以达到三级处理的出水效果;

脱磷能力也很强, 且脱磷寿命很长, 同时具有相当的硝化脱氮能力。此外, 它对废水中的重金属和难降解有机物也有较高的净化能力。

2.3 受气温影响较小, 冬季也能连续运行。

2.4 基建投资费用低, 一般为生物处理费用的1/3~1/4, 甚至能达到1/5。

2.5 能耗省, 运行费用低, 仅为传统二级污水处理厂的1/10~1/6。

2.6 管理运行简便, 无需复杂的自控系统。

2.7 机械、电气设备少, 人工费亦少。

2.8 可以开发利用人工湿地植物的经济价值, 增加收入, 补偿运行费用。

2.9 更适合处理小流量废水或是间歇排放的废水, 因为其水力负荷高, 抗冲击能力强。

2.1 0 不仅适合生活污水的处理, 还能处理工业废水、农业废水。

2.1 1 有一定的经济效益, 比如水产、建材、造纸原料、绿化、野生动物栖息地等。

2.1 2 可以结合当地的自然条件, 使得人工湿地系统与周围环境在和谐统一的前提下, 达到增加景致、美化环境的效果。

人工湿地污水处理系统在处理污水的同时, 更能形成绿色景点, 提高居民的生活质量, 带动旅游业的发展, 有优化生态的环境保护作用和发展旅游业的经济价值。

当然, 人工湿地系统也存在着一定的缺点:a.受气候条件的影响大;b.有机负荷较低, 占地面积较大;c.易出现淤积堵塞和饱和的现象;d.由于缺乏对生物和工艺动力学的精确研究, 目前尚没有准确的运行设计参数。

3 人工湿地的分类

从工程设计的角度出发, 按照系统布水方式的不同和水在系统中流动方式不同划分为表面流人工湿地和潜流人工湿地。不同类型的人工湿地对特征污染物的去除效果不同, 具有各自的优缺点。

3.1 表面流人工湿地。

表面流人工湿地, 污水从湿地表面流过。在流动的过程中废水得到净化, 水深一般0.1~0.6米, 水流呈推流式前进。污水从入口以一定速度缓慢流过湿地表面, 部分污水或蒸发或渗入地下, 出水由溢流堰流出。近水面部分为好氧层, 较深部分及底部通常为厌氧层。在这种人工湿地中, 主要种植挺水植物。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, 易受季节影响, 去污能力有限。

3.2 潜流人工湿地。

潜流人工湿地水面位于湿地填料以下。根据湿地中水流的形态, 可以分为垂直流、水平流和复合流三种人工湿地。3.2.1垂直潜流人工湿地。垂直潜流人工湿地污水从湿地表面纵向流向填料床的底部, 其水流方向与根系层呈垂直状态, 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。垂直潜流人工湿地可用于处理氨氮较高的污水。其缺点是对有机物的处理能力不如水平潜流人工湿地系统, 落干/淹水时间较长, 控制相对复杂, 夏季有孳生蚊蝇的现象。3.2.2水平潜流人工湿地。水平潜流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, 床底设有防渗, 防止污染地下水。由于该系统中好氧生化反应所需氧气主要来自大气复氧, 数量不够, 脱氮效率不高。但水平潜流人工湿地的水力负荷大, 对BDD5、CODCr、SS、重金属等污染指标的去除效果好, 而且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象, 能有效解决北方寒冷地区的冬季防冻问题。3.2.3复合潜流人工湿地。复合潜流人工湿地的水体流态既有水平流又有垂直流。采用复合潜流人工湿地系统处理城镇居民生活污水的研究表明, 它对NH3-N、TP、CODCR、BOD5、TSS、细菌总数和浊度的去除率高达80%以上, 出水水质达到国家杂用水标准。

4 人工湿地的构造

人工湿地系统主体结构由下到上可以分为四层:防渗膜、填料、土壤以及植物。在湿地填料和土壤中含有大量好氧、兼氧以及厌氧微生物。

4.1 防渗膜。

为了防止湿地系统因为渗漏污染地下水, 一般要在原土层的基础上采取防渗措施。当材料的渗透率低于10-6cm/s时可做防渗材料。目前大多采用高密度聚乙烯树脂薄膜塑料 (HDPE) 或聚氯乙烯 (PVC) 作为防渗材料。由于防渗膜较轻薄柔软, 一般在铺设防渗膜之前会对原土层进行夯实, 然后可以修建混凝土池体, 包括防止边壁塌方的挡墙和防止地下水上涌的池底。之后将防渗膜铺在池体内壁, 若防渗膜较薄可铺设两层, 然后在上面铺细砂和填料。对于净化微污染河水的人工湿地, 可用粘土、膨润土等天然材料铺设防渗层, 不必建造混凝土池体。

4.2 填料。

填料去除污染物的作用有: (1) 利用吸附等特殊物理特性, 显著地提高了对污水中污染物的去除效果; (2) 填料是微生物的载体, 提供了微生物生长的空间; (3) 填料为植物根系提供稳定的根际微生物环境, 维持微生物和植物的正常生长。可以充当填料的材质有砾石、沸石、石灰石、膨润土、沙、煤渣、粉煤灰、碎砖、碎瓦片、草炭、页岩及轻质聚合材料等。人工湿地所采用的填料空隙率在0.3~0.45之间, 粒径范围在0~30mm之间。

4.3 植物。

湿地植物包括挺水植物、沉水植物、浮水植物。挺水植物根系发达、生物量大、生长率高, 在人工湿地中起到固定床体表面、提供良好过滤条件、防止淤泥堵塞等作用, 在人工湿地中得到了广泛的使用。

5 人工湿地去除污染物的机理

人工湿地处理系统对污水净化的作用机理是多方面的:物理的沉降作用, 植物根系的阻截作用, 某些植物的化学沉淀作用, 土壤及植物表面的吸附与吸收作用, 微生物的代谢作用等。此外, 植物根系的某些分泌物对细菌和病菌有灭活作用, 细菌和病毒也有可能在对其不适宜环境中自然死亡。

6 人工湿地的应用前景

采用人工湿地污水处理工艺, 要因地制宜, 尽量选择有一定自然坡度的洼地, 或者经济价值不高的荒地;可以采用受气候影响较小的潜流型人工湿地;选择位于土地资源丰富的城市郊外大型学校园区、住宅小区、别墅区、旅游饭店、大型体育场馆、高尔夫球场和公园等。如果运行得当, 会有经济和环境两个方面的收益, 人工湿地处理工艺有广阔的应用前景。

摘要：介绍了人工湿地的定义、特点、分类、构造以及人工湿地污水处理技术的去污机理和应用前景。

关键词：人工湿地,污水处理,生态环境

参考文献

[1]张忠祥, 钱易.废水生物处理新技术.

湿地松良种壮苗培育技术 篇8

1 选择良种和圃地

1)良种选择。

适合江西造林的湿地松良种来源,一般通过进口使用美国佛罗里达、路易斯安娜、阿拉巴马等州的湿地松种子园种子或种源种子;江西省峡江县林木良种场、乐平市白土峰林木良种场湿地松母树林的种子也可。

2)圃地选择。

要求选择交通便利、水源好、排灌方便、耕作层深厚且略带沙性的地块作为圃地。

2 砂床催芽

1)砂床设置。

在圃地就近选择地势平坦,避风向阳,近水源,排水良好的东南向地段作砂床,床基长10 m,宽1 m,高5cm左右,床之间留步道沟,选用2～3 mm的洁净消毒河砂(用0.5%波尔多液(Bromo Geramine)或0.01%新洁尔灭(Bromo Geramine)或0.2%高锰酸钾(Potassium Permanganate)溶液消毒10～15min,作成厚10 cm,宽1m的砂床。也可用普通大田苗床盖上4～6 cm厚的黄心土作催芽床。有条件的地方可在砂床四周用砖砌成南低(30～35cm)北高(50～55cm)矮墙。

2)催芽播种。

3月上旬开始催芽,先用0.2%高锰酸钾或0.5%波尔多液对种子进行消毒,30min后用清水冲洗干净,再用40℃～45℃的温水浸种,自然冷却后浸种24 h。取出种子晾干并均匀撒在砂床面上,播种量约0.25～0.35kg/m2。播种后覆盖0.5～1 cm厚消毒清水砂,淋透水,也可覆盖0.5～1 cm的黄心土。然后将准备好的竹片沿苗床南北呈弧形拱好,盖好农膜,砂床四周用砖石压实保温。

3)芽苗管理。

芽苗管理是培育芽苗的关键时期,温度和水分在培育过程中起到至关重要的作用。播种后要加强水、温管理,控制砂床内温度在20℃～28℃之间,要及时淋水,保持床面湿润。晴天高温要揭膜淋水降温保湿;阴天低温要盖膜保温,少淋或不淋水,但早晚要揭膜换气。床面是否要淋水,可根据床面细砂是否发白来判断,淋水结合换气进行。湿地松种子一般在春季播种后10天左右开始发芽,当芽苗带壳出土后,要揭膜炼苗,时间由短渐长,直至去膜炼苗,以适应大田移栽环境。种芽出土后要喷洒1%的波尔多液(Bordeaux mixture)预防病害,如发现猝倒病(Rhizoctonia solani kühn)或立枯病(soreshin)要及时用1∶800的敌克松(Fenaminosulf)和多菌灵(Carbendazim)药液喷洒,随后用清水洗苗。同时还要防止鸟害和鼠害。

3 芽苗移栽

1)苗床准备。

及早(雨季来临之前)整地作床,苗圃地要求选择交通便利、水源好、排灌方便、耕作层深厚且略带沙性的地块作为圃地。整地要求做到“三梨三耙”,苗床要做成南北走向,宽1.2 m左右;边沟要求以挖到硬底为准,以便排灌便利,不易积水;新的苗圃地应尽可能多地取松林表土覆盖床面,增加苗床菌根菌数量,以促进苗木生长和减少杂草生长;对于已种过湿地松的圃地,可以不再取松林表土覆盖床面。做好苗床后,要及时施放呋喃丹或喷灭扫利药液,杀死地下害虫。

2)芽苗切根。

当芽苗长到3～4 cm高时可起苗定植,一般在大部分芽苗开始脱壳时进行。选择晴天或阴天起苗,起苗前应将苗床和砂床淋湿。移栽芽苗前,技术人员要用0.01%新洁尔灭溶液或0.01%高锰酸钾溶液对手消毒,选拔已脱壳的芽苗,拔出后用刀片或剪刀将主根切掉一部分(根尖生长点),保留根2～3 cm,将芽苗根朝下放在0.01%高锰酸钾溶液(0.01%新洁尔灭溶液)中消毒10 min,再取出来放入清水或盛有黄泥浆的菜碟中送往大田移栽。

3)移苗定植。

一般选择晴天的早晚和阴天进行移栽,移栽时按10 cm×12 cm的株行距用长15 cm、宽2 cm左右的木签在定植点上先插一洞眼,深度以插入芽苗后不露白色根为度,再用木签在离芽苗2～3 cm处斜插入土,向芽苗方向紧压,使苗木根系与土壤密接,防止上紧下松的“吊死苗”现象。移栽后及时淋一次定根水,也可用0.01%高锰酸钾溶液来作为定根水淋苗床,起到对苗床进一步消毒作用。

4)苗期管理。

(1)水肥管理:施肥是培育壮苗的基本技术措施之一,主要包括基肥和追肥,早春整地作床时施足基肥,一般可施50～75kg 48%的复合肥作为基肥,一般不提倡施追肥。针对部分圃地苗木长势较慢,可在7月份和8月份分2次施追肥,追肥应以复合肥为主,施5～10 kg/667m2,应选择下雨天施肥,应做到边施肥边用扫帚轻扫苗,以防肥料灼伤苗木。圃地应做到排灌便利,不易积水。7、8、9月份是湿地松生长的关键时期,这个时候正是处于我国南方伏旱阶段,气温高,水分消耗量大,特别要注意保持苗床湿润,确保苗木生长有足够的水分供应。如果湿地松在8月份以前就生长到20cm以上,9月份以后应适当减少苗床灌水,可提高苗木木质化程度。另外,应注意大多数湿地松苗多头现象的产生,是由于苗圃地长时间缺水所导致的,因此在7、8、9月份尽可能地做到保持苗圃地湿润。(2)病虫害管理:常见的是松苗猝倒病,防治方法主要有强化耕作措施与化学药剂预防,要求圃地排水良好,土质疏松,不易积水,冬季要进行深翻,育苗前苗床要进行严格消毒,最好在移栽前一个星期用多菌灵消毒。3～6月份,正是江南雨季,要求做到每次下雨后都要及时喷一次50%多菌灵可湿性粉剂或甲基托布津交替使用预防。针对已发生猝倒病的苗床,还要及时喷1∶800敌克松药液。苗圃虫害要注意防治蛴螬(Anomala corpulenta)等地下害虫,如发现移栽苗木有被地下害虫损害,可以使用施放呋喃丹(Furadan)或喷灭扫利(fenpropathrin)药液,喷药时大田放半沟水效果较佳。(3)除草:化学除草成体低,又能减轻劳动强度,是常用的圃地除草方法,什么时候使用化学除草剂和施用何种化学除草剂对苗木健康生长至关重要。经临床试验,在苗床做好后移栽前,大约可提前15天可喷洒乙草胺(Acetochlor)或草甘磷(Glyhosate Tech(IDA Route))除草剂,除草效果较好;移栽后10～20天,可使用盖草能(Haloxyfop)或扑草净(Prometryne100 g/667m2)除草剂,盖草能主要针对禾本科杂草,对清除第一批禾本科杂草效果最佳;扑草净除草剂对苗木生长具有一定的药害,使用不当极易影响苗木正常生长,经试验,气温超过30℃以上使用扑草净对苗木易产生不可逆转药害,使用扑草净最安全的方法就是在阴天天气里拌细沙在上午10时前或下午4时以后施放。除草剂使用要尽量做到少量多次,均匀喷洒,提早预防除草效果较佳。

摘要：对湿地松良种壮苗的良种和圃地选择、砂床催芽、芽苗移栽、苗期管理等一系列技术措施进行了详尽的阐述,为湿地松良种壮苗提供了科学的依据。

关键词：湿地松,良种和圃地选择,砂床催芽,芽苗移栽,苗期管理,育苗技术

参考文献

[1]吴中伦.国外树种引种概论[M].北京:北京出版社,1983:116-122.

浅析人工湿地系统污水处理技术 篇9

关键词：人工湿地,污水处理

人工湿地系统污水处理技术具有投资费用低, 环境生态效益高等特点, 所以目前正在世界各地广受重视[1～2]。我国西南部分城市污水处理问题是值得关注, 并且急需要解决的问题。本文结合部分城市周围荒地较多, 气候较为温和, 比较利于采用人工湿地系统污水处理工艺的条件的特点, 说明了人工湿地系统处理污水处理系统以其投资低、运行费用低, 不仅治理了污染, 同时也具有一定的经济效益和较好的生态环境效益, 具有广阔的推广应用前景。

1 人工湿地系统处理污水概述

1.1 湿地、天然湿地和人工湿地

湿地是指那些介于陆生与水生生态系统之间的过滤地带, 1979年美国鱼类和野生生物部规定, 在湿地中, 至少有一段时间的水位达到土表或被浅水所覆盖。被称为湿地的地区至少应具有下列三个特点之一: (1) 生长的植物主要为水生植物, 或间歇生长的水生植物。 (2) 主要发育的土壤为水成土壤, 长时间湿润, 以致足以产生能限制地上生长的植物种类的厌氧环境。 (3) 没有土壤的底质 (如岩石、石砾等) 至少在生长季节的某些时间充满水或被浅水所淹没。

湿地分为天然湿地和人工湿地。天然湿地是指由现代冰川、造山运动、海平面变化、天然河道淤塞、湖泊水面变化等所形成的湿地, 如咸水淡水的沼泽地、草泽地、泥泽地等。由于人类活动, 许多天然湿地已被开垦成农田、湖泊、鱼塘等, 湿地的生态环境不断受到人为破坏。天然湿地用于废水处理可以追溯到20世纪初期, 在美国麻省的两块面积分别为19.4和2.4ha的香蒲沼泽用于废水处理, 运转至今己有80年以上的历史。

人工湿地是利用人为手段建立起来的具有湿地性质的生态系统, 是由一些浮水、挺水及潜水植物, 微生物、野生动物及处于水饱和状态的基质层所组成的复合体。包括如下五个要素: (l) 有具备一定过水能力的基质层; (2) 有可能在处于水饱和厌氧状态的基质层中生长植物; (3) 有可在基质层中及基质表面流动的水流; (4) 有无脊椎动物和脊椎动物。 (5) 有好氧和厌氧微生物 (细菌、真菌、藻类和原生物等) 。人工湿地和天然湿地一样, 具有为大量植物和微生物提供栖息场所和净化污水的功能, 同时, 因其场地选择灵活, 具有比天然湿地更高的污水处理效率而受到社会的重视, 国外许多先进工业国家都建有用人工湿地处理污水的试验场, 大有取代传统的二级生化处理及部分深度处理工艺的发展趋势。

1.2 人工湿地处理污水系统

人工湿地处理污水系统是以人工湿地处理为主的包括前处理和后处理的污水处理设施的组合。人工湿地单元主要是人工建造的多级植物床、植物塘与养鱼塘相组合的湿地单元及水流控制设施, 兼具土地处理和氧化塘处理系统的特点, 而越来越受到人们的重视。

发达国家从加世纪90年代起广泛采用人工湿地处理污水, 美国有1万座人工湿地污水处理系统, 丹麦有800多座。人工湿地处理污水系统多用于生活污水和某些工业废水的二级处理, 在世界各地也有用人工湿地处理农业污水的范例。例如在捷克斯洛伐克, 用于鸡场废物处理的芦苇床对BOD5、TN、TP的去除率分别为80%、80%和65%, 在我国上海也建立了人工湿地塘床系统处理鸡粪污水试验工程。

国外在八十年代就尝试用人工湿地对二级处理后的污水进一步处理, 以满足再利用的需求, 使排放水质更好, 含氮、磷浓度更低。在佛罗里达的奥兰多市就有一处490公顷的人工湿地, 处理来自该城市污水处理厂 (在该厂停留约30天) 的出水, 日处理量为7.6万m3。

2 人工湿地系统处理污水效果分析

人工湿地处理污水系统是一个可塑性很强的系统, 在系统配置上, 有多种类型, 可根据污水性质、地形条件、气候条件、植物种类、经济条件、排放标准、环境背景及当地环保政策等因地制宜进行设计建造。

2.1 实验条件

进行实验, 栽培选育植物, 进行驯养, 形成了较为稳定的具有生物种类多样性的、适应生活污水环境的生态系统。在此基础上, 分别在春季和夏季开展污水净化效果试验研究。春季进行试验研究时, 水温10℃～13℃, 气温7℃～18℃, 天气以阴雨天为主;夏季进行试验研究时, 水温22℃～28℃, 气温22℃～34℃, 天气为晴雨相间。用于本试验研究的污水取自宿舍区排放的经化粪池处理的生活污水。污水经简单过滤后不稀释用水泵泵入污水定量槽中, 根据试验研究所需的污水流量, 在控制条件下由污水定量槽流入一级植物床, 保持水流连续不断地进入系统, 使系统处于正常运行状态。设计两种污水流量, 即“5升/时, 床”和“10升/时·床”。本试验研究的监测指标为:CODcr、BOD5、TN、TP、NO3-N、NO2-N、SS、DO、pH、透明度、细菌总数和总大肠菌群等。按照《水和废水监测分析方法》 (第三版) 规定的方法对上述指标进行监测分析。

2.2 结果分析

从监测结果可看出, 不论是夏季还是春季, 进入系统的污水流量不论是5升还是10升, 人工湿地系统对各种污染物的净化效果是明显的, 人工湿地系统各单元对各种污染物基本上是逐级去除的。即某一单元中的污染物浓度低于前一单元而高于后一单元, 各单元都起到了去除污染物的作用。对各种污染物的去除效果最突出的是一级植物床单元, 当污水运行到它的中部时, 其中的污染物去除率占系统总去除率的一半以上, 它的出水 (进入兼氧池) 中的多数污染物的去除率占系统总去除率的90%左右。

另外得到结论如下, 就整个系统看, 对各种污染物的净化效果受季节变化的影响较小, 但系统内的各个单元对某些污染物的净化效果因季节不同而有差异, 进入系统的污水中的各种污染物 (NH3-N除外) 的浓度春季高于夏季, NH3-N则相反。对TN和TP的去除率, 夏季一级植物床对TN的去除率小于春季的, 而对于TP则相反。通过对三个一级植物床中的水质监测结果进行综合分析, 可以发现同一植物床中上层与下层的各种污染物去除率 (各层平均值) 有一定的差别, 不同流量不同季节去除效果不一样, 无固定趋势。从污水流量来看系统对多数污染物的去除率受流量变化 (5升流量或10升流量) 影响不大, 显示系统的耐冲击性, 只是NH3-N明显受影响, 不论是夏季还是春季, 5升流量时对NH3-N的去除率大于10升流量时。

3 结语

人工湿地系统处理污水具有投资低、能耗低、运行费用低、占地面积大等特点, 本文通过分析测试结果说明, 表明在西南部分城市地区采用人工湿地系统处理污水是可行的, 具有广阔的推广应用条件和前景。

参考文献

[1]王桂君, 张秀清, 窦红.湿地污水处理技术在长春市污水处理中的应用分析[J].长春师范学院学报 (自然科学版) , 2008, 4.

湿地道路改造中变形监测技术研究 篇10

1 变形监测技术

变形监测是指测定建筑物及其地基在建筑物荷重等各种因素的外力作用下随时间而变形的工作,它是对建筑物上的一些观测点进行重复观测,从这些观测点位置的变化中了解建筑物变形的空间分布和随时间等因素变化的情况,从而获取建筑物对周边环境的影响信息。道路是一条狭长的带状建筑物,为掌握其异常变形的危害和发展规律,在实践中,除了对其力学机理进行探讨外,对其施工和运营期间的位移进行变形监测、分析,已经成为工程建设领域的一项十分重要的工作内容。下面以唐海县湿地旅游路(迁曹线—蟹园段)为例,叙述湿地道路改造过程中的变形监测技术。

2 工程概况

唐海县湿地旅游路(迁曹线—蟹园段)地处唐海湿地和鸟类自然保护区,保护区位于河北省唐山市曹妃甸新区唐海县境内,总面积1.1万hm2,是由沿海滩涂、湖泊、鱼塘、河流等组成的滨海复合型湿地,除了大面积的天然湿地外,区域内还有很多平原水库、稻田等人工湿地。该道路是通往曹妃甸论坛永久会址——渤海国际会议中心的必经之路,起点位于省道迁唐线,下穿唐曹高速公路后,一直向西,终止于双龙河东岸的县道唐南线,路线全长4.5 km,工程总投资0.6亿元。

唐海县湿地旅游路(迁曹线—蟹园段)穿越区属山前倾斜平原前缘和沿海滨海平原,地势较平缓,大部分为冲淤积平原,海拔在-2～2 m之间,略有起伏。沿线沟渠较多,地表水分布广,多为坑塘,水位较高,遍布虾池、蟹池、鱼塘、盐池。地貌单元为滨海相,沿线地基存在软土路基、盐渍土及局部轻微液化现象。沿线地层土除表层局部为素填土外,分别为第四系全新统和第四系更新统海陆相交互沉积物,各地层土壤性质大多为高液限黏土、低液限黏土、粉土、砂土等。根据工程勘查资料,在软土地基分布区,广泛发育着冲积相和滨海相的沉积层,陆海相交互沉积,多为淤泥质低液限黏土和淤泥质高液限黏土,埋深8.3～17.8 m,厚度6～16 m,从北向南递增,呈连续或断续分布。该软土层沉积时间短,呈软塑一流塑状,工程性能差,标准贯入实验击数低,含水量大,孔隙比大,压缩性能高,地基承载力较小,属不良工程地质,必须进行施工和运营过程的变形监测。

3 变形监测方案设计与技术优化

为了有效地掌握施工过程中和路基荷载作用下地基变形的特征,及时了解地基受力特性,控制加荷速度,对该工程在施工及运营过程中进行了1年的变形监测。

3.1 变形监测方案设计

为准确全面地控制路基在施工过程中的变形状态,为施工提供可靠的监测数据,根据工程地质资料和设计要求,结合以往的变形监测经验,监测方案采用地表沉降仪监测方法和地表位移桩监测方法。这2种变形监测方法符合交通运输部有关规范规定,各监测方法所用仪器及精度见表1。

3.2 观测点放样和监测标埋设

由施工单位提供观测点样点,监测项目组对样点进行校验,以确定监测点点位,然后埋设监测标。

3.3 监测点的埋设

3.3.1 地表沉降仪安置

地表沉降仪由沉降板和沉降杆组成(见图1),设置于路基左右两侧路肩部位,埋设在地表上及各路基结构层内。沉降板采用60 cm×60 cm×1 cm的钢板,中间垂直点焊一节直径为4 cm的钢管,管头有丝口,钢管随路堤填筑高度的增加而接高,外用水泥管保护,并在其附近稳定区域设置固定点,以固定点为基准,用水准仪测量管顶端的标高,从而计算沉降量。

3.3.2 地面水平位移桩布设

地面水平位移桩垂直于路基方向布设(见图2),根据地形情况,每组设1～2根规格为15 cm×150 cm的螺纹钢,埋设于路基坡脚处,间距为2.0 m,入土深度1.0～1.5 m,桩顶的标高相同,且在一条直线上。另外,在不受路基影响的范围以外,同一直线上设置一个固定桩(固定桩为边长20 cm的素混凝土方桩,其顶面中心设置钢筋并做标记),通过固定桩测量每根桩的相对位移。

3.4 监测方案技术优化

根据工程的实际情况,有几段软土地基处在很深的水塘中,水域面积较大,无法按常规方法埋设位移桩,需采用特殊手段进行埋设。例如K2+200—K2+850段,在路基坡角处打入一根长4 m、直径15 cm的木桩作为位移桩,入土深度2 m,在距离位移桩10 m远的水中用同样的方法打入木桩作为固定桩,在桩顶钉一细钢钉作为测量标记,用钢尺测量位移量。为保证固定桩不被破坏,特别设置了醒目的标志,提醒施工人员注意。

根据该项目《变形监测方案》中有关软土地基施工监测的要求及工程地质变化情况,施工中由于地形地物的影响,对部分监测点的点位作了调整,有的位置无法埋设监测点(由于旧路的影响,只能在单侧埋设监测点),有的位置增加了监测点,本工程共埋设沉降板30块、位移桩19组。点位埋设情况均有详细的监测点布置表和监测点位图。

4 现场观测和数据整理

4.1 地表沉降仪的水准测量

沉降板及其相应的固定点埋设好后,让其先经过一段时间稳定,再对全路段固定点进行联测,使各固定点在同一基准高程上,联测闭合差满足二等水准要求。为保证测量数据的可靠,减少误差,根据实际情况,每隔6个月或必要时对固定点的高程校正一次。各固定点联测工作结束后,即可进入沉降观测阶段。测量时用水准仪测量固定点和沉降板上沉降杆的相对高差,从而计算沉降板的相对高程,得到地面沉降情况。首先提取初值(即进行2～3次的沉降观测,视具体情况以加权平均作为初值),然后进行沉降测量,直至工程结束。

4.2 地面水平位移桩现场观测

位移桩及其相应的固定桩埋设稳定后,先提取初值,再进行位移测量。测量时用钢尺测量固定桩到每个位移桩的距离,计算位移量。

4.3 监测数据质量控制和监测频率

对监测内容严格按设计要求进行观测,保证观测数据的可靠性,而且随时计算、校核、汇总并整理分析,发生问题及时复查或复测。当变形速率过大,有可能造成路堤失稳时,及早通报建设单位和监理单位,以采取必要的措施,避免路堤遭受破坏。

在施工和部分运营期间对沉降和位移进行跟踪观测,以控制软土地基给施工带来的不利影响为前提,做到合理利用监测信息指导施工。一般每填筑一层观测一次,如果两次填筑间隔时间太长,每4d观测一次,如遇连续雨天,适当调整为每5～6d观测一次,直到监测项目结束。

4.4 监测数据资料整理与提交

(1)每次监测资料以报表的形式提交建设单位、监理单位各2份,通常,监测资料隔天提交。具体内容有工程进度情况说明、监测报表和小结。其中监测报表包括:各沉降板的沉降量,每个地面水平位移桩的位移量。

(2)按施工阶段提交阶段监测工作小结,内容包括:工程进度及监测情况说明;沉降变化情况简要分析;具代表性点的沉降变化曲线;全监测路段的沉降剖面图。

(3)全部工作结束后提交总结报告。内容包括:测点实际布置情况、埋设方式、监测手段、所用仪器及型号;各测点实测沉降随施工过程的变化曲线;路基沉降情况分析;必要的建议。

5 变形监测的注意事项

由于湿地道路改造的特殊性,变形监测的基准点、工作点、监测点都呈条带状分布,并且有环境保护的要求,这都有别于一般的建筑物变形监测。一般需要重视以下几点。

5.1 监测点布设方案的科学设计和优化

监测点的布设原则是从整体到局部,先设计后施工。即先纵观施工的整个路段,从整体上控制建筑物变形的特殊性,后根据局部特征调节、加密;先在图纸上规划设计,然后进行实地踏勘、对照、修改、确定和埋设,主要设在监测点地质条件差、地形变化大、设计问题多的部位和土质调查点附近。

5.2 制定确实可行的监测工作要点

编制工作要点时,要充分考虑精度要求、作业特点及数据处理方法。如果道路路线长,各路段的情况变化复杂,一般采用分段实施的作业方式。加强工作要点的编制和审定要坚持“五个统一”(监测基础依据统一、精度要求统一、基准点布设统一、外业手簿和报表格式统一、观测条件统一),从而规范变形监测工作。

5.3 加强对观测点的保护

在监测期间,对各种测点均必须采取有效措施加以保护或安排专人看管,建立警示标志,测量标志一旦遭受破坏应立即复位并复测,以确保观测成果的连续性。

5.4 加强仪器检查和校验

在每次(周期性)出测之前或者完成测段之后,对用于变形观测的仪器均需进行仪器全性能的检查和校验,以保证测量仪器的正常使用和观测数据的可靠性。

摘要：文章通过唐海县湿地旅游路(迁曹线—蟹园段)具体工程实例,提出了在湿地道路改造中变形监测的方案设计与技术优化方法。

关键词：湿地,道路,改造,变形监测,技术优化

参考文献

[1]陈永奇.变形监测分析与预报[M].北京:测绘出版社,1998.

[2]李相然,宋华山,岳同助,姚志祥.公路工程现场勘察与测量技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]吕宪国,等.湿地生态系统观测方法[M].北京:中国环境科学出版社,2003.

湿地农业技术 篇11

摘要： 人工湿地作为一种新型生态污水处理系统，具有投资省、运行简便、出水水质好、运行效果稳定、可以美化环境等优点，除了用于处理生活污水和雨水外，还应用于工业、畜牧业、农业以及富营养化湖水等的处理。本文介绍了人工湿地运用于水处理方向的研究现状和进展，并针对未来人工湿地处理技术的研究提出几点建设性意见。

关键词：人工湿地；污水处理；微生物；研究现状

随着社会经济和城市化进程的发展，水污染已逐步成为全球性环境问题，并日趋严重。国家正逐步加强对这方面的重视，全国污水处理厂不断兴建，污水处理能力逐步提高，但这些污水厂主要集中在城市，广大农村地区由于人口众多且农村污水具有处理量低，间歇排放量少且分散，水质水量变化大，氮磷浓度高且含有大量的营养盐、细菌和病毒等特点[1]，这样处理农村污水带来了很大的困难。大多数农村生活污水基本上得不到处理就直接排放了，这进一步加剧了农村水环境的恶化。同时我国农村地区财政相对薄弱，若沿用城市先进的、处理效果好的集中式污水处理手段，则成本太高，而放任污水排放又会进一步加剧环境的恶化，基于上述考虑，实施低成本、有效的人工湿地处理技术对农村村落集镇的污水的处理十分必要。

1 人工湿地概况

人工湿地是在天然湿地的基础上发展起来的污水和雨水处理结构，是一种由人工施工、控制、运作的沼泽地。主要通过利用植物和微生物系统的多重作用起到对污水的净化效果 [2]。

人工湿地不仅能去除水体中的悬浮物、有机污染物、各种氮、磷等，而且能够有效地去除重金属、病原微生物和藻毒素等外源生物活性物质。人工湿地是一种正处于研究发展阶段的污水处理新技术，作为一种生态型的污水处理系统，具有投资省、运行简便、出水水质好、运行效果稳定等优点[3]。同时选择合适的挺水植物、沉水植物等还具有美化景观的作用。

2 人工湿地研究现状

2.1 国外研究进展

1972年，Kickuth提出 “根区法”（采用栽种芦苇的水平潜流湿地使有机物降解，硝化-反硝化作用去除N，沉淀去除P），从而掀起了一股湿地研究和应用热潮，标志着人工湿地污水处理技术受到业界广泛的关注[4]。

美国等地区自20世纪70年代开始对不同设计的人工湿地进行广泛地研究，其出水可作为集中式生活饮用水二级保护区、鱼类保护区及游泳区水质标准。

德国1974年第一个人工湿地建成，人工湿地处理技术在欧洲得到了广泛推广。1996年在维也纳举办的第四届国际研讨会，标志着人工湿地系统作为一个独特的新型的污水、废水处理技术正式进入水污染控制领域[5]。目前，在美国有600个左右湿地项目为市政、工业和农业污废水，其中400多个湿地用于处理煤矿废水，50多个湿地用于处理多种生物污泥，近40个湿地处理雨水，超过30处湿地系统应用于奶制品加工厂[6]。

2.2 国内研究进展

我国人工湿地系统研究比较晚，直到“七五”期间才开始研究，但主要都是机理性的研究，落后发达国家十几年，且应用上相对迟缓，应用实例较少。首例采用人工湿地处理污水的研究始于1987年，国家环保局华南研究所于1990年7月建立的白泥坑（深圳）人工湿地（处理量为3100t/d），被看作是污水湿地处理技术的第一次实践，运行效果良好，其对BOD去除率为90%，COD去除率为80.97%，SS去除率为93% [7]。此后我国对人工湿地处理污水的机制和规律进行了比较深入系统的研究，并在全国各地先后建立了许多人工湿地。近几年来，人工湿地技术在我国被广泛应用于农业面源污染控制、生活污水、工业废水、石油开采废水、养殖废水以及水体富营养化治理等领域。经过人工湿地系统处理后的出水水质可达到地面水水质标准，故其也适用于饮用水源和景观用水的保护。

3 人工湿地微生物的研究现状

通常所说的湿地微生物主要是指细菌、放线菌和真菌。有研究表明，在人工湿地系统中，以细菌数量为最多，其次为放线菌，最少的为真菌。目前，研究人工湿地微生物的学者众多，主要针各种人工湿地基质中微生物的种类、群落结构、活性和植物根系以及对病原微生物的去除和微生物空间分布特点以及影响其分布因素的探讨、人工湿地酶活性等的研究。

其研究方法包括传统的和现代的两种。研究湿地微生物多样性的传统方法主要是培养皿计数法，但这种方法只能培养环境中总微生物的1%～10%，其所获得的微生物丰富度远低于环境中微生物的丰富度。随着分子生物学技术在微生物方面应用的发展，各种新颖的分子生物学方法已成为研究人工濕地中各种微生物多样性的有效工具，当前用于分析湿地微生物群落结构特征的分子生物技术主要有荧光染色法、Biolog微平板分析、变性梯度凝胶电泳（DG-GE）、磷脂脂肪酸（PLFA）谱图、荧光原位杂交（FISH）技术等。

在人工湿地系统中，微生物除上述研究的各种细菌、放线菌、真菌，还包括在显微镜下才能观察到的各种浮游生物。湿地基质和植物根系的菌类微生物研究已比较多，然而对于湿地中浮游生物研究却相对较少，因目前浮游生物的研究主要是针对湖泊，河流等地表水体，对水平潜流人工湿地中浮游生物也有一定研究[8]，而对垂直流人工湿地中浮游生物的研究目前几乎没有。

4 结论及建议

相对于传统的污水处理技术而言，作为近年来新兴的一种新型污水处理技术，人工湿地不同于一般污水反应器，其基质、植物特性、环境pH值和溶解氧等诸多因素均会引起人工湿地对污染物处理效果的变化。

（1）湿地微生物是湿地的重要组成部分，目前对于人工湿地中基质和植物根际的微生物的研究较多，但对湿地中浮游生物的研究却相对较少，且对于浮游生物研究，主要集中在地表水体（湖、库等）浮游藻类，定性分析通常用25#浮游生物网进行采样。但在垂直流人工湿地是很难实现的，使得垂直流人工湿地在这方面的研究更少。目前，在我国大部分的水质评价只停留在理化指标的监测调查上，并没有将生物监测纳入其中。

（2）随着新农村建设的广泛深入，农村面源污染已成为我国最严峻的环境问题，通过高效低成本的人工湿地的试验工程的研究，并将其应用于农村50-1000人聚集区，处理量为10-500m3/d 的生活污水，从源头上解决农村生活污水的面源污染问题，同时将处理后的水用于景观回用水，更是对水资源的一种充分的利用，利用人工湿地种植的经济作物，构建优美景观，将乡镇污水处理与健康休闲、湿地植物资源化等有机结合，形成低成本治理、多效能产出的污水处理厂“净+美+用”机制 。

参考文献

[1]陈史华，伍晓涛.关于上海市闵行区新农村生活污水处理试点工程的技术探讨[J].吉林水利，2009， （2）：16-21.

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[3]左文涛，康苏花. 人工湿地污水处理技术及其应用.河北环境科学，2011，增刊：104-106.

[4]魏志刚，阮启刚，邓祥义.人工湿地技术的应用与发展[J].大众科技，2005，（11）：95-97.

[5]张毅敏，张永春.利用人工湿地治理太湖流域小城镇生活污水的可行性探究[J]. 农业环境保护，1998，17（5）：232-234.

[6]U S EPA. Guiding principles for constructed treatment wetlands： providing for water quality and wildlife habit [M]. Washington DC： U S EPA ，Office of Wetlands ，Oceans and Watershed ，2000.

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人工湿地污水处理技术探讨 篇12

1.1 潜流型人工湿地

这种人工湿地非常的常见, 一般由两个环节组成, 一个是处理单元并联, 一个是两级湿地串联。在设计湿地的时候, 会根据污染物的不同而在湿地中间填充不同的物质。此外, 还要种植一些能够净化环节的植物, 植物、基质、水、化学物质共同作用, 就能够对环境起保护的作用。

1.2 地表流人工湿地

地表流人工湿地四周有比较高的围墙, 能够使水层维持厚度, 该湿地的中间一般种植的是挺水性植物, 比如圆叶节节菜、芦苇等。由于水层比较厚, 所以水流会推进湿地, 在流动的过程中, 植物、土地、水质会相互接触, 并且产生一定的反应, 从而使污水得到净化。

1.3 垂直潜流人工湿地

这一类的人工湿地指的是污水垂直通过池体中基质层的人工湿地。水体会从床体表层纵向流向填料床, 这个时候, 床体会不饱和, 污水垂直通过池体中基质层, 大气的扩散和植物的传输进入人工湿地。这样就能为好氧创造一定的条件, 从而完成整个好氧生化处理。

2 人工湿地污水处理的技术

2.1 对氮、磷的处理

氮、磷是污染环境的重要元凶, 人工湿地可以去除这两种物质。其主要方法是填料吸附、植物吸收。

首先是对氮的处理, 氨化菌会产生作用, 使有机氮化合物渐渐的分解成氨态氮, 这就叫做氨化过程。在一定的条件下, 硝化细菌能够转化铵离子, 使其渐渐变成硝酸盐氮, 这被称为是硝化过程。此外, 在硝化的过程中, 反硝化菌还可能将硝酸盐氮转化为氮气, 这种现象被称为反硝化。

因为人工湿地中有一些生物膜, 所以一些不容易被分解的氮物质也会被吸附, 从而不会对环境造成破坏。

其次是对磷的处理, 磷有两种形式, 一种是有机磷, 另外一种是无机磷。通过人工湿地的微生物、填料, 能够对磷进行很好的吸附和处理, 同时, 人工湿地的一些植物也会吸收磷物质。

2.2 对有机污染物的处理

人工湿地对有机污染物的处理, 主要是通过沉淀、过滤等方法来截留有机污染物, 另外还可以通过系统填料以及植物的根部所衍生的生物膜来处理污染物, 因为植物根部的生物膜可以通过好氧和厌氧代谢来够吸收和降解污染物。

2.3 对重金属的处理

重金属也是众多污染物中的一种, 人工湿地中的植物可以很好的去除中金属, 因为植物具有摄取、吸附的作用, 并且还可以通过植物挥发来处理重金属物质。另外, 人工湿地中的填料也能够去除和吸附重金属。

2.4 对悬浮物的处理

悬浮物指的是悬浮在水中的固体物质, 悬浮物也可以衡量水质的污染程度。人工湿地的填料能够过滤悬浮物, 如果是高水力的负荷人工湿地, 其种植的藻类植物对悬浮物的去除率可以达到97%左右。

2.5 对COD和BOD的处理

COD和BOD指的是化学需氧量和生物需氧量, 这两种物质能够评价水质的污染程度。潜流型人工湿地不但能够很好的处理和降解COD、BOD, 甚至还能够使水质达到可饮用的程度和标准, 其平均去除率达到了96.5%和97.1%。但高水力负荷条件下, COD和BOD的去除率却明显很低, 仅仅只有54.3%和62%。

3 对植物进行严格的筛选

在选择湿地植物的时候, 要选择一些抗污力较强的, 并且还要搭配多种不同的湿地植物。因为不同的植物有不同的效果, 而且一种植物的去污能力毕竟有限, 所以要形成植物的群落, 以增强植物的净化能力。除此之外, 不同的植物搭配起来还能给人以特别的感觉, 因此又具有一定的观赏价值。

4 对湿地进行维护管理

最后还要对湿地进行维护和管理, 否则湿地的植物就很难存活。一般情况下, 栽种植物后的10天之内, 技术人员需要对植物进行浅水管护。等到植物开始进行生长, 并且分生分蘖的时候, 就要适当的降低水位。等到植物生长的后期, 可以将水位适当的再降低一些。每年大概要对植物清理3次以上, 第一次清理大概在植物生长比较旺盛的时期, 比如6月、7月, 第二次清理是在每一年的年底, 第三次清理则是在第二年开春的3月左右。

5 总结与体会

人工湿地作为一种新的应用技术, 对生态环境的建设具有非常重要的作用, 它不但能够处理污水, 还能够提升环境质量。不仅如此, 如果将人工湿地进行了有效的规划, 还能够使其成为一道独特的风景线, 因为其具有比较高的观赏价值。

摘要：人工湿地指的是利用人工技术制造的地面, 这种地面和沼泽地有些类似, 主要用于废除处理, 以及对水力以及污染负荷的冲击。其优点是成本低、容易维护、能够防止环境污染。人工湿地作为一个特殊的湿地系统, 目前被广泛的应用于污水处理中, 适合城市和农村实用, 具有比较好的发展前景。笔者针对人工湿地的污水处理技术进行了探讨, 希望对广大的相关工作者能够有一定的帮助。

关键词：人工湿地,环境,污染,废水,处理

参考文献

[1]敖咏芳.人工湿地污水处理系统应用研究[J].技术与市场, 2013 (4) :88-89.

[2]白振光, 陈现明.人工湿地在农村生活污水处理中的应用与工程设计[J].舰船防化, 2013 (1) :4-7.