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第6章 污水自然净化工程实践
污水自然净化技术有稳定塘和土地处理系统两种，优点是：投资和运行费用低、运行管理方便、能够实现污水资源化。
6.1人工构筑湿地系统污水处理技术
人工湿地是由一些浮水或潜水性植物以及处理水饱和状态的基质层和生物组成的复合体，通过一系列生物、物理和化学过程实现对污水的净化。
6.1.1人工构筑湿地的优缺点
优点：①人工湿地系统最大的特点是基本不耗能。②运行费用低。③能保持全年较高的水力负荷;④若设计合理，运行管理严格，其处理废水效果稳定，出水BOD等明显优于生物处理出水。⑤对于小流量污水及间歇排放的废水处理更为适宜，耐污及水力负荷强，抗冲击负荷性能好。⑥不仅适合于生活污水的处理，而且对某些工业废水、农业废水、矿山酸性废水以及液态污泥也有较好的净化能力。⑦既能净化污染物，又能形成良好的生态环境，为野生动植物提供良好的生境。
缺点：需要土地面较大，对恶劣气候抵御能力弱，净化能力受作物生长成熟程度的影响大。
6.1.2人工构筑湿地的类型与构成
1.人工构筑湿地的类型
人工湿地可以按湿地中主要植物的种类、废水在湿地中的流经方式进行分类。
根据湿地中主要植物种类，人工湿地可分为浮水植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统三种。
根据废水在人工湿地中流经的方式，人工湿地可分为自由表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直流人工湿地三种。
⑴自由表面流人工湿地：与自然湿地最为接近，废水在填料表面漫流，能维持一定的水层厚度，一般为10～30cm。水流呈推流式前进，流至终端而流出，并完成整个净化过程。污水投入湿地后，在流动过程中，与土壤、植物，特别是与植物根茎部生长的生物膜接触，通过物理的、化学的以及生物的反应过程而得到净化。这种湿地具有投资少、操作简单以及运行费用低等优点，但是未能充挥填料和丰富的植物根系的作用、占地面积较大、水力负荷率较小、去污能力有限，卫生条件不好，夏季有孳生蚊蝇的现象。
⑵水平潜流人工湿地：由一个或多个填料床组成，床体填充其其质，床底设有防渗层，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、污染负荷大，能充分利用整个系统的协同作用，对BOD、COD、SS和重金属等污染指标的去除效果好，卫生条件较好，占地小，处理效果较好，但是控制相对复杂。
⑶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，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，其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，缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系统。
2.人工湿地系统的构成
⑴人工湿地系统的组成
人工湿地污水系统一般由预处理单元和人工湿地单元组成。为确保人工湿地生态系统的稳定性，增加湿地处理寿命及处理能力，一般都要增加预处理单元。
根据处理规模的大小，人工湿地本身可进行多种方式的组合，一般有单一式、并联式、串联式和综合式等。
⑵人工湿地单元的组成
人工湿地单元一般由几下几部分组成：具有透水性的基质，适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物，以及微生物种群和微型动物。
6.1.3作用机理与净化效果
作用机理主要是物理反应、化学反应与物理化学反应、生物反应以及植物反应。湿地系统能有效地去除污水中的SS、BOD、N、P、重金属以及微量有机物等。
6.1.4设计方法
1.场址选择与土地面积估算
选择场址时应考虑当地土地利用条件以及土地面积，地形地貌状况，土壤性状，水文状况，动物与植物生态因素以及投资费用等。
2.设计参数
主要包括有机负荷、水力停留时间、水力投配负荷、布水深度、形状、进出水装置、湿地坡度、湿地对土壤的要求以及土壤的渗透性和渗透速度等。
6.1.5湿地系统的进出水布置与组合系统
进出水方式一般有推流式、分级进水式、具有回流的推流式和综合式等。湿地系统的组合形式主要有：单池湿地系统、湿地并联系统、湿地串联系统、湿地蛇形串联系统、湿地串联-并联系统、湿地-稳定塘共同堤串联系统以及湿地-稻田或湿地-地表漫流土地处理系统。
