人工湿地文献整理

1、1、3种类型人工湿地处理富营养化水体中试比较研究 聂志丹，年跃刚 环境科学 2007（8） 针对五里湖富营养化水体，在同等条件下开展了3种类型人工湿地处理效果的比较研究，试验采用现场中试规模，水力负荷为0. 8亩/(亩0d).结果表明，垂直流、潜流和表而流3种人工湿地对氨氮的平均去除率分别为33.200,27.4%和14.100;对总氮的平均去除率分别为52.300,50.1%和19.200;对总磷的平均去除率分别为58.800,57.9%和26.300;对锰酸盐指数的平均去除率分别为37.200,38.3%和14.800;对叶绿素a的平均去除率分别为86. 9 0 0 , 96. 1%和55

2、.300.可见，垂直流人工湿地对氨氮、总氮和总磷的去除效果最好，潜流人工湿地对高锰酸盐指数和叶绿素a的去除效果最好，但垂直流和潜流人工湿地之间的差异较小，表而流人工湿地对各污染物的去除效果均远低于前两者.从出水水质稳定性来看，垂直流人工湿地出水水质最稳定，潜流次之，表而流最差.3种类型人工湿地处理五里湖富营养化水体效果的比较研究类型氨氮TNTP锰酸盐指数叶绿素a垂直流33.20%52.30%58.80%37.20%86.90%水平流27.40%50.10%57.90%38.30%96.10%表面流14.10%19.20%26.60%14.80%55.30%人工湿地 (CW )是独特的土壤植物微

3、生物动物系统。按水流方式分为表面流湿地 ( FWS)和潜流湿地 ( SFW ) 。 FWS投资低 ,但占地大 ,低温地区冬季运行需要独特的考虑。SFW的保温保水效果好 ,卫生条件较好 ,但投资高 ,易堵塞。 SFW分为水平潜流湿地 (HCW)和垂直潜流湿地 (VCW) 。HCW床供氧较差 ,适于去除SS和BOD,但 NH3 -N的去除较差。VCW床供氧好 ,占地小 ,适于硝化和去除BOD,但对SS的去除不如HCW床 ,而且构建费高 ,易堵塞。2、复合垂直流与潜流人工湿地沿程脱氮除磷对比研究 栾晓丽 2 .1 管路设置沉淀池出水用泵输送至高位水箱后均布到复合垂直流和潜流人工湿地中。复合垂直流人工

4、湿地采用穿孔管进水 , 出水管置于上行流池 0 .9 m 处 , 下行流池与上行流池之间有隔墙 , 底部有孔洞连通。潜流人工湿地采用穿孔管进水 , 出水管位于填料表面下 0 .1 m 处 。复合垂直流人工湿地下行流池自填料表面以下20 、40 、60 、80 、96 cm 沿程设 5 根采样管 , 上行流池自下而上 20 、40 、60 、80 cm 沿程设 4 根采样管 。 潜流人工湿地沿程均匀设 9 根采样管 。2 .2 实验基质复合垂直流人工湿地下行流池和潜流人工湿地铺设填料高度均为 1 m , 复合垂直流人工湿地上行流池铺设填料高度为 90 cm 。潜流人工湿地底层铺设 200 mm

5、厚的大粒径砾石作为排水层 , 中部填料为 600 mm 厚的中砾石 +炉渣 , 上层填料为 200 mm厚的小砾石 ;复合垂直流人工湿地下行流池填料铺设同潜流人工湿地 , 上行流池填料由下而上依次是200 mm 厚的大粒径砾石 、600 mm 厚的中砾石 +炉渣及 100 mm 厚的小砾石 。3、人工湿地在应用中存在的问题及解决措施 黄锦楼 ，陈琴 ，3、1 投加蚯蚓 （新思路）通过向已经堵塞的人工湿地中投加合适的蚯蚓可以改善湿地堵塞情况，延长其使用寿命，同时在冬季植物收割后，土壤动物可以起到清扫植物碎屑的作用 采用投加蚯蚓的方法费用低廉，施工维护简单; 符合农村社会经济条件，符合生态化处理特

6、点，但这种方法还处于初步研究阶段，实际工程效果还有待进一步验证3、2加强人工湿地的维护管理定期对植物进行收割可以减少植物之间因化感作用相互影响或是因植物的枯枝落叶经水淋或微生物的作用释放出克生物质，抑制自身的生长; 同时，从审美的角度来看，在每年秋天收割植物后会使来年春天植物生长更旺盛和美观人工湿地植物病虫害也是湿地管理中需要注意的问题 人工湿地作为一个人工生态系统，也会发生病虫害，病虫害的发生对人工湿地的运行效果特别是对植物的产量将会造成较大影响，进而影响湿地对污水的净化效果 但是在使用杀虫剂控制植物病虫害时，所用的杀虫剂不能对人工湿地系统产生影响，否则不仅会降低湿地的处理效果，同时还会造成

7、二次污染人工湿地在低温运行时对湿地的管理非常重要，低温对人工湿地造成了不利的影响，采取一定的保温措施，可以减缓植物的休眠，促进人工湿地对污染物的去除效果对人工湿地采取一定预防堵塞的措施和应对措施，对进水进行预处理和定期对湿地进行清淤都可以减少湿地堵塞情况的发生 从现有人工湿地工程的考察发现，清淤不及时导致了大量淤泥沉积，影响湿地的净化效果因进水中污染物类型、浓度等的差异会使人工湿地对氮磷的去除率造成较大的影响，保持人工湿地进水水质的稳定是非常重要的 同时，实时监测出水水质，可以保证出水水质达标排放定期对人工湿地处理系统进行详细检查，包括进出水管是否堵塞，护堤及闸阀是否损坏，湿地是否有渗漏情况等

8、，若出现这些情况，要及时采取相应的应对措施，因为这些情况会造成人工湿地中水位及水量的变化，水位的改变会影响人工湿地处理系统的水力停留时间，同时对大气中的氧向水相扩散造成影响，进而影响人工湿地对污染物的去除效果表面流人工湿地易滋生蚊蝇以及因负荷过高形成厌氧而释放出难闻的气体，因此，对于表面流型人工湿地要采取相关措施控制蚊蝇及气味在湿地边壁设 15 20 cm 超高，可以防止外来水进入湿地，通过水位控制装置进行快速排水，可以防止因夏季暴雨而使湿地长期处于水淹状态图 1 为人工湿地管理的内容，其中管理的范围涉及湿地植物、水质的管理还有其他的相关部分的管理 科学的运行管理可以保持人工湿地处理系统对污染

9、物稳定、高效地去除效果，同时适当的管理维护，还可以解决人工湿地可能带来的负面生态问题，充分发挥其美化景观、丰富物种的生态效应3.3形成一套完整的人工湿地设计方法人工湿地作为一种生态处理工艺，还没有形成一套合理的人工湿地设计方法，设计缺乏规范化，想要形成一套合理的人工湿地设计方法，首先必须要1 期 黄锦楼等: 人工湿地在应用中存在的问题及解决措施了解其净化机理，确定湿地中基质、植物和微生物的作用，明确其转化过程，综合考虑植物、基质、厂址、进出水装置、防渗层和保温层等各种影响因素，同时将现行人工湿地系统的处理数据集中起来，建立完整的数据库，确定具体的物料平衡方程、反应公式和相关动力学参数，运用软件

10、对模型、参数及方程进行反复的修正和验证，使人工湿地工艺系统的设计方法更为系统和全面 同时，在相关部门的统一领导下，在科研、设计和施工单位共同参与下，编制出一套完整的湿地设计手册，并制定相应的设计规范和标准，推导出单项的设计指标，有利于人工湿地的推广应用4用于污水处理的人工湿地的基质 、植物及其配置 徐德福, 李映雪 人工湿地是由填料 (基质 )、植物和微生物组成的复合系统 , 该系统依靠物理 、化学和生物的三重协同作用 , 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污染物的高效净化 , 同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环 , 促进绿色植物生长并使其增产 , 实现

11、废水的资源化和无害化。另外 , 人工湿地具有去除污染物效率高、低投资、低运行费用、低耗能和美观等特点。4.1人工湿地基质人工湿地中的基质又称填料 、滤料 , 一般由土壤 、细砂 、粗砂 、砾石 、碎瓦片、粉煤灰、泥炭、页岩、铝矾土、膨润土、沸石等介质的一种或几种所构成 ,因此 , 多种材料包括土壤、砂子、矿物、有机物料以及工业副产品如炉渣 、钢渣和粉煤会等都可作为人工湿地基质。人工湿地基质在为植物和微生物提供营养的同时, 还通过吸附、沉淀、过滤等作用直接去除污染物。4.2基质的渗透系数基质的渗透系数亦是影响人工湿地净化能力的一个重要因素。基质渗透系数比较低 , 容易在人工湿地中形成表面流 (或

12、短流), 以致基质与污染物不能有效的接触而降低人工湿地的净化能力 , 特别是在垂直流和潜流人工湿地中, 这一现象尤为突出。另外人工湿 地在实 际运行中 存在堵 塞问题 ,导致人工湿地不能继续使用或需改变设计时的运行方式才能继续使用。人工湿地的堵塞受基质、有机负荷、植物和微生物、温度、运行周期等因素的影响 , 其中基质的渗透系数是一个重要的因素 , 基质的渗透系数越小 , 人工湿地越容易堵塞。4.3植物具有美化环境的作用人工湿地可以增加绿化面积 , 保持植物的多样性 , 也为动物提供了栖息地 , 同时也给人类提供了良好的休息和娱乐场所。在设计人工湿地时, 可以选择一些景观效果比较好的植物如睡莲

13、、黄花鸢尾(Irispseudoacorus)、再力花 (Thaliadealbata)、美人蕉 (CannaChinesesis)、千屈菜 (Lythrumsalicaria)和菖蒲 (Acoruscalamus)等以增加人工湿地的景观效果 , 特别是在旅游景区和风景名胜区等采用人工湿地处理污水并结合景观设计,可以增添更多的风景 。4.4基质配置 由于不同基质的渗透系数存在比较大的差异 , 在人工湿地设计时 , 应根据不同的人工湿地设计而选用不同的基质 ,如对于表面流人工湿地 , 土壤可作为人工湿地的基质 , 而潜流和垂直流人工湿地对基质的渗透系数要求比较高 , 应选用砂子、炉渣或它们与土壤

14、的混合物等作为人工湿地的基质为宜 。根据不同的人工湿地类型而配置植物：对于表面流人工湿地可配置沉水植物 、浮叶植 物和漂浮植物 以及挺水植物 , 而对潜流和垂直流人工湿地可配置湿生植物和挺水植物 。在工程实践中 , 对于面积比较小的人工湿地 , 可以适当的采用 , 以便通过人工收割而控制 , 但人工湿地植物的选择最好以本地植物为主。5. 组合人工湿地工艺微生物群落结构及脱氮效果研究 龙丽珠阮晓红 5.1复合垂直流人工湿地系统复合垂直流人工湿地采用下行流 、上行流流程设计 , 尺寸为 1 .0 m ×0 .5 m×0 .6 m , 其中下行池深60 cm , 上行池深 45

15、cm , 其剖面图见图 1 。在其不同位置设置了 12 个采样管 , 以穿孔塞塞住 , 穿孔塞上装有玻璃管 , 玻璃管上套接塑料软管并用夹子进行控制 。复合垂直流人工湿地采用穿孔管布水 、集水方式 。 下行池顶部布置穿孔管 , 由蠕动泵抽取污染河水送至穿孔管中 , 均匀布水 。 出水也采用穿孔管 , 表面集水后排出系统 。 采用炉渣作为复合垂直流人工湿地的主要填料 , 底层铺 10 cm 高的粗砾石 , 中间层为 35 cm 高的炉渣 , 表层为 5 cm 高的石英砂 。下行池种植泌氧性能较好的植物菖蒲 , 上行池种植香蒲 。6. 垂直流人工湿地净化污水的研究进展 孙文杰 , 佘宗莲 , 复合

16、垂直流人工湿地作为一种新型人工湿地系统 , 具有独特的下行流-上行流水流方式 , 形成了下行流池部分区域好氧 、上行流池部分区域厌氧的复合净水结构 , 促进了硝化与反硝化作用 , 提高了整体的除氮效果 。目前 , 复合垂直流人工湿地系统已在我国许多退化和受损湖泊中成功推广应用 , 对生活污水 、城镇综合污水和医疗废水也有较好的处理效果 。6.1垂直流人工湿地的净化功能垂直流人工湿地对污染物的去除和水质净化主要由湿地植物 、基质和微生物三部分共同完成 , 能有效去除污水中的悬浮物 、有机污染物 、氮 、磷及重金属等 , 尤其对氮 、磷的去除效果明显 。6.2湿地植物在人工湿地净化污水过程中 ,

17、湿地植物主要发挥三个方面的作用 :直接吸收污水中的营养物质转化为自身生物量 ;为根区的好氧微生物和硝化细菌的生长输送氧气 ;植物的根系有助于增强和维持基质的水力传输能力 。 因此 , 选择适合的湿地植物十分重要 。 目前 , 国外用于垂直流人工湿地的植物种类中最常见的是芦苇和香蒲 。 在国内 , 湿地植物种类的应用主要借鉴了国外的经验 , 最常用的植物有芦苇 、美人蕉 、香蒲 , 除此之外还有风车草 、菖蒲 、茭白等。6.3湿地微生物微生物作为分解者 , 参与人工湿地系统中生物化学反应 , 有着不可替代的作用 。 垂直流人工湿地对氮的去除主要通过硝化和反硝化作用实现 , 硝化细菌是好氧型菌 ,

18、 分布在湿地基质层的表层 , 基质底层的厌氧状态则有利于反 硝化细菌的生存。贺峰等研究发现沿水流方向硝化菌数量和硝化作用强度明显降低,反硝化菌数量和反硝化作用强度比较稳定, 沿水流方向略有上升 。 微生物对磷的作用在于聚磷菌好氧吸收磷和厌氧释放磷 , 还可使有机磷化物降解为无机磷化物 , 目前的研究没有发现湿地中磷的去除与微生物数量存在显著的相关性。有研究表明 , 垂直流人工湿地微生物对糖类利用较好 , 不同深度类型的基质微生物群落具有不同的代谢特征 , 多样性和均匀性指数都是下层高于上层 , 代谢特点受到不同环境和栽种植物的影响 。6.4影响垂直流人工湿地净化效果的因素影响垂直流人工湿地净化

19、效果的因素很多 , 目前比较受关注的有水力因素 、基质选择和堵塞问题 。水力因素：垂直流人工湿地因其特殊的构造 , 水流垂直流过整个基质层 , 与表面流和水平潜流人工湿地相比 ,布水更均匀 , 因而具有更高的面积负荷 、水力负荷及污染负荷 。吴振斌等研究了垂直流人工 湿地水力学特点对污水净化效果的影响 , 发现出水量大 、出水快 、停留时间长 、容水体积大是系统发挥净化功能的有利因素。7垂直流人工湿地系统中水流规律的研究垂直流人工湿地系统由 2 个大小均为 1 m ×1 m ×1 m 的池子组成 , 2 池的剖面结构如图 1所示 .池中填有石 、砂等填料 .两池填料的构成相

20、同 , 底部均为厚度为 150 mm、粒径为 40 80mm 的砾石 , 上部是粒径为 0 4 mm 的细砂 , 不同的只是第一池细砂层厚度为 550 mm , 第二池细砂层厚度为 450 mm.由于两池不同厚度的细砂层使一池形成 100 mm 不饱和水层 , 利于系统复氧 .两池砂层设隔墙 , 砾石层相通 .一 、二池分别种植芦苇 、香蒲 , 种植密度为 38 41 株 m2 ,这些植物的根系为微生物提供了栖息场所 , 并发挥着向根茎周围充氧的作用, 促进污染物的分解和转化 .垂直流人工湿地处理系统的流程为 :经沉淀池预处理 的污水首先流 入位于第一池砂层表面中央 的直径为 70 mm 的多

21、孔布水管(见图 1), 使进水均匀分布在第一池整个表面上 , 随后污水垂直向下依次流过第一池 的砂层 、砾石层 .由于整个系统底部有 0 .5 %的倾斜度 , 污水自流进入第二 池底部 , 并向上经过第 二池的砂层 ,被位于二池表面直径 为 70 mm 的 H 型多孔集水管均匀收集 , 最后从二池砂层底部流出系统 .垂直流人工湿地系统所处理的污水源于武汉东湖水果湖湖汊的富营养化水体 .试验期间系统的水力负荷为 0 .2 、0 .4 、0 .5 、0 .8 m3 (m2 ·d)4 种情况 , 采取间歇进水方式 , 即每天所处理的污水分数次均匀投配到湿地系统中 .8.人工湿地的构建与应用

22、 张 清 垂直流人工湿地主要用于处理氨氮含量高的污水，污水从湿地表面纵向流向填料床的底部；其对磷的去除效率差异很大 ，且体积负荷较小，对介质要求较高，水流容易堵塞 ，不利于推广使用，但与表面流、潜流式人工湿地相比，垂直流人工湿地具有较强的去除有机物和氮的能力，且有很高的稳定性及抗冲击负荷能力。 目前人工湿地植物研究的重点已从凤眼莲(水葫芦) (Eichhornia crassipes)转移到芦苇和香蒲(Typha orientalis)上 62 ，芦苇和香蒲在人工湿地中被广泛使用，它们既是中国北方与南方的常见物种，也是国际公认的最佳湿地植物 。9人工湿地废水处理技术的研究现状及展望 李 娟 ，

23、张龙庄10循环强化垂直流人工湿地处理猪场污水 何连生 朱迎波垂直流湿地面积为8 m2 , 分为下行流湿地(4 m2 )和上行流湿地(4 m2 ), 深度分别为1、0 .8 m。下行流湿地的剖面从上到下依次为 ô2 5 mm 的斜发沸石(30 cm)、ô7 10 mm 的高炉煤渣(40 cm)、ô15 40 mm 的砾石(30 cm)。 上行流湿地的剖 面从上到下依次为 ô2 5 mm 的沸石(20 cm)、ô7 10 mm的高炉煤渣(30 mm)、ô15 40 mm 的砾石(30 cm)。垂直流湿地表面为 H 型的布水管 。 下行流

24、湿地密植芦苇(30 株/m2 ), 上行流湿地种植菖蒲 12 株/m2 。湿地构造见图 1 。COD表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量,可大致表示污水中的有机物量。BOD5是微生物在五天内生物降解一升污水中有机物所需的氧量（在20度培养），由于五天的培养阶段可完成有机物碳化过程的约70%，可间接反映污水中能被微生物降解的有机物的量。 COD是化学需氧量，当然与选用的氧化剂有关（测量数据需要标注何种氧化剂）。BOD5是生物需氧量，与水温、水质、有毒无毒等条件密切相关（在不同条件下微生物活性是不一样的）。 COD大于BOD CODBOD约等于不可生化有机物 基本可以这样说,但

25、不确切,因为COD=COD(B)+COD(NB),前者是可生化性部分,后者是不可生化部分。而微生物在20度情况下完成碳化过程约需20天（也即BOD20，约等于CODNB），所以确切说，CODBOD20大致等于不可生化的有机物（忽略还原性无机物的干扰因素）。 八种废水中各自的 BOD5（y）与 CODcr(x)线性关系密切 ,其直线回归方程分别为 : 1机械废水 : y=-0.2732x+1.80; 2冷却废水 :y=0.1285x+0.11; 3制药废水 :y=0.3922x+131.21; 4纺织印染废水 :y=0.4208x-2.49; 5食品加工废水 :y=0.6126x+13.70;

26、6饮食废水 :y=0.5992x+17.51; 7医院废水 :y=0.3439x-0.41; 8生活污水 :y=0.486x+17.02这个和我下面帖子发布的文献吻合，放心用即可！11、新型潜流人工湿地处理农村生活污水示范及优化 王利明1、几种湿地基质的对比研究 通过对火山石、沸石、碎石三种基质的比较发现：火山石的堆积密度最小，仅为·，碎石和沸石的堆积密度大约为火山石的两倍；吸附动力学试验表明氨氮在三种基质表面的吸附在小时后达到平衡；通过对等温吸附试验数据进行非线性拟合发现火山石和碎石符合等温吸附方程，而沸石更符合等温吸附方程，通过对方程相关参数的分析表明沸石对氨氮的理论饱和吸附量最

27、大，火山石次之，碎石最差；通过生物膜量试验发现当体积一定时，沸石的生物膜量最大。2、几种湿地植物的对比研究 本文通过对四种湿地植物根系泌氧轴向分布进行研究，发现四种植物的泌氧浓度都是沿轴向先升高后降低，在从根基算起的根长度的处达到最大值，在根尖处达到最小值；对根系的径向泌氧研究发现，四种植物根的径向泌氧能够扩散到周围的范围；通过对泌氧量大小的比较得出种湿地植物的平均泌氧量大小为：鸢尾芦竹香蒲芦苇。3 表面流湿地（Surface Flow Wetland, SFW,），又称自由表面流湿地（free water surface wetland, FWSW），其流水方式类似于自然湿地，污水从湿地的表

28、面流过，氧气通过水面扩散补给绝大部分有机物的去处由生长在植物水下茎或杆上的生物膜来完成。这种湿地的优点是投资少、运行费用低、操作简单，缺点是占地面积大，且水力负荷小、净化能力弱，运行受气候温度的影响大，夏季易孳生蚊蝇，因此现在设计中较少采用（等，）。 垂直流湿地（;Vertical Flow Wetlands VFW）结合了表面流和水平潜流人工湿地水流特点：污水从系统表面经由配水系统周期性的进入，然后从系统下部流出。此系统的优点是系统可以排空水，以最大限度的进行氧气补给，因此系统的硝化效率高，适合处理氨氮高的生活污水，但其对的去除率欠佳。并且垂直流人工湿地的操作复杂，从落干状态到淹水状态的时间

29、周期长，天热时易孳生蚊蝇。由于该系统建造复杂，因此目前尚未广泛推广。 在各种人工湿地当中，潜流湿地（CSubsurface Flow Wetlands SSFW）是目前采用较多的类型。在潜流湿地中，污水从进口处经由砂石等透水性基质进入系统表面以下，以近水平流的方式从基质缝隙中流向出口。潜流湿地的优点是可以充分发挥基质表面附着的生物膜的作用，也可以充分利用基质颗粒截流、植物根系的作用来提高对污水的处理效果。由于水流在表层以下流动，既可以避免表面流湿地中的蚊蝇和臭气，也可以起到保温作用、受气候影响小。潜流湿地对和重金属的去除效果好，但对、的去除效果欠佳。在实际应用中，水平潜流人工湿地占主导地位，根

30、据美国国家环境保护局（）对多个处理生活或工业废水的人工湿地的调查，证明大部分采用潜流式系统，欧洲等地的人工湿地均以潜流型为主。4湿地植物的概念和作用基质、湿地植物、微生物是人工湿地的主要组成要素，而湿地植物是人工湿地系统中最显著的生物特征，它在人工湿地生态系统中发挥着至关重要的作用，其作用主要体现在：根系泌氧作用；污染物的去除作用；为微生物提供栖息场所；加强和维持水力传输作用；生态美学价值；经济价值。 湿地植物的筛选人工湿地系统在建设过程中，湿地植物的选择尤为重要。选择湿地植物时主要考虑以下几个因素：耐污能力强、去污效果好；能适合当地的环境；根系发达程度；具有一定的经济价值（刘志宽，）。根系泌

31、氧（radial oxygen loss，ROL）是水生植物在长期的缺氧环境中所形成的特殊的生理功能，是指水生植物将光合作用所产生的氧气通过根和茎中的通气组织输送至根部，并通过根系径向释放到周围环境中的过程。文中有有根系泌氧的测定方法5基质的定义人工湿地中的基质（又称填料、滤料），一般由土壤、沙粒、砾石、灰渣等组成。基质为湿地植物和微生物提供生长场所的同时，还可以通过过滤、沉淀以及吸附作用直接去除水体中的污染物。表面流湿地多以土壤为基质，而水平潜流和垂直潜流湿地基质的选择因污染物的不同有所差异，同时应考虑价格便宜、便于取材、运输便利、对地基压力小等因素（张翔凌，）。人工湿地中基质的研究难点及展

32、望1、基质研究的难点总的看来，基质研究中主要有以下几个难点存在：1)人工湿地运行一段时间后，由于有机物的积累，基质容易发生堵塞现象。这将直接影响湿地的运行效果，特别是会大大减小污水中氮和磷的去除率。而基质的堵塞问题一直是湿地运行中的难题。水力负荷和停留时间会影响人工湿地中有机物的积累，植物和微生物也会影响人工湿地中有机物的积累。2)基质在去除污水中的污染物时都会达到饱和，而基质一旦达到饱和就失去了去污的作用，可能还要释放一定的污染物，造成污染。因此，基质的饱和时间决定了人工湿地的运行寿命。如何使用高效的基质，怎样延长基质的饱和时间或者使用可再生的基质是目前研究的主要难点。2、基质研究展望1)基

33、质对人工湿地堵塞的影响近几十年来，人工湿地被广泛的应用于治理生活污水、工业废水和农业径流上。在上个10年里，由于利益的驱动，决定了在北美、欧洲和澳洲的科学研究数量，大多数研究都集中在人工湿地中不同基质去除污染物的功效上，而基质堵塞的问题一直都困扰国内外的人工湿地研究者。人工湿地基质堵塞将会直接影响它对各种污染物的去除效果。所以，要更好的发挥人工湿地的净化效果，就必须解决基质的堵塞问题。2)高水力负荷条件下基质的选择人工湿地的水力负荷直接和湿地面积、处理水量等指标相关，适当提高人工湿地的水力负荷有利于在相同处理水量的条件下，适当减少湿地的占地面积。现阶段人工湿地广泛运用的一个瓶颈问题，就是人工湿

34、地占地面积过大，处理负荷较低，而现有的基质实验研究多是在低水力负荷条件下(1000mm/d)进行的，因此，研究在较高水力负荷条件下仍具有较好处理效果的基质是现阶段急需进行的课题之一。3)多类型基质的综合处理能力研究很多学者做过不同类型基质处理效果的研究，但往往只是24种基质之间的相互比较;或是仅仅针对某一种类型的污染物成分(有机物、氮、磷等)进行对比分析，其研究都具有一定的局限性。广泛的收集不同类型、不同质地、不同产地的基质，对其进行全面的各种类型污染物成分的去除效果分析，针对不同基质的去除效果和基质本身组成成分在实验前后的变化，进而对基质去除机理进行研究，并由此进行不同基质对堵塞的影响研究，

35、是现阶段湿地学者们尚需研究的主要内容之一。（武汉理工大学）12、 人工湿地填料基质去除氨氮和磷最优配比及影响因素研究 赵发敏 人工湿地污水处理技术具有高效低耗、去除功能等优点己逐渐被世界各国所重视,人工湿地对氨氮和磷的去除基质起到主要的作用,所以本文通过实验研究了几种常用来作为人工湿地基质的基质材料对氨氮和磷的吸附去除效果,并选择其吸附效果最好的三种基质进行一定比例的组合,从而选择去除氨氮和总磷的最优基质配比。实验表明沸石、柱状炭和粉煤灰是对氨氮吸附效果最好的三种基质,质量比例为3：1：1混合在48小时时对氨氮的吸附去除效果最好,达到88.55,与沸石单独吸附相比氨氮去除率提高了10.45；石

36、灰石、沸石和粉煤灰是对磷吸附效果最好的三种基质,以质量比例1：3：1混合时对磷的去除率最好,达到79.68。影响因素实验结果表明：pH值5一7时氨氮的去除率达到88以上,当值大于或小于时,氨氮的去除率迅速下降值对吸附除磷最优配比的影响不明显当葡萄糖的浓度为时,氨氮的去除率为,与空白液相比降低了当草酸的浓度为几时,与空白样相比氨氮的去除提高了,当柠檬酸浓度在时氨氮的去除率下降了随着草酸和柠檬酸浓度的增加磷的去除率下降,且最大分别下降“和,葡萄糖对最优配比去除磷影响不明显随着一、“和一浓度的增加氨氮的去除率降低,一浓度的增加,磷的吸附去除率迅速下降,而一和一对最优配比吸附除磷有一定的促进作用,一定

37、浓度时磷去除率分别提高了和。吸附氨氮最优基质配比组合随着溶液氨氮浓度由增加到和,吸附量由岁增加到留和随着温度的升高吸附氨氮的最优配比的对氨氮的吸附量增大,且在较高温度时在短时间内达到吸附平衡。吸附除磷最优配比同样随着磷浓度的增加吸附量增加,溶液初始磷浓度从增加到创和留时,磷的最终吸附量由增加到和,分别增加了和留温度对吸附除磷的影响表明在时,达到吸附平衡后,最优配比对磷的吸附量为留,比、巧和条件下吸附量、和增加、和准二级动力学比一级动力学更好的描述了两种最优配比对氨氮和磷的吸附动力学过程,相关系数都达到以上两种最优配比吸附除氨氮和磷热力学表明它们的吸附过程中“,”,两种最优配比吸附除氨氮和磷都是

38、一个自发作用的过程。潜流人工湿地分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地,水平潜流人工湿地是污水从人工湿地的一端流入,经过人工湿地填料床到达另一端而得名垂直流人工湿地是污水从湿地表面纵向流向湿地填料床底部,污水以垂直流方式进入湿地床。潜流人工湿地床体填充基质,床体底部铺设防渗层,潜流人工湿地中基质填料的作用得到了充分的发挥,水平流人工湿地具有保温效果好很少有恶臭和蚊蝇滋生等现象。垂直流人工湿地可硝化能力较强可以处理较高浓度的氨氮废水,。现在应用的人工湿地污水处理系统一般建设为水平潜流和垂直潜流联合使用的方式。人工湿地填料一般是根据所要处理的污水的性质等指标来选择合适的人工湿地基质。例如,以P为特

39、征的污水,飞灰和页岩是作为人工湿地最好的填料,不宜选用泡沸石和油页岩','作为人工湿地填料。土壤、砂、砾石等是传统的人工湿地的经常采用基质填料,目前,国内外正在挑选具有良好污染物吸附性能和微生物附着性能的新型的高效的材料作为湿地的基质填料。每种人工湿地基质填料都有各自性能的优缺点,在对人工湿地填料进行选择时,应该根据人工湿地所要处理污水的性质和经济条件进行选择,充分发挥人工湿地基质填料的作用。目前,人工湿地床通常由多种基质填料组成,以充分发挥基质填料的作用,人工湿地填料的级优配比是十分重要的,决定了污染物质去除效率,选择合适的级优配比的填料,污染物质的去除效果将会明显提高,同时

40、也有效避免堵塞,提高运行周期。 石英砂、煤灰渣和高炉渣按照一定的比例作为人工湿地填料处理化粪池的污水表明石英砂、煤灰渣和高炉渣对CODcr. BODS和TP都有较好的去除率，对CODcr去除率分别达到71 %-88%. 47%-57%和36%-49%; BODS去除率分别为80%-89%, 70%-77%和65%-75%;对总磷的去除率为70%-85%, 83%-90%和40%-55%，其中石英砂的导水能力最好，具有最高的水力负荷6a。沸石和石灰石混合作为人工湿地填料时吸附除磷和氮的能力大于它们单独作用时的吸附除磷除氮作用65，沸石单独作为人工湿地填料时对氨氮的平均去除率达到85%以上，对氨氮

41、具有较好的去除效果66。粉煤灰对氮和磷的去除效果优于常规的二级生化处理，且具有较大的水力负荷，粉煤灰具有价格低廉等优点，所以粉煤灰可以作为一种低廉的人工湿地基质填料67。煤渣和草炭的组合对化粪池废水中CODcr, BODS, NH4一和TP的去除率分别为76%-87% 88%-92% 75%-85%和77%-91，且具有较高的水力负荷ass。蛙石的吸附效果受到温度和pH值的影响，蛙石吸附符合阳离子交换规律且在一定pH值范围内随着溶液浓度的增大吸附量增大69a人工湿地基质填料的发展趋势人工湿地污水处理技术目前己经被广泛的应用到污水的深度处理中,人工湿地具有高效低耗等优点。对可以作为人工湿地填料的

42、基质也进行了广泛的研究,目前,主要选择孔隙度高、吸附容量大、容易再生、截留效果好、污染物负荷高性能持久、价格低廉等的高效填料作为人工湿地基质填料。11种人工湿地填料沸石、陶粒、石灰石、钢渣、石英砂、柱状炭、白云石、粉煤灰、无烟煤、果壳炭和锰砂,分别对其进行氨氮和总磷吸附实验,分别确定对氨氮和总磷吸附效果最好的三种填料基质,然后分别对他们按一定质量比例进行组合,确定对氨氮吸附去除效果最优基质配比和去除总磷最优基质配比。13、人工湿地生态工程中基质的筛选及应用研究 廖婧琳 文章采用 Langmuir 等温吸附方程研究了人工湿地基质对磷的吸附能力和基质在人工湿地中的使用寿命, 结果显示不同基质对磷的

43、吸附能力差异比较大, 其中赤泥对磷的吸附能力最大, 铝矿土次之, 陶粒和砂子比较低, 而以陶粒对磷的吸附能力最低。不同的基质在人工湿地中的使用寿命不同, 赤泥可以使用大约 3010 个月, 而陶粒则<6 个月。人工湿地基质大致可分为工业副产品（炉渣、钢渣、粉煤灰、赤泥等）、土壤（不同种类的土壤如砂土、壤土和粘土等）和沙石（不同种类的沙子和砾石等）三类, 其中以工业副产品对磷的吸附能力比较高, 土壤其次, 而沙石则相对较低。Langmuir 等温吸附方程可比较不同基质的吸附能力大小并估算其使用寿命, 因此, 可将它作为一种快速筛选人工湿地基质的方法。 在人工湿地处理系统中, 磷主要通过填料

44、( 基质) 吸附、化学沉降、微生物分解、植物和藻类吸收等途径去除, 在这些去除途径中, 基质吸附扮演了一个重要的作用。不同基质影响了人工湿地净化污水的能力, 如碎石、陶粒和沸石配置的人工湿地对磷的去除率分别是 95%、60%和 35%1, 另外, 基质也影响了人工湿地的稳定性, 如澳大利亚某人工湿地在运行 12a后, 对磷的去除效率开始下降2, 而美国某人工湿地在经过 45a 的运行后, 对磷的去除率才开始降低3。因此, 为了提高人工湿地的净化能力和运行的稳定性, 很多学者到展开了基质的研究。从本研究结果分析可知, 在这三类基质中, 以工业废弃物对磷的吸附能力比较高, 土壤其次, 而沙石对磷的

45、吸附能力相对较低, 这一结论对指导人工湿地基质的选择具有一定的指导意义。14、基质在人工湿地中的作用 万佳静基质粒径美国环保总局统计得出,粒径在20 25mm中等大小的介质是处理污水的主要基质层,也是国内外湿地基质研究领域研究的热点;粒径为4050mm的粗岩石,一般填充在进水口和出水口的位置;而粒径为5 10mm的豆石在床体中一般覆盖在20 25mm的基质层上面,防止穴居动物的破坏。这些材料的费用由这些介质的大小、体积以及湿地单元填充的高度决定,一般而言,填充材料总的费用在湿地各项费用中是最高的,大概占总费用的40% 55%左右。不同基质对污染物的净化能力存在明显差异,因此,筛选对污染物净化能

46、力强的当地材料作为人工湿地的基质,不但能提高人工湿地的净化能力和使用寿命,还能减少人工湿地的投资成本。另外,不同粒径的基质对污染物的去除能力也不相同,尹炜等人研究,基质粒径越小,对磷的去除效果越好。近年来,随着人工湿地处理技术的发展,目前研究和应用较多的基质包括碎石、沸石、钢渣等。沸石内部的铝硅酸盐骨架、孔道和孔穴具有可交换的阳离子,应用中表现出良好的离子交换性能,同时空穴和孔道有很大的比表面积,允许一定大小的分子自由移动,决定了沸石对气体、液体均具有良好的吸附性能。郭本华,宋志文研究表明,碎石对磷的去除效果最好,页岩陶粒单元次之,沸石单元效果最差。在潜流式人工湿地污水处理系统运行初期观察到磷

47、释放现象,沸石单元最为明显。进水磷浓度较低时,磷的去除率随浓度升高而升高,当正磷、总磷浓度分别升高到2.4 2.5mg/L和3.1 3.3mg/L时,正磷、总磷的去除率开始迅速下降。张静,张旭通过X射线荧光光谱和X射线衍射分析表明沸石和页岩都具有较发达的中孔结构,页岩对NH+4- N的吸附能力小于沸石;页岩的主要组分为CaCO3,对PO-4- P的去除能力大于沸石,且对水中的H+有较好的缓冲作用。另外,李怀正,叶建锋等得出钢渣和煤灰渣对出水pH值的影响较大,基质粒径越小对SS的去除效果越好;砂子对有机物和NH+4- N的去除效果最好,钢渣对总磷的去除效果最佳。王全金等的实验结果表明碎石为基质的

48、单元对N、P去除效果最好,陶粒单元次之,石英砂单元效果较差。典型基质选择湿地中的表层土壤要求质地为黏土-壤土,渗透性为慢-中等,土壤渗透率为0.025 0.35cm/h为宜;进水配水区和出水集水区的基质一般可采用粒径为60 100mm的砾石,分布于整个床宽;处理区基质表层可优先选用钙含量为2 2.5kg/100kg的混合土,以利于提高脱磷效果,表层之下以5 10mm粒径石灰石基质,或用不同级配砾石、花岗岩碎石铺设。堵塞随着时间推移,湿地中部分营养物质会逐渐积累,湿地中的微生物也相应繁殖,再加上植物的腐败,若维护不当,很容易产生淤积、阻塞现象。这种现象不仅会影响水的流速,而且会影响水的复氧,从而

49、影响到微生物的活性进而影响到处理效果。一般采取以下措施来防止堵塞。(1)选择合适的基质粒径及级配:粒径较大的基质可以有效地防止堵塞的发生,但过大的粒径会缩短水力停留时间,进而影响净化效果,因此需要在保证净化效果和防止堵塞两者之间选择一个最佳平衡点。对于有多层基质的垂直流人工湿地,除基质粒径,不同粒径基质之间配比的选择也十分重要。(2)对进水进行预处理:去除污水中的悬浮物和漂浮物以及一些不利于人工湿地处理过程的物质(常用的预处理设施有隔栅、沉砂池、曝气池、沉淀池、厌氧沉淀塘等),以减少湿地中的沉积,防止堵塞。(3)合理的配水方式:厌氧加速了系统的堵塞,间歇进水可保证湿地的复氧,加速有机物的分解,

50、堵塞总是发生在高水力负荷的系统中,而水力负荷很大程度上决定着其污染负荷,因此合理选择进水次数、进水量及时间间隔可有效防止湿地的堵塞。4)合适的湿地植物:考虑选用根际复氧能力强、分泌难降解物质较少的植物并定期收割植物的地上部分。(5)定期更换湿地表层基质:人工湿地中有机物的积累主要发生在表层,有机质积累对水力传导性和净化效果均有一定影响。因此定期更换湿地表层基质可以防止湿地表层的堵塞,保持人工湿地的稳定运行,但缺点是对大规模的湿地而言,其工程量过大。饱和基质去向湿地基质对磷的吸附会达到饱和,之后便不再发挥作用,这在一定程度上限制了人工湿地的广泛应用。另外,在实际应用中,吸附饱和基质多被丢弃,对其

51、处置不当会造成二次污染。目前,对于饱和基质的去向,有人提出吸附饱和基质用作肥料。高炉矿渣具有很强的吸磷能力,与磷沉淀形成低溶解度的复式羟基磷灰石,可直接用于制造肥料。另外,当pH> 7.5及存在高浓度磷酸根和胺根离子的条件下,会产生鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)沉淀;鸟粪石可回用作肥料,小规模的鸟粪石再提取、并用作肥料的实验基地已经在日本建立。适当控制鸟粪石的提取,能促进其在肥料市场上的应用。然而,混有铁、铝和钙的磷可能不被生物利用,而Johansson和Gustafsson引用的一项研究中,被矿渣吸持的磷可被大麦植物吸收。因而需进一步研究吸附饱和基质回用于肥料的能力。其

52、次应选择吸附容量大的材料作为湿地基质,或者将普通湿地基质与磷吸附活性基质按一定的比例结合使用,尽可能的延长湿地的除磷能力。另外还可以考虑基质再生。湿地干湿交替运行被认为是有效的一种方式。土壤的定期干化能使一些磷矿化,导致湿地再次进水时磷的释放,但其释放的程度需做进一步研究。基质对磷的吸附能力存在比较大差异, 赤泥对磷有比较大的吸附能力, 高炉渣次之, 陶粒的吸附能力较低。基质对磷的吸附能力影响了基质在人工湿地中的使用寿命, 赤泥在人工湿地中的使用时间比较长, 而陶粒则比较低。14、人工湿地堵塞机理及防堵措施浅析及研究 赵文喜停床休作指的是人工湿地堵塞后，停止其运行进行休息来恢复基质的孔隙率。轮

53、休是指运行时平行的湿地间轮流运行和轮流休息。轮休措施被认为是预防人工湿地堵塞的有效措施。轮休运行有利于垂直流人工湿地基质的通风和基质床体内有机物的快速降解。保持基质的好氧条件可有效预防垂直流人工湿地基质的堵塞。国外通常将堵塞后的人工湿地进行停床休作来恢复基质的部分渗透性能。休作与轮休可以从两个方面来改善堵塞状况。第一个方面是休作与轮休时，基质的大气复氧能力增强，基质中氧水平的提高有利于增强基质中好氧微生物的活性，加快其对沉积污染物的降解。第二个方面是湿地系统停止进水，基质中的微生物会因为所需营养物质得不到补充而进入内源呼吸阶段，消耗胞内成分或者胞外聚合物，逐渐老化并死亡。Platzer 等的研

54、究结果均表明连续运行的人工湿地最容易发生基质堵塞。莫凤莺等的研究表明，当人工湿地系统因有机物质累积引起堵塞时，停止运行约15d，基质的渗透性能可以得到很大程度的改善，可以缓解基质堵塞问题。李怀正等研究了轮休措施对堵塞的垂直潜流人工湿地的影响，研究结果表明，轮休措施对解决垂直流人工湿地的堵塞有显著的改善作用，采取轮休措施后不可滤物质的含量比轮休前降低，其中不可滤有机物的减少量非常明显，不可滤无机物的含量，短期轮休后基本稳定，而长时间轮休后，有较大幅度的降低。短期轮休后 TN、TP 和 COD的去除率都比轮休前低，氨氮的去除率比轮休前提高了; 应结合人工湿地的基质、植物种类调整运行工况，进行不同时

55、间长度和方式的轮休，以确保植物生长不受该措施的影响。不足的是，休作与轮休这两种措施需要建造多个平行湿地，以能保证污水处理站的正常处理水平。这样会大幅度增加湿地系统的投资费用。而且轮作轮休受天气的影响的严格限制。土壤动物在分解有机物中也起到不可忽视的作用。L Davisonh 和 Pratt K A 等通过实验发现蚯蚓可以清通基质以及清除基质表面的有机沉淀物，从而恢复人工湿地基质的水力传导性能26。王国芳等在蚯蚓改善垂直潜流人工湿地处理农村污水效能的研究中向湿地系统中投入赤子爱胜蚓，结果表明蚯蚓的引入在一定程度上缓解了垂直潜流人工湿地的堵塞，提高了垂直潜流人工湿地对污染物的去除效果27。与对照人

56、工湿地相比，蚯蚓人工湿地对COD、NH3 N、TN、TP 的 去 除 率 分 别 提 高 了15. 8% 、23. 2% 、20. 6% 、16. 2% 。蚯蚓的引入增加了人工湿地各层的微生物量。在表层，蚯蚓人工湿地的细菌总数、亚硝酸菌数、硝酸菌数、反硝化菌数分别为对照人工湿地的 2. 3、2. 9、2. 0、2. 1 倍; 在底层，蚯蚓人工湿地的细菌总数、亚硝酸菌数、硝酸菌数、反硝化菌数较对照人工湿地均有一定的提高，但增幅较小。15、人工湿地堵塞机理与应对措施研究 陈晓东付贵萍 、Langergraber等 研究发现, 下潜式垂直流湿地在堵塞发生之前, 由于上层基质中水的渗透速率不够导致其含

57、水量呈指数增长，并最终达到完全饱和状态。而下层基质的含水量则呈下降趋势，中间形成蔽水层。因此可以推断湿地中积累的有机物主要集中在表层，堵塞也主要发生在湿地表层015 cm处。对于下潜式垂直流湿地而言通过清洗或更换湿地表层基质可以有效地恢复人工湿地的功能。对于水平流或上升式垂直流湿地，则需要对湿地布水前段区域作翻床处理，清洗或更换基质填料才能达到恢复效果。上述措施的缺点是对大规模的湿地而言工程量较大、更换困难、更换时间长，更换期人工湿地单元需要停床。16蚯蚓改善垂直潜流人工湿地处理农村污水效能的研究 王国芳通过引入赤子爱胜蚓,构建蚯蚓垂直潜流人工湿地,比较了蚯蚓人工湿地与对照人工湿地去除污染物的

58、特性,并分析了投加蚯蚓对改善湿地内微生物量的空间分布及提高湿地防堵塞的效果。结果表明,蚯蚓的引入提高了垂直潜流人工湿地对污染物的去除效果,与对照人工湿地相比,蚯蚓人工湿地对COD、NH +4-N、TN、TP的去除率分别提高了15. 8%、23. 2%、20. 6%、16.2%;同时,还增加了人工湿地各层的微生物量。在表层,蚯蚓人工湿地的细菌总数、亚硝酸菌数、硝酸菌数、反硝化菌数分别为对照人工湿地的2.3、2.9、2.0、2.1倍;并且蚯蚓的引入还在一定程度上缓解了垂直潜流人工湿地的堵塞。17、不同基质对垂直流人工湿地处理效果及堵塞影响研究 张翔凌八种基质对原污水的处理效果 1、在处理原污水中有机物方面，八种基质综合去除能力由强到弱排列依此为：无烟煤、生物陶粒、蛭石、沸石、钢渣、陶瓷滤料、砾石、页岩； 2、在处理原污水中各种