污水处理完整版本

第九章：污水处理技术9.1污水处理方法与工艺流程9.1.1按照处理方法的性质分：物理方法：通过物理作用，分离、回收污水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变污染物的化学性质。包括格栅过滤、沉淀法、浮选法、离心分离和膜分离等化学方法：通过化学反应和传质作用，来分离、回收污水中呈溶解、胶体状态的污染物质，或将其转换为无害物质包括混凝、化学沉淀、中和、萃取、氧化还原和电解等生物方法：通过水微生物的代谢作用，使污水中呈溶解状态、胶体状态以及某些并不溶解的有机甚至无机物质，转化为稳定、无害的物质，从而使污水得到净化。包括好氧和厌氧法9.1.2按处理程度和处理任务分：一级处理：机械处理二级处理：主体工艺为生化处理三级处理：控制富营养化和重新回收利用9.1.3典型污水处理工艺流程9.2污水的一级处理9.2.1格栅粗格栅（50-100mm）中格栅（10-40mm）细格栅（3-10mm）人工清除机械清除9.2.2沉沙池从污水中分离密度较大的无机颗粒，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。作用：平流式沉砂池曝气式沉砂池类型：平流式沉砂池曝气式沉砂池在沿池壁一侧距池底60～90cm高度处设曝气装置，而在其下部设集砂斗。在曝气的作用下，使污水中的有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并受曝气的剪切力，能够去除砂粒上附着的有机污染物，有利于取得较为纯净的砂粒。砂粒在重力和旋转力的综合作用力下沉到池底与水分离。曝气式沉砂池9.2.3调节池为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对污水的水量和水质进行调节：（1）酸性污水和碱性污水在调节池内进行混合，达到中和的目的（2）短期排出的高温污水也可用调节的办法来平衡水温。9.2.4沉淀池沉淀池是分离悬浮固体的一种常用的处理构筑物。沉淀池按工艺布置不同，可分为初沉池和二沉池。初沉池是一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物。二沉池设在生物处理构筑物后面，用于沉淀分离活性污泥或去除生物膜法中脱落的生物膜，是生物处理工艺中的一个重要组成部分。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式、竖流式、辐流式及斜流式四种。平流式沉淀池竖流式沉淀池幅流式沉淀池斜板式沉淀池进水几种沉淀池的比较平流式：构造简单，沉淀效果较好，但占地面积较大，排泥存在的问题较多，目前大、中、小型污水处理厂均有采用竖流式：占地面积小，排泥较方便，且便于管理，然而池深过大，施工困难，造价高，因此一般仅适用于中小型污水处理厂使用几种沉淀池的比较辐流式：最适宜于大型污水处理厂采用，有定型的排泥机械，运行效果较好，但要求较高的施工质量和管理水平斜流式：主要适用于初沉池，在给水处理中应用较广，沉淀效率高，停留时间短，占地小，缺点是容易滋生藻类等，排泥困难，易堵塞，维修不便。气浮法又称为浮选法，它是在污水中通入空气，产生微小气泡作为载体，使污水中的乳化油、微小悬浮物等污染物粘附在气泡上。利用气泡的的浮升作用上浮到水面，通过收集水面上的泡沫或浮渣达到分离杂志、净化污水的目的。9.2.5气浮法气浮法原理气浮法原理9.3污水的生物处理9.3.1定义污水的生物处理就是利用微生物的氧化分解及转化功能，以污水的有机物（少数以无机物）作为微生物的营养物质，采取一定的人工措施，创造一种可控制的环境，通过微生物的代谢作用，使污水中的污染物质被降解、转化，从而污水得到净化9.3.2污水生物处理的分类好氧生物处理厌氧（兼氧）生物处理9.3.3好氧生物处理原理在充分供氧的条件下，利用好氧微生物的生命活动过程，将有机污染物氧化分解成较稳定的无机物的处理方法，在工程上称为污水的好氧生物处理9.3.3好氧生物处理保证好氧处理满足的条件（1）在污水好氧处理过程中，必须不间断的供给溶解氧。因为氧是有机物的最后氢受体，正是由于这种氢的转移，才使能量释放出来，成为细菌生命活动和合成新细胞物质的能源9.3.3好氧生物处理保证好氧处理满足的条件（2）要保证污水处理的效果，首先必须有足够数量的微生物，同时还需有足够数量的营养物质。9.3.3好氧生物处理常见的好氧生物处理方法传统活性污泥法氧化沟法序批式活性污泥法生物滤池和生物转盘法流化床和气提式反应器法活性污泥法生物膜法活性污泥的特征（1）形态：在显微镜下呈不规则椭圆状，在水中呈“絮状”（2）颜色：正常呈黄褐色，但会随进水颜色、曝气程度而变化（如发黑为曝气不足，发黄为曝气过度）9.3.3.1活性污泥法活性污泥的特征（3）理化性质：直径0.02-0.2mm，表面积20-100cm2/mL，pH值约为6.7，有较强的缓冲能力。其固相组分主要为有机物，约占75-85%，含水率为99%。活性污泥的特征（4）生物特征：具有一定的沉降性能和生物活性（5）组成：由微生物群体，微生物残体，难降解有机物和无机物组成微生物组成及其作用组成：包括细菌、真菌、原生动物和后生动物微生物组成及其作用细菌：以异氧型原核生物为主，数量107-108个/mL，自养菌数量略低。优势菌种：产碱杆菌等，它是降解污染物的主体，具有分解有机物的能力微生物组成及其作用真菌：由细小的腐生或者寄生菌组成，具有分解碳水化合物，脂肪，蛋白质的功能，但丝状菌大量增殖会引起污泥膨胀。微生物组成及其作用原生动物：肉足虫，鞭毛虫和纤毛虫。后生动物：主要指轮虫，线虫，甲壳虫类等，捕食菌胶团和原生动物，是水质稳定的标志。产碱杆菌丝状菌草履虫纤毛虫钟虫轮虫线虫活性污泥法的工艺流程9.3.3.2氧化沟法氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为氧化沟，又称环形曝气池定义氧化沟流程示意图1、处理效果稳定，出水水质好，并且具有较强的脱氮功能，有一定的抗冲击负荷能力。2、工程费用相当于或低于其他污水生物处理技术。氧化沟的技术特点3、处理厂只需要最低限度的机械设备，增加了污水处理厂正常运转的安全性。4、管理简化，运行简单。5、剩余污泥较少，污泥不经硝化也容易脱水，污泥处理费用较低。氧化沟的技术特点6、处理厂与其他工艺相比，臭味较小。7、构造形式和曝气设备多样化。8、曝气强度可以调节。9、具有推流式流态的某些特征。氧化沟的技术特点氧化沟技术发展较快，类型多样，根据其构造和特征，主要分为：帕斯维尔氧化沟；卡鲁塞尔氧化沟交替工作式氧化沟；奥贝尔氧化沟；一体化氧化沟（合建式氧化沟）。氧化沟的分类奥贝尔氧化沟9.3.3.3序批式活性污泥法是在一个反应器中周期性完成生物降解和泥水分离过程的污水处理工艺。在典型的反应器中，按照进水、曝气、沉淀、排水、闲置等5个阶段顺序完成一个污水处理周期。近年来，随着自动化水平的提高和设备制造工艺的改进，该工艺克服了操作烦琐缺点，提高了设备可靠性，设计合理的工艺具有良好的除磷脱氮效果，因而近年来备受关注，成为污水处理工艺中应用最广泛的工艺之一。序批式活性污泥法的优点序批式活性污泥法的缺点（1）对于单一的反应器的应用需要较大的调节池（2）对于多个反应器进水和排水的阀门自动切换频繁（3）无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水的处理要求（4）设备的闲置率较高9.3.3.4生物膜法定义好氧生物膜法是根据土壤自净的原理发展起来的。从好氧微生物对有机物降解过程的基本原理上分析，生物膜法和活性污泥法是相同的，两者主要不同在于活性污泥法是靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物质，而生物膜法则是主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物质。生物转盘工艺流程9.3.3厌氧生物处理9.3.3.1定义厌氧生物处理是指利用厌氧微生物的代谢过程，在无氧条件下把污水中的有机污染物转化为无机物和少量细胞物质的污水处理方法9.3.3.2厌氧微生物处理的优点（1）能耗低（约为好氧的10-15%）（2）可回收生物能源（沼气）（3）产生的剩余污泥量少（相当于好氧的1/10-1/6）（4）可承受的有机负荷高，占地少9.3.3.3厌氧微生物处理的缺点（1）厌氧处理后出水的COD和BOD值较高，难以达标（需好氧处理作为后处理）（2）厌氧水力停留时间一般较长，厌氧的启动时间一般也较长（3）受温度等影响大，有恶臭9.3.3.4厌氧微生物处理的机理厌氧生物降解过程可分为4个阶段（1）水解阶段（2）酸化阶段（发酵阶段）（3）产乙酸阶段（4）产甲烷阶段水解阶段水解细菌将不溶性有机物转化为可溶性有机物，将高分子可溶性有机物转变成小分子有机物（通过细菌胞外酶作用）纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖和葡萄糖淀粉被淀粉酶水解成麦芽糖和葡萄糖蛋白质被蛋白酶水解成氨基酸脂肪被脂肪酶水解成丙二醇和脂肪酸酸化阶段水解阶段产生的小分子水解产物在酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细胞外，这一阶段的主要产物为醇类/乳酸/CO2/NH3/H2S等。与此同时，酸化菌也可利用部分物质合成新的细胞物质。产乙酸阶段在此阶段，酸化阶段的产物被进一步转化为乙酸、H2、碳酸等以及新的细胞物质产甲烷阶段在此阶段，乙酸、H2、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为CH4、CO2和新的细胞物质由于这个阶段的产甲烷菌生长缓慢，所以产甲烷的反应是整个厌氧降解过程的限速步骤厌氧生物反应机理图9.4污水的三级处理（1）经二级生物处理后，其出水一般含有BOD30mg/L，COD60mg/L，NH315-25mg/L,P3-8mg/L,悬浮物30mg/L以及细菌和重金属等。因此必须经过三级处理，否则易引起水体富营养化。（2）三级处理方法包括：砂滤、混凝、微滤、反渗透、电渗析、离子交换、消毒、活性炭吸附、脱氮除磷等9.4.1悬浮物（SS）的去除（1）颗粒粒径：二级出水SS是以1µm-1mm的生物絮凝体和未被絮凝的胶体物质为主，一般通过混凝、砂滤、微滤和反渗透去除。（2）混凝沉淀：通过投加混凝剂，并经快速搅拌混凝，慢速搅拌混凝，使微小颗粒和胶体物质脱稳而凝聚，成为较大颗粒絮体后沉淀去除混凝剂：能破坏水中胶体的稳定性并能促进胶体絮凝的物质无机盐类混凝剂：铝盐混凝剂（硫酸铝、明矾、聚合硫酸铝）、铁盐混凝剂（三氯化铁、硫酸亚铁）有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺等助凝剂：为强化混凝效果，投加的某些辅助药剂，如用来调节pH的石灰，碳酸钠等砂滤微滤反渗透0.1nm1nm10nm100nm1µm10µm100µm1mm离子高分子粒子蛋白质细菌悬浮物粒径与处理技术的选择9.4.2溶解性有机物的去除（1）活性炭吸附：活性炭具有巨大的表面积和细小的空隙，能吸附有机物，重金属离子等。（2）O3氧化处理：对二级处理水进行以回收利用为目的的处理，力求去除污水中存在的有机物、色度和杀菌、消毒等、9.4.3溶解性无机盐的去除（1）危害：具有腐蚀性，易结垢，SO42-还原产生H2S，造成土地板结和盐碱化。因而出水回用和农用前要脱盐。（2）脱盐技术：反渗透、电渗析和离子交换反渗透：利用半渗透膜，当对高浓度一侧施加高于渗透压的压力时，水分子通过渗透膜，从而使水得到净化电渗透：在电流作用下，阳和阴离子分别通过阳、阴离子交换膜，从而在局部富集，使水得到净化离子交换：带离子的水经过交换树脂、沸石等时，无机盐通过交换吸附反应而被去除。9.4.4污水的消毒处理（1）原因：一般出水细菌均会超标，从而带来危害（2）使用场合：污水农灌、排放水源地上游、旅游景区、以及流行病流行季节（3）消毒方法：液氯、臭氧、次氯酸钠和紫外线液氯消毒（1）原理：Cl2+H2OHOCl+HCl（2）投加量：10mg/L（3）接触时间：10-30分钟（4）要求余氯：>0.5mg/L次氯酸钠消毒（1）原理：Cl2+2NaOHNaOCl+NaCl+H2O

（2）接触时间：15分钟二氧化氯消毒（1）原理：ClO2+H2OHCl+HClO+O2

（2）接触时间：10-20分钟（3）使用量：2-5mg/L氯法消毒：加氯加次氯酸盐加二氧化氯优缺点：杀菌消毒效果好，费用低廉易产生有机卤化物，对人体和生物有潜在的毒性O3消毒（1）原理：O3O2+[O]（2）接触时间：5-10分钟（3）使用量：10mg/L（4）优缺点：O3具有非常强的杀菌能力，而且能够降低水的色度和消除异味，还能为水充氧。缺点是会产生有毒副产物紫外线消毒（1）原理：紫外线穿透细胞壁并与细胞内的生物物质反应而达到消毒的目的（2）方法：侵入式和水面式（3）照射强度：0.19-0.25W.s/cm2（4）污水深度：0.65-1m（5）缺点：不能解决消毒后再污染的问题，电耗大，水中悬浮杂质和色度对紫外线穿透有影响消毒方法优点缺点适用条件液氯效果可靠，设备简单，投量准确，价格便宜。余氯和氯化合物对水生物有毒害作用，部分氯化合物有致癌作用大、中型污水处理厂臭氧消毒效率高去除有机物、色、味投资大、成本高设备管理复杂，产生有毒副产物卫生条件要求高的污水处理厂次氯酸钠现场生产，直接投配，使用方便，易于控制。次氯酸钠发生器和投配设备设备管理复杂中、小型污水处理厂紫外线消毒效率高安全方便电能消耗大管网中再污染问题小型污水处理厂污水消毒技术的优缺点比较及选择9.4.5生物脱氮生物脱氮过程：含氮化合物硝化反应过程氧NO-3N2硝化细菌碳反硝化细菌反硝化反应过程影响硝化反硝化反应过程的主要因素硝化反应反硝化反应细菌特征硝化菌是化能自养菌，生理活动不需要有机性营养物质反硝化菌是异养兼性厌氧菌，在无氧条件下进行生命代谢活动反应机理从CO2获取碳源，从无机物的氧化中获取能量以硝酸氮为电子受体，以有机碳为电子供体，使硝酸盐还原碳源要求混合液中有机物含量不应过高，BOD＜20mg/L混合液中有机物含量不应过低，BOD/T-N≮3－5，当碳源不足时，应考虑外加碳源（甲醇）溶解氧要求氧是硝化反应的电子受体，DO≮1mg/L反应器内溶解氧较高时，反硝化菌将利用氧进行呼吸，阻碍硝酸氮的还原，DO≯0.5mg/LpH要求硝化菌对pH值变化敏感，最佳pH值：8.0－8.4反硝化菌对pH值变化敏感，最佳pH值：6.5－7.5，当pH值高于8或低于6时，反硝化速率降低温度要求适宜温度：20－30℃，低于5℃时，硝化反应停止适宜温度：20－40℃，低于15℃时，反硝化速率降低污泥龄增殖缓慢，污泥龄30d以上污泥龄无特殊要求9.4.6污泥的处理污水处理过程中产生的污泥量大（城市二级污水处理厂产生的污泥量约占处理水量的0.3%－0.5%，按含水率97％计）、成分复杂（有机物、无机物、细菌、病原微生物、重金属）、危害大（腐化发臭，二次污染），必须及时有效地进行处理和处置。污泥处理的目的是使污泥减量化、无害化及资源化。保证污水处理厂的正常运行；使易腐化发臭的有机物得到稳定处理并妥善处置；使有毒有害物质得到妥善处置；使有用物质得到回收或综合利用。污泥的来源泥渣：格栅、沉砂池、初沉池（浮渣）、气浮池（浮渣）污泥：初次沉淀污泥：初次沉淀池剩余活性污泥：二次沉淀池（活性污泥法）腐殖污泥：二次沉淀池（生物膜法）消化污泥：消化池化学污泥：化学沉淀池（混凝沉淀，物化除磷）污泥处理的工艺流程污泥浓缩机械脱水最终处置污泥浓缩自然干化堆肥农肥污泥浓缩自然干化最终处置消化污泥浓缩机械脱水最终处置消化污泥浓缩机械脱水干燥焚烧消化最终处置污泥的含水率式中：V1，V2——分别表示污泥浓缩前后的体积，m3W1，W2——分别表示污泥浓缩前后的固体重量，kgC1，C2——分别表示污泥浓缩前后的固体浓度，g/m3P1，P2——分别表示污泥浓缩前后的含水率，%

含水率的定义：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数（P）。物料衡算，污泥比重按1计。污泥中的水分与组成污泥颗粒间的空隙水（70％），浓缩法；污泥颗粒间毛细管内的毛细水（20％），机械脱水；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水（10％），干燥与焚烧。常用污泥脱水方法与效果脱水方法脱水装置脱水后含水率(%)脱水后状态浓缩法重力、气浮、离心95－97近似糊状自然干化法自然干化场、晒砂场70－80泥饼状机械脱水真空吸滤法真空转鼓、真空转盘60－80泥饼状压滤法板框压滤机45－80泥饼状滚压带滤法滚压带式压滤机78－86泥饼状离心法离心脱水机80－85泥饼状干燥法各种干燥设备10－40粉状、粒状焚烧法各种焚烧设备0－10灰渣状间隙性污泥重力浓缩池间歇式浓缩池具有构造简单，运行可靠，浓缩效果好的特点，特别适用于中小型污水处理厂。间歇式浓缩池的主要设计参数是浓缩时间，时间太短，则不能保证浓缩效果；时间太长，池容增大且可能由于污泥厌氧而破坏浓缩过程。一般，浓缩时间取10－12小时。

间歇式污泥重力浓缩池示意图进泥排泥上清液连续性污泥重力浓缩池连续式污泥重力浓缩池的池型类同于污水处理中的二次沉淀池，一般采用竖流式或辐流式，适用于大型污水处理厂。浓缩池高度：一般采用4m。浓缩池水力停留时间：一般采用10－16小时。固体通量：30－60kg/m2.d水力负荷：0.2-0.4m3/m2.h（剩余污泥）

连续式污泥重力浓缩池工况示意图上清液区阻滞区固体浓度压缩区QeCeQ0C0QuCuuii污泥的自然干化污泥在自然条件下，由于渗滤、蒸发等作用而使污泥脱水干化的方法称为自然干化，用于污泥自然干化的构筑物称为污泥干化场。污泥自然干化法简便易行，投资少，运行管理费用低。但是，污泥干化场占地面积大，卫生条件差，对周围环境影响较大。自然干化法污泥的机械脱水污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质，形成滤液，而固体颗粒则被过滤介质截留，形成滤饼，从而达到污泥脱水的目的。污泥的机械脱水造成压力差推动力的方法有四种：污泥自身重力，如带式压滤机的重力脱水段。在过滤介质的一面造成负压，如真空吸滤脱水机。加压污泥使水分通过过滤介质，如压滤脱水机。造成离心力使固-液分离，如离心脱水机。污泥的机械脱水污泥预处理的主要方法：化学调节法：向污泥中投加混凝剂，使污泥颗粒脱稳凝聚，提高脱水性能。混凝剂投量应通过实验筛选确定。热处理法：在高压下加热污泥，破坏结合水与污泥颗粒之间的联系，使污泥颗粒在高温高压下溶解或水解，从而把细胞破坏并释放胞内水分，改善污泥脱水性能。 加热温度：180－200℃，加热时间：20－60分钟污泥的机械脱水污泥脱水机械：

真空转鼓过滤机： 可连续生产，可自动控制，操作方便，运行平稳。 附属设备多，工序复杂，滤布易堵塞。板框压滤机： 构造简单，过滤推动力大，适用于各种污泥。 不能连续生产。污泥的机械脱水污泥脱水机械：

滚压带式过滤机： 连续生产，操作方便，自动控制，卫生条件好。 对预处理要求高，必须使用高分子絮凝剂。离心脱水机： 连续生产，操作方便，自动控制，卫生条件好，占地面积小。 对预处理要求高，必须使用高分子絮凝剂。真空吸滤法滚压带滤法污泥的干燥与焚烧污泥经脱水、干化后，含水率仍较高，体积较大，为便于污泥最终处置，可进行干燥处理或焚烧。污泥经干燥处理后，含水率可降至20%左右。污泥经焚烧处理后，含水率可降至0，体积很小，性质稳定，便于运输，可进行综合利用或最终处置。污泥干燥的主要设备是回转圆筒式干燥器。常用的污泥焚烧设备有回转焚烧炉、多段焚烧炉和流化床焚烧炉等。焚烧法污泥堆肥污泥堆肥的基本原理：在有氧的条件下，利用嗜温菌和嗜热菌的作用，经过发热（45－55℃）、高温消毒（55－70℃）及腐熟（40℃）等过程，分解污泥中的有机物质并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒，使污泥达到稳定并提高污泥肥分。为了改善堆肥效果，一般采用膨胀剂（如已堆熟的污泥，稻草，麦秸、木屑或城市垃圾等）与污泥混合，以便增加堆料的孔隙度，改善通风，同时，膨胀剂可降低污泥含水率并调节堆料的碳氮比。污泥堆肥的工艺流程：脱水泥饼含水率调整搅拌混合一级堆肥二级堆肥筛分成品膨胀剂空气脱臭气化肥抽风机污泥的石灰稳定法污泥石灰稳定法是一种十分简单的方法，所需基建费用不高。在石灰稳定法中，实际上并没有有机物被直接降解，石灰稳定法不但不能使固体物量减少，而且使固体物量增加。由于固体物量增加，导致最终处置费用较其它稳定法高。石灰稳定法的主要作用是解决污泥的臭气问题并杀死病原菌。石灰稳定法使污泥的肥料价值降低，但可以改善污泥的脱水性能。

污泥的最终处置污泥的农田绿地利用：污泥含有丰富的植物所需要的肥分及改善土壤所需的有机腐殖质，故污泥作为农田绿地利用是最佳的最终处置方法。污泥的建筑材料利用：污泥的建筑材料利用主要是制砖和制纤维板材污泥的最终处置污泥的填埋处置：污泥可单独填埋或与其它废弃固体物（如垃圾）一起填埋，填埋场地设计目标年限一般为10年以上。污泥的投海处置：沿海地区，可考虑把生污泥、消化污泥、脱水泥饼或焚烧灰投海。9.4.7人工湿地处理技术

湿地指天然或人工形成的沼泽地等带有静止或流动水体的成片浅水区，还包括在低潮时水深不超过6米的水域湿地湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。湿地生态系统的功能生物多样性（遗传资源）景观价值（九寨沟）水的生态循环净化功能气候的影响丰富物产资源

根据《人工湿地污水处理工程技术规范》，人工湿地指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，充填一定深度的基质层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用使污水得到净化。人工湿地人工湿地的构成基质：提供植物与微生物生长，并对污染物起过滤、吸收作用的填充材料。植物：高等维管束植物。微生物、微型生物：植物根系周围的区系微生物、基质表面生物膜及周边的微生物。人工湿地污水处理工艺类型

根据污水在人工湿地系统中流动的方式，人工湿地污水处理工艺一般可分为表面流、垂直流和水平潜流。表面流人工湿地为自由水面湿地。废水在湿地中形成一层地表流，以较慢的流速水平流动，与自然湿地极为相似。污水直接暴露在大气中，易导致污水中的细菌等污染物散播到大气中而造成二次污染，同时负荷小，处理效果差，运行受气候影响较大，在寒冷地区污水易结冰而影响处理效果，故一般不采用。垂直流人工湿地

污水从湿地表面纵向流向填料床底部，床体处于不饱和状态。O2可通过大气扩散和植物传输进入湿地系统。该系统硝化能力较高，可用于处理氨氮含量较高的污水，但其处理有机物能力欠佳，控制复杂，夏季易滋生蚊蝇，建造要求高，故使用较少。水平潜流人工湿地

为地下水流湿地。废水通过布水管道以水平渗透或垂直渗透形式通过填料，在水床最低位运行，床体表面种植处理性能好、成活率高的水生植物(芦苇)，净化后的水体经集水管道收集排放。床底铺防渗膜，可防止污染地下水。

BOD、COD等有机物和重金属的去除率高，受气候影响小，夏季无臭味、无蚊虫滋生，在寒冷地区也可以正常运行。水平潜流人工湿地

目前国际上采用较多的是水平潜流人工湿地。人工湿地净化污水的机理人工湿地污水处理是一个化学、物理和生物处理相结合的过程。其化学处理过程是氧化分解，物理处理过程是过滤和吸附，生物处理过程是吸收利用和分解。人工湿地污水处理系统所针对的污染物（环境影响主力因子）主要为氮、磷、悬浮物（SS）、有机物（BOD、COD）、重金属等。污水中的悬浮物含有大量的污染物质，如有机物、氮磷、重金属和病原菌等，因此去除悬浮物可以提高污水的去除率。悬浮物（SS）的去除主要通过基质的过滤、污泥沉淀及根系附着来完成。为防止在进水口附近发生堵塞，进水前应设置预处理以降低总固体浓度，一般设置沉淀池即可。悬浮物的去除微生物在具有巨大比表面积的土壤颗粒表面形成一层生物膜，当污水流经土壤颗粒表面时，不溶性的有机物通过基质的沉淀、过滤和吸附作用被截留，然后被微小生物利用；可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的代谢过程而被分解去除。污水中的大部分有机物最终被异养微生物转化为微生物体、CO2、甲烷和水、无机氮、无机磷。有机物的去除氮、磷的去除污水中的氮包括无机氮和有机氮。无机氮包括氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐；有机氮包括尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶。其去除途径包括基质的吸附、过滤、沉淀、挥发、植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。污水中的磷包括有机磷和无机磷。其去除途径主要包括微生物同化、基质吸附、植物吸收及污泥沉淀。工程实际及理论研究均表明，污水中磷的去除是以基质吸附及污泥沉淀为主。重金属的去除金属离子去除机理主要有：植物的吸收和富集作用、土壤胶体颗粒的吸附、悬浮颗粒的过滤和沉淀，人工湿地对污水中重金属去除是通过植物、微生物、土壤基质等组成成分共同起作用的。人工湿地处理污水的流程

按工程接纳的污水类型，基本工艺流程如下：

a)当工程接纳城镇生活污水及与生活污水性质相近的其它污水时，基本工艺流程为:b)当工程接纳城镇污水处理厂出水时，基本工艺流程为:预处理的程度和方式应综合考虑污水水质、人工湿地类型及出水水质要求等因素。可选择格栅、沉砂、初沉等一级处理工艺，物化强化法、AB法前段、水解酸化、浮动生物床等一级强化处理工艺，以及氧化沟、生物接触氧化等二级处理工艺。后处理工艺也叫末端处理工艺。通常起到杀菌消毒、强化出水水质、改善景观效果等的作用。常用的工艺主要包括表流湿地和好氧生物塘（水景塘）造景、沙滤池过滤、紫外线消毒或配药消毒等。人工湿地的启动与运行

人工湿地污水处理系统的启动一般要经历5个阶段：系统调试阶段植物复活阶段根系发展不稳定阶段植物生长成熟阶段处理效果良好的稳定成熟阶段在启动阶段，芦苇等植物栽种后即须充水。初期可将水位控制在地面下25mm左右处。按设计流量运行3个月后，将水位降低至距床底O.2m处，以促进芦苇等植物根系向深部发展。待根系深入到床底后，再将水位调节至地表下0.2m处开始正常运行。进入稳定成熟阶段后，系统处于动态平衡，植物的生长仅随季节发生周期性变化，而年际间则处于相对稳