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按照不同的分类方式,人工湿地可分为不同种类。如按湿地植物种类可分为挺水植物人工湿地系统、浮生植物人工湿地系统和沉水植物人工湿地系统。
若按湿地的功能定位和用途,人工湿地又可分为水质净化类人工湿地、生态修复类人工湿地、景观类人工湿地。
此外,在污水处理领域,按照系统布水方式及污水在系统中的流动方式,也可将人工湿地分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地三种类型。不同类型的人工湿地污水处理系统具有不同的技术特征和适应性,其水质净化效果亦有差异。
(1)表面流人工湿地:具有自由水面,所以也称自由水面人工湿地。其与自然湿地相类似,采用表面布水的设计方式,水面暴露于大气,水位通常较浅(一般为10~30cm)污水经布水渠进入湿地床体,污水在整个人工湿地的表层水平推流式流动,通过湿地植物、基质及内部微生物间物理、化学、生物的综合作用得到净化,然后,水流至湿地末端而流出,完成整个污水净化过程。
表面流人工湿地
由于与大气具有广阔的接触面积,使得表面流湿地系统氧气供应充足,对悬浮物、有机物的去除效果较好;但对氮、憐的去除率相对较低。表面流人工湿地具有投资低,运行管理简便等优点,同时有水力负荷低、占地面积大、夏季蚊绳滋生、易受气候条件影响等缺点。该系统多见于北美地区,一般应用于江河湖泊的水质净化及生态修复。
(2)水平潜流人工湿地:一般由土壤和各种填料组成的基质层、表层种植的湿地植物及其深入基质层的发达根系构成的根区微生物组成。底部一般设有隔水层,用于将系统底部与地表分幵,防止污水渗入地下;且系统纵向有一定的坡度保证污水顺畅流过。污水一般由沿湿地床宽构建的布水沟(内置填料)或布水管进入湿地系统内,沿基质层下部形成潜流并呈水平渗滤推进,通过基质表层的生物膜、丰富的植物根系及基质的截留等作用得到净化,然后,从系统末端集水管流出。为节约湿地面积可设计为多层潜流方式,在出水端填料层不同高度处设置出水管,从而达到控制、调节系统内水位的目的。
水平潜流人工湿地
与表面流人工湿地相比,由于水平潜流人工湿地中基质填料的作用得到了充分的发挥,故系统、、及重金属等污染物去除效果较好,该系统还具有保温性良好,水力负荷高,运行效果受气候条件影响小、卫生条件较好等特点,但其存在投资较高、管理相对复杂、且对氮、磷去除效果欠佳等缺点。水平潜流人工湿地常见于英、德、丹麦等欧洲国家,目前己广泛应用于石油化工、造纸、制革、钢铁、制药等工业废水及生活污水处理领域。
(3)垂直潜流人工湿地:是在水平潜流人工湿地基础上改进的一种工艺,兼具水平潜流湿地和土地渗滤处理系统的特征。污水经地表布水装置,垂直下行渗流入床体底部,通过系统地表与地下渗滤过程中发生的物理、化学和生物反应得到净化,最后经底部集水管或集水沟流出。垂直潜流湿地通常采用间歇进水,氧通过空气自由扩散与植物根莲运输进入湿地内部,使整个系统处于不饱和状态或半饱和状态,故该系统确化能力强,氮去除效果较好。
同样,垂直潜流人工湿地具有水力负荷较大,占地面积相对较小的优点,存在施工要求高、操控复杂、有机物去除能力欠佳、易发生堵塞及蚊幡滋生等问题,目前主要用于富营养水体、景观水体处理,不如水平潜流湿地应用广泛。
垂直潜流人工湿地
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