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按照不同的分類方式,人工濕地可分為不同種類。如按濕地植物種類可分為挺水植物人工濕地系統、浮生植物人工濕地系統和沉水植物人工濕地系統。
若按濕地的功能定位和用途,人工濕地又可分為水質凈化類人工濕地、生態修復類人工濕地、景觀類人工濕地。
此外,在污水處理領域,按照系統布水方式及污水在系統中的流動方式,也可將人工濕地分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地三種類型。不同類型的人工濕地污水處理系統具有不同的技術特征和適應性,其水質凈化效果亦有差異。
(1)表面流人工濕地:具有自由水面,所以也稱自由水面人工濕地。其與自然濕地相類似,采用表面布水的設計方式,水面暴露于大氣,水位通常較淺(一般為10~30cm)污水經布水渠進入濕地床體,污水在整個人工濕地的表層水平推流式流動,通過濕地植物、基質及內部微生物間物理、化學、生物的綜合作用得到凈化,然后,水流至濕地末端而流出,完成整個污水凈化過程。
表面流人工濕地
由于與大氣具有廣闊的接觸面積,使得表面流濕地系統氧氣供應充足,對懸浮物、有機物的去除效果較好;但對氮、憐的去除率相對較低。表面流人工濕地具有投資低,運行管理簡便等優點,同時有水力負荷低、占地面積大、夏季蚊繩滋生、易受氣候條件影響等缺點。該系統多見于北美地區,一般應用于江河湖泊的水質凈化及生態修復。
(2)水平潛流人工濕地:一般由土壤和各種填料組成的基質層、表層種植的濕地植物及其深入基質層的發達根系構成的根區微生物組成。底部一般設有隔水層,用于將系統底部與地表分幵,防止污水滲入地下;且系統縱向有一定的坡度保證污水順暢流過。污水一般由沿濕地床寬構建的布水溝(內置填料)或布水管進入濕地系統內,沿基質層下部形成潛流并呈水平滲濾推進,通過基質表層的生物膜、豐富的植物根系及基質的截留等作用得到凈化,然后,從系統末端集水管流出。為節約濕地面積可設計為多層潛流方式,在出水端填料層不同高度處設置出水管,從而達到控制、調節系統內水位的目的。
水平潛流人工濕地
與表面流人工濕地相比,由于水平潛流人工濕地中基質填料的作用得到了充分的發揮,故系統、、及重金屬等污染物去除效果較好,該系統還具有保溫性良好,水力負荷高,運行效果受氣候條件影響小、衛生條件較好等特點,但其存在投資較高、管理相對復雜、且對氮、磷去除效果欠佳等缺點。水平潛流人工濕地常見于英、德、丹麥等歐洲國家,目前己廣泛應用于石油化工、造紙、制革、鋼鐵、制藥等工業廢水及生活污水處理領域。
(3)垂直潛流人工濕地:是在水平潛流人工濕地基礎上改進的一種工藝,兼具水平潛流濕地和土地滲濾處理系統的特征。污水經地表布水裝置,垂直下行滲流入床體底部,通過系統地表與地下滲濾過程中發生的物理、化學和生物反應得到凈化,最后經底部集水管或集水溝流出。垂直潛流濕地通常采用間歇進水,氧通過空氣自由擴散與植物根蓮運輸進入濕地內部,使整個系統處于不飽和狀態或半飽和狀態,故該系統確化能力強,氮去除效果較好。
同樣,垂直潛流人工濕地具有水力負荷較大,占地面積相對較小的優點,存在施工要求高、操控復雜、有機物去除能力欠佳、易發生堵塞及蚊幡滋生等問題,目前主要用于富營養水體、景觀水體處理,不如水平潛流濕地應用廣泛。
垂直潛流人工濕地
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