化学工业中常用的除湿方法范例(3篇)

化学工业中常用的除湿方法范文

关键词:温湿度;二氧化碳浓度;调节与控制;方案设计

中图分类号:S126文献标识码:A文章编号:1009-8631(2010)02-0200-02

引言

随着国民经济的迅速增长,农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。因此,为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性,推动我国农业的发展,迫切需要一种价格适中,自动化程度高的农业设施多点测控系统。

1、温室大棚内重要参数的调节与控制

1.1温度的调节与控制

目前,温室内温度的调节和控制包括加温、降温和保温三个方面。具体表现在:

(1)加温。加温有热风采暖系统、热水采暖系统、土壤加温三种形式。热风采暖系统由热风炉直接加热空气及蒸汽热交换空气两种,前者适用于塑料大棚,后者适用于有集中供暖设备的温室:热水采暖系统的稳定性好,温度分布均匀,北方温室大都采用此种方式;土壤加温有酿热物加温、电热加温和水暖加温。

(2)降温。降温最简单的途径是通风,但在温度过高,依靠自然通风不能满足作物的要求时,必须进行人工强制降温。降温包括遮光降温法、屋面流水降温法、蒸发冷却法及强制通风法。遮光降温法一种是在室外与温室屋顶部相距40cm处张挂遮光幕,对温室降温很有效,另一种在室内挂遮光幕,但降温效果比挂在室外差;屋面流水降温法采用时须考虑安装成本,清除玻璃表面的水垢污染问题;蒸发冷却法使空气先经过水的蒸发冷却降温后再送入室内,达到降温目的。蒸发冷却法有湿帘――风机降温法、细雾降温法、屋顶喷雾法。

(3)保温。保温包括减少贯流放热和通风换气量、增大保温比、增大地表热流量。减少贯流放热和通风换气量包括减少向温室内表表面的对流传热核辐射传热、减少覆盖材料自身的热传导散热、减少温室外表面向大气的对流和辐射传热、减少覆盖面的漏风而引起的换气传热;增大保温比是适当的减低温室的高度,缩小夜间保护设施的散热面积,有利于提高温室内昼夜的气温和地温;增大地表热流量可以采用增大保护设施的透光率,且经常保持覆盖材料干洁,及设置防寒沟,防止地中热量横向流出。

1.2湿度的调节与控制

大棚内空气湿度的调节与控制,从环境调控的观点来说,空气湿度的调控,主要是防止作物沾湿和降低空气湿度两个直接目的。而防止作物沾湿主要是为了抑制病害。

除湿的方法有通风换气、加温除湿、覆盖地膜、适当地控制灌水量、使用除湿机、除湿型热交换通风装置。一般采用在不加温的温室里自然通风,达到降低温室内湿度的目的,其效果显著;在有条件的情况下,可采用强制通风,可由风机功率和通风时间计算出通风量,而且便于控制;其他的方法如覆盖地膜、热泵除湿等也能达到除湿的目的。

加湿的方法包括喷雾加湿、湿帘加湿、温室内顶部安装喷雾系统。喷雾加湿时可根据温室面积选择合适的喷雾器,此法效果明显,常与降温结合使用:湿帘加湿主要用来降温,同时也可达到增加室内湿度的目的;温室内顶部安装喷雾系统,降温的同时也可以加湿。

1.3温度、湿度之间的耦舍

温度与湿度之间有一定的耦合关系,对一个因子的控制常会带来另一个因子的变化。在冬季温室环境控制中,默认为温度控制优先的原则,在温度条件满足后,再来满足湿度条件。如温度过低、湿度过大的情况下,以加温为主导,只有当温度上升到一定值后,才能通风降湿,另一方面,温度提高本身可以使相对湿度降低。在夏季降温加湿的过程中,采用以湿度优先的原则。当湿度过小时,开启蒸发降温加湿装置。而当温度过高需要启动蒸发降温执行机构时,必须先检测室内的相对湿度,只有湿度低于某一设定范围时。才能启动蒸发装置。

1.4二氧化碳含量的调节与控制

大气中二氧化碳平均浓度一般为0.03%,变幅较小。在冬春设施蔬菜生产中,为了保温,设施经常处于密闭状态,缺少内外气体交换,二氧化碳浓度变幅较大,中午设施内由于光合作用,二氧化碳浓度下降,接近甚至低于补偿点,二氧化碳处于亏缺状态应当及时的补充二氧化碳。补充二氧化碳的方法很多,常用的主要有三种:

(1)燃烧法。通过二氧化碳发生器燃烧液化石油气、丙烷气、天然气、白煤油等产生二氧化碳。当前欧美国家的设施栽培以采用燃烧天然气增施二氧化碳较普遍,而日本较多地采用燃烧白煤油增施二氧化碳。

(2)化学反应法。即用酸和碳酸盐类发生化学反应产生二氧化碳。目前较多采用稀硫酸和碳酸氢铵,在简易的气肥发生装置内产生二氧化碳气体,通过管道将其施放于设施内。该法成本较低,二氧化碳浓度容易控制,目前在我国的设施栽培中运用较多。

(3)施用颗粒有机生物气肥法。将颗粒有机生物气肥按一定间距均匀施入植株行间,施人深度为3cm,保持穴位土壤有一定水分,使其相对湿度在80%左右,利用土壤微生物发酵产生二氧化碳。该法无需二氧化碳发生装置,使用较为简便。

2、系统总体方案的设计

2.1总体方案设计

本文设计和研制上、下位机温室大棚测控系统,以满足不同的需求。其中,上位机采用PC机,下位机采用单片机。下位机控制器应能完成以下工作:脱离监控主机独立地进行数据采集与控制,通过人机接口(键盘和显示器)实现参数设定、显示和人工干预控制输出等功能(可以满足普通大棚的基本需要)。下位机控制器是以单片机为核心的,整个系统包括主模块、数据采集与处理模块、输出控制模块、键盘显示模块和数据通信模块等。数据采集与处理模块能够完成温室内温度、湿度和二氧化碳浓度的模拟量的采集和处理,结果送数据存储器或传输给监控服务器,由监控服务器存储和管理,输出控制模块主要负责温室执行机构的控制;通信模块则是基于RS-232总线,由双绞线进行远程的数据传输,实现单片机和上位机的通信。

本系统主要由温室内外环境自动测试系统,自动控制系统,人机对话接口和通讯接口四个部分组成。原理框图如图1所示。

(1)温室内外环境自动测试系统。主要测试温室外空气温度、湿度,温室内空气温度、湿度、CO,浓度等环境参数。

(2)温室内环境自动控制系统。根据环境自动测试系统得到的结果控制相应执行机构的执行,为作物提供良好的生长环境。

(3)人机对话接口。LED显示系统:显示温室内的空气温度、湿度和C02浓度等环境参数值。键盘:用以人工预置各适宜环境参数值。报警信号:当对加热器、排风扇、通风窗和喷水设备的控制失效时,以及某环境参数值超过限定界限时,发出声光报警信号。提醒农艺人员采取相应措施。

(4)通讯接口。用来实现与PC机的通讯,将存储的测试数据

传送给PC机,可以方便的实现集中式管理。

2.2方案设计

大棚蔬菜栽培,主要以冬、春两季为主。温度条件是促进蔬菜生长发育的动力。大棚内的温度变化规律是:昼夜温差大;晴天温差大于阴天,且棚温回升快;阴天棚温增温效果不明显。大棚内的蔬菜花卉在不同的季节所需要的具体的温度、湿度和二氧化碳的浓度是不同的,而且具体的不同的农作物所需要的温、湿度和二氧化碳的浓度也是不同的。本设计主要选取某一特定的农作物为研究对象,根据其需要,而供应不同范围的参数。

通过以上对大棚蔬菜中的参量及其相互关系的分析研究,笔者对系统总体方案进行设计,采用ATMEL公司生产的AT89S52单片机、AD公司生产的AD590集成温度传感器、电容式湿度传感器HSll01,美国生产的红外CO2传感器6004。单片机通过ICL7135A/D转换器把从传感器输出的模拟信号转换成数字信号。而对湿度传感器HSll01的信号处理完之后的信号为脉冲信号,针对湿度的变化,脉冲的宽度会发生变化,所以可以直接把HSIIOI处理完之后的信号送到单片机的外部中断口0(INTO),来实现脉冲信号宽度的测量。显示部分由比较廉价的LED数码管对温度、湿度、二氧化碳浓度进行分时显示。

本设计采用的是声光报警,声光报警主要是控制蜂鸣器的发声频率和控制指示灯,使其在指定的区域一亮一灭,从而达到报警的目的。由于本系统所控制的温度、湿度以及二氧化碳浓度都是大惯量环节,大棚容量大,而控制精度要求相对不高,所以用常规的乒乓控制方法即可满足控制要求。具体的控制过程是:湿度低于某一值即打开滴灌电磁阀进行喷水,当湿度在期望值的范围内即关闭电磁阀;当温度高于期望的上限或湿度高于期望值上限时,单片机控制风扇进行排风;当温度低于期望值下限时,单片机驱动加热器进行加热;当二氧化碳的浓度低于要求的下限时,单片机控制二氧化碳容器排放适量的二氧化碳;当二氧化碳的浓度高于指定的上限时,单片机控制电磁阀打开天窗或者侧窗。这里采用光电隔离器主要是排除外界的干扰。具体的系统框图如图z所示:

3、小结

本文综述了温室大棚内温湿度、二氧化碳浓度常用的调节与控制方法,并针对温室大棚的环境,提出了温度、湿度和二氧化碳浓度测控系统的方案设计,为温室大棚内温度、湿度,以及二氧化碳浓度测控系统详细设计做前期准备工作。

参考文献:

[1]张福漫设施园艺学[M],北京:中国农业大学出版社,2000:35-70

化学工业中常用的除湿方法范文篇2

Abstract：Theecologicalfunctionofwetlandisenormous，andwetlandplaysanimportantroleinsoilandwaterconservation，waterpurification，regulatingecologicalenvironment.However，theoilandgaspipelinewillcrossthroughthewetlandsinevitably，whichhasacertainimpactonwetlandenvironment.Ithasbecomearesearchthatfocusesonhowwecanreducetheenvironmentimpacttominimumandrealizetheharmoniousdevelopmentofmanandnature.Inthisarticle，wehastakentheNyaRiverWetlandinAfricaforexample，andtakentheenvironmentalassessmentbeforeconstruction，environmentalcontrolduringpipelinecrossing，andcontinuousevaluationtrackingafterconstruction.

关键词：湿地；管道穿越；Nya河；环境保护

Keywords：wetland；pipelinecrossing；Nyariver；environmentprotection

中图分类号：TE973文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）23-0125-03

0引言

湿地是指天然或人工的、永久性或暂时性的沼泽地、泥炭地，蓄有静止或流动的淡水或咸水水体，包括低潮时水深浅于6m的海水区，是地球上三类最重要的生态系统之一[1]。湿地被誉为“地球之肾”、“人类摇篮”，尽管其只占地球表面面积的6%，却为地球上20%的生物提供了生境，是天然的“生物基因库”。在稳定水源供给，改变洪涝和干旱状况，净化水质，保护水土和调节地下水水位等方面，湿地发挥着重要作用。

近年来，随着石油工业的快速发展，一大批输油气管线相续投入建设，不可避免的要穿越湿地，对湿地的生态环境产生了一定的影响。在管道穿越湿地工程中，如何有效的保护湿地环境，将管道穿越对湿地环境的影响程度降到最低，实现人与自然的和谐发展，成为众多学者研究的对象。关于管道穿越湿地的环境保护，国内外学者进行了一定的研究。郭俊[2]通过对西北油气产业发展的前景和当地湿地的特点与现状进行了分析，提出油气管网穿越湿地时应采取的环境保护措施。付宽[3]以国内青海地区草原湿地为研究对象，提出了油气管道穿越草原湿地的保护措施。

综合上述观点，学者对油气管道穿越高原、草原、湖泊、河流以及水网地带的湿地环境保护进行了深入的研究，本文根据以上学者的观点，分析了管道穿越对湿地的影响，提出了管道穿越Nya河湿地的环境保护措施。

1管道穿越对湿地的影响

管道穿越对湿地水质的影响主要包括施工设备漏油、施工场区地表径流水；对湿地水土流失的影响主要是管道穿越破坏了植被和天然土体的稳定性，可能导致湿地抗灾减灾能力降低，洪涝灾害风险提高，并且水土流失向湿地输入了大量泥沙和氮、磷等物质，造成泥沙淤积和水体污染。管道穿越造成的大气污染对湿地植物的影响主要来自施工期扬尘和施工设备尾气等。管道在穿越湿地时，会扰乱据湿地动物的栖息和繁殖场所，使其不能取食，幼体不能发育，切断水源造成水生动物种类减少。此外，噪声对鸟类和其他动物的生活习性产生影响。

2Nya河湿地简介

Nya河湿地位于非洲乍得人民共和国Doba市境内，Nya河自西向东穿过整个湿地。湿地穿越场地地势较平坦，两侧为热带稀树草原。Nya河湿地是当地的重要水源，在灌溉两岸农田，为当地居民和其他动植物提供水源上发挥着重要作用，生态环境非常脆弱，极易受到外界影响。

Nya河湿地气候为热带草原气候，全年气候划分为雨季（6月～10月）和旱季（11月～来年5月）。Nya河湿地在雨季时，平均水深为1m；在旱季时，湿地北部为草原，南部为10-40cm的沼泽地。根据当地文献记载和有关调查，湿地区域内动植物种类繁多，各种动植物200种。从以上情况可以看出，Nya河湿地在保持当地生态环境，调节气候，保持水土，提供水源方面发挥着重要作用，所以在管道穿越Nya河时必须采取环境保护措施。

3管道工程穿越Nya河湿地保护措施

3.1施工前的保护措施

3.1.1进行环境影响评价为实现湿地自然资源的保护，在管道穿越湿地时推行环境影响评价（environmentalimpactassessment，EIA）制度尤为重要。环境影响评价是对项目、区域规划、开发建设活动实施后可能造成的环境问题科学分析、预测和评估，指出预防或减轻不良环境影响的对策和措施，是在决策和开发建设活动中实施可持续发展战略的一种有效手段和方法。管道穿越活动对湿地除了自然环境的污染外，还会对的湿地的生态环境产生很大影响，所以管道在穿越湿地时重点考虑非污染环境评价，也就是说，从分析湿地生态系统结构变化入手，预测其环境功能的变化，并寻求保障生态功能的有效措施。

为此，管道在穿越Nya河湿地前，业主、EPC和PMC委托中石油华东设计院对管道穿越Nya河进行了环境影响评价，并通过了当地政府的审批，评价的结果为Ⅴ级，影响程度较低。

3.1.2进行环境风险分析，制定应急预案运用PMP中的风险管理方法，通过头脑风暴法对管道穿越Nya河的环境影响进行风险分析，包括水质风险、土质风险、生态风险、社会经济风险等，并根据风险影响制定应急预案。根据公式R=■a■b■，（i=1，2，3，4）得出工程的环境风险评价。

3.2施工中的保护措施

3.2.1水源的保护

①Nya河流为当地的重要水源，管道穿越时为旱季，Nya处于枯水季节，为了保证河流不断流，同时保证管道穿越正常进行，采取开挖导流渠围堰施工法。导流渠入口与穿越段河岸的内夹角选择180°，导流渠长468m，见示意图1。

②湿地内存有约10-40cm的积水，施工前在作业带两侧开挖集水沟，将作业带内水排出，通过排水导流沟将作业带隔离，并且有利于排净作业带内明水保持作业带范围内干燥，干燥的作业带有利于降低施工作业对湿地环境的破坏。

③每天施工前对所有施工设备进行检查，杜绝设备在施工现场漏油的现象。如不可避免设备在现场进行维修、加油，作业面铺好吸油棉，水面上布置好拦油绳。主河道水泵在抽水时需要在运转的情况下加注柴油，容易导致柴油飞溅污染水体。为此，施工人员参照2012年LOGONE河穿越时防止柴油飞溅的方式，能够严格控制柴油污染水体，又能够保证水泵能够连续作业。所有防腐类的化学品，全部进行回收送到项目驻地，统一进行无害化处理。

3.2.2水土保护措施

①主河道水土保护。穿越区Nya主河道水深1.5-2.2m，河道下淤泥丰富，用挖掘机将陈年淤泥从河道倒运到河岸上，并将淤泥分层在河岸上进行晾晒，并利用挖掘机对板结成块的淤泥进行碾压粉碎平整。待管道焊接、下沟后，分层进行回填。

工程河岸保护采用水泥土进行堤岸保护，设计规定的河岸保护的工程量为128立方米。水泥土具体施工方法为水泥和土均与搅拌和铺撒，其中42.5#普通硅酸盐水泥占总量的30%，纯土占总量的70%，粒径大于2厘米的土的比例不应超过20%，并分层回填夯实。

边坡位置的基础处理，管沟底部边坡点向河道前延伸2米位置，进行基槽开挖，开挖完成后利用水泥土对基槽进行分层夯实回填。基槽回填应从管沟基础开始进行水泥土分层回填，并利用打夯机进行夯实，分层施工，并回填至设计规定的河道标高。

堤坡保护，施工范围是从边坡点到堤坡原始地表。首先利用素土进行回填，回填应从管沟底部开始，然后进行分层夯实。回填到距离地表0.4米的位置，利用水泥土进行回填，回填至地表位置，堤坡恢复的边坡比为1：1。

河槽及河堤恢复完毕后进行围堰拆除，围堰拆除采用挖掘机和装载机作业。围堰拆除要彻底、干净，使拆除围堰后的河床平坦，无杂物。先拆除下游围堰，并将围堰用土方推到河岸边缘，最后拆除上游围堰，上游围堰宜用挖掘机采用后退方法进行拆除。将围堰土回填河岸，并恢复原有地表高度及河床原貌。

导流渠开挖时已将表土进行剥离，剥离完成后，进行开挖，开挖土应与表土回填分开放置。回填及恢复时，按照施工反顺序，将开挖土分层回填，最后将开挖的表层土分散至导流施工区域并恢复原地貌。

②湿地水土保护。北岸汇水区域，地质条件好，承载力较好，施工时已经将作业带范围内的地面植被和表土进行剥离。开挖作业时，已将开挖区域的开挖土与表土分开放置，回填时按照开挖施工作业反顺序将开挖土分层回填，回填到地面高度后，根据设计要求，在管沟范围上方修筑300mm高的管堤。最后将开挖的表层植被土分散至施工作业区域。

南岸作业带里程189.322km～190.382km区间1.06km有10cm-40cm的水，该区间为湿地。开挖时使用挖掘机进行表土剥离作业，挖掘机表土剥离作业完成后再进行后续开挖作业，后续开挖土与表层土分开放置。进行回填作业时，按照管沟开挖作业施工反顺序，将开挖土依次分层回填，回填至地面标高时，将回填土平整，最后将均匀表土分散到施工作业区域。最后利用挖掘机将设备移动区域的表面进行松动和平整。

3.2.3大气污染的防止在进行管道穿越湿地时，施工便道和乡村土路经常洒水修护，保持路面湿润平整，车辆驶过不扬尘。在材料运输过程中加遮盖物，允许时可适当将材料加湿。穿越中水泥运输使用遮盖物，加强密封保护，确保不扬尘。在搅拌水泥土时，尽量选择在无风时段进行，避免粉尘随风扩散至周围湿地，对于未使用完的水泥及时覆盖。施工设备产生的尾气是大气污染因素，故在机械选用上应尽量使用那些高效率低能耗低排量的设备。

3.2.4动植物的保护对于湿地两侧的树木严禁砍伐，对于作业带内的树木在不影响施工的情况下，尽量保留。在管道焊接时，湿地中间预留20m的断点，便于其他野生动物通过。在傍晚时，尽量停止作业，防止噪音影响鸟类栖息。在进行Nya河主河道施工时，用铁筛将河流中鱼类隔离，开挖导流渠，保持河水的流动性，鱼类通过导流渠能够顺利到下游产卵、发育。

3.3施工后保护措施

3.3.1建立环境保护档案管道穿越Nya河湿地完毕后，项目部建立Nya河湿地环境保护档案，详细记录了管道穿越过程中的技术方案、施工方法和环境保护措施。同时记录了穿越过程中对湿地生态系统的生态特征、生态过程等进行跟踪监测，实时观测湿地恢复的状态和过程变化，并根据监测结果，对照湿地恢复目标和系统健康标准，对湿地恢复效果进行评价。

3.3.2环境保护后评价湿地恢复实施后要每隔一定时间进行恢复效果后评价，以确定其是否达到了预期目标，检验管道穿越的湿地是否已经恢复到或接近于退化前的自然状态。《环境影响报告书》是检测项目执行过程中是否对环境造成影响的标准参考书，当穿越工程项目完成时，要对该项目是否对环境造成影响，以及造成什么样的影响进行评价，对实际产生的结果进行全方位的评析，主要涉及对项目决策中涵盖环境指标的，诸如对决策、规定、规范、参数的可靠性和实际产生的效果进行分析，得出科学的结论。

4结束语

湿地作为世界上重要的生态系统之一，极易受到外界影响。Nya河湿地穿越工程在施工前环境影响评价和风险评价，在施工中采取剥离表层、逐步回填方式，施工后进在行环境影响后评价的方式，使整个湿地的扰动最小，环境影响程度最低，同时保证了施工的顺利完成，营造了人与自然的和谐氛围。

参考文献：

[1]ErwinKL.Wetlandsandglobalclimatechange：theroleofwetlandrestorationinachangingworld.WetlandsEcologyandManagement，2009，17（1）：71-84.

化学工业中常用的除湿方法范文

资料

一：人工湿地技术简介3

1.1人工湿地的概念

3

1.2人工湿地的类型4

1.3人工湿地的构造6

二人工湿地去除污染物机理8

2.1有机物的去除8

2.2氮的去除9

2.3磷的去除9

2.4悬浮物的去除10

三人工湿地处理技术的优缺点10

一：人工湿地技术简介

1.1人工湿地的概念

人工湿地污水处理技术是（cw-constructedwetland）一种人工将污水有控制地投配到种有水生植物的土地上，按不同方式控制有效停留时间并使其沿着一定的方向流动，在物理、化学、生物共同作用下，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现水质净化的生物处理技术。

采用人工湿地技术净化污水始于1953年德国的maxplanck研究所，该研究所的seidel博士在研究中发现芦苇能去除大量有机物和无机物。到20世纪70年代末期逐渐发展成为一种独具特色的新型污水处理技术。人工湿地污水处理技术具有处理效果好、出水水质稳定、氮、磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低、对负荷变化适应能力强、适于处理间歇排放的污水等主要特点。同时，人工湿地对保护野生动物和提高局部地区景观的美学价值也有益处。因此，大力开发人工湿地污水处理技术，对我国水环境污染的治理具有重大的意义，在我国具有广泛的发展前景。

1.2人工湿地的类型

人工湿地的基本类型

自由表面流人工湿地（fws）：和自然湿地相类似，水面位于湿地基质层以上，其水深一般为0.3—0.5m，采用最多的水流形式为地表径流，这种类型的人工湿地中，污水从进口以一定深度缓慢流过湿地表面，部分污水蒸发或渗入湿地，出水经溢流堰流出。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点。

潜流型人工湿地系统(sfs)：污水在湿地床的表面下流动，利用填料表面生长的生物膜、植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水。主要形式为采用各种填料的芦苇床系统。芦苇床由上下两层组成，上层为土壤，下层是由易使水流通过的介质组成的根系层，如粒径较大的砾石、炉渣或砂层等，在上层土壤层中种植芦苇等耐水植物。潜流式湿地能充分利用了湿地的空间，发挥植物、微生物和基质之间的协同作用，因此在相同面积情况下其处理能力得到大幅提高。污水基本上在地面下流动，保温效果好，卫生条件也较好。

根据污水在湿地中流动的方向不同可将潜流型湿地系统分为水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地和复合流人工湿地3种类型。不同类型的湿地对污染物的去除效果不尽相同，各有优势。

水平流潜流式湿地：其水流从进口起在根系层中沿水平方向缓慢流动，出口处设水位调节装置，以保持污水尽量和根系接触。

垂直流潜流式湿地：其水流方向和根系层呈垂直状态，其出水装置一般设在湿地底部。和水平流潜流式湿地相比，这种床体形式的主要作用在于提高氧向污水及基质中的转移效率。其表层为渗透性良好的砂层，间歇式进水，提高氧转移效率，以此来提高bod去除和氨氮硝化的效果。

复合流潜流式湿地：其中的水流既有水平流也有竖向流。在芦苇床基质层中污水同时以水平流和垂直流的流态流出底部的渗水管中。也可以用两级复合流潜流式湿地进行串联的复合流潜流湿地系统，第一级湿地中污水以水平流和下向垂直流的组合流态进入第二级湿地，第二级湿地中，污水以水平流和上向垂直流的组合流态流出湿地。

人工湿地的水流类型不同，其对不同污染物的去除效率也有差异。水平潜流湿地对bod、cod等有机物和重金属的去除效果较好，垂直流湿地对氮、磷的去除效果较好，表面流型湿地的处理效果一般。但如果将表面流型与潜流型、表面流型与垂直流型结合起来，去污效率会进一步提高。根据对104座潜流型湿地系统和70座表面流湿地系统的处理效果数据统计，有如下结果。

（1）ss表面流湿地系统用于三级处理时出水ss<20mg/l；用于二级处理时稍高，但通常也低于20mg/l。水平潜流湿地系统进水ss平均为140mg/l，出水平均为12.4mg/l。

（2）bod5一般来说，当潜流湿地系统进水bod5平均为114mg/l时，则出水平均为17mg/l；表面流湿地系统进水bod5平均为41mg/l时，出水平均为11mg/l。

1.3人工湿地的构造

人工湿地一般都由以下五种结构单元构成：底部的防渗层；由填料、土壤和植物根系组成的基质层；湿地植物的落叶及微生物尸体等组成的腐质层；水体层和湿地植物（主要是根生挺水植物）。

水生植物:首先，植物可以有效地消除短流现象；其次，植物的根系可以维持潜流型湿地中良好的水力输导性，使湿地的运行寿命延长；第三，通过其中微生物的分解和合成代谢作用，能有效地去除污水中有机污染物和营养物质，第四，水生植物能够将氧气输送到根系，使植物根系附近有氧气存在，通过硝化、反硝化，积累、降解、络合、吸附等作用而显著增加去除率。第五，致密的植物可以在冬季寒冷季节起到保温作用，减缓湿地处理效率的下降。

基质层:基质层是人工湿地的核心。基质颗粒的粒径、矿质成分等直接影响着污水处理的效果。目前人工湿地系统可用的基质主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介质(leca)、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。基质一方面为植物和微生物生长提供介质，另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直接去除污染物。

防渗层:防渗层是为了防止未经处理的污水通过渗透作用污染地下含水层而铺设的一层透水性差的物质。如果现场的土壤和黏土能够提供充足的防渗能力，那么压实这些土壤作湿地的衬里已经足够。

腐质层:腐质层中主要物质就是湿地植物的落叶、枯枝、微生物及其他小动物的尸体。成熟的人工湿地可以形成致密的腐质层。

水体层:水体在表面流动的过程就是污染物进行生物降解的过程，水体层的存在提供了鱼、虾、蟹等水生动物和水禽等的栖息场所。

二人工湿地去除污染物机理

2.1有机物的去除

人工湿地对有机物有较强的净化能力，污水中的不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快被截留下来而被微生物利用；污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢过程而被分解去除。国内有关学者对人工湿地净化城市污水的研究表明，在进水浓度较低的情况下，人工湿地对bod5的去除率可达85%～95%，对cod的去除率可达80%，处理出水bod5的浓度在10mg/l左右，ss小于20mg/l。随着处理过程的不断进行，湿地床中的微生物相应地繁殖生长，通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。

2.2氮的去除

湿地进水中的氮主要以有机氮和氨氮的形式存在，氨氮被湿地植物和微生物同化吸收，转化为有机体的一部分，可以通过定期收割植物使氮得以部分去除，有机氮经氨化作用矿化为氨氮，然后在有机碳源的条件下，经反硝化作用被还原成氮气，释放到大气中去，达到最终脱氮的目的。存在根系周围的氧化区（好氧区），缺氧区和还原区（厌氧区），以及不同微生物种群的生物氧化还原作用，为氮的去除提供了良好的条件。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。

2.3磷的去除

湿地对磷的去除是通过微生物的去除、植物的吸收和填料床的物理化学等几方面的协调作用共同完成的。污水中的无机磷一方面在植物的吸收和同化作用下，被合成为atp、dna和rna等有机成分，通过对植物的收割而将磷从系统中去除；另一方面，通过微生物对磷的正常同化吸收。此外，湿地床中填料对磷的吸收及填料与磷酸根离子的化学反应，对磷的去除亦有一定的作用。含有铁质和钙质的填料可与水中的po43-反应而形成沉淀而去除，含有这些物质的地下水渗入床体内也有利于磷的去除.磷的去除是通过植物吸收、微生物去除及物理化学作用而完成。

2.4悬浮物的去除

进水的悬浮物的去除都在湿地进口处5—10m内完成，这主要是基质层填料、植物的根系和茎、腐殖层的过滤和阻截作用，所以悬浮物的去除率高低决定于污水与植物及填料的接触程度。平整的基质层底面及适宜的水力坡度能有效提高悬浮物的去除效率。

三人工湿地处理技术的优缺点

人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面,它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。人工湿地在污水处理上具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、低能耗、处理效果好等优点。

1、高效率

人工湿地的显著特点之一是其对有机物有较强的降解能力。有关人工湿地对二级污水处理厂出水试验的研究表明,以二级污水处理厂出水作为原水的条件下,人工湿地对bod5的去除率可达85%—95%,cod去除率可达80%以上,处理出水中bod5的浓度在5mg/l左右,ss小于8mg/l。

我国大多数的二级污水处理厂出水中n、p的含量较高，湿地对n、p有很高去除率,可分别达到80%、90%以上。而传统的污水回用工艺对n、p的去除率仅能达到20%—40%。污水中的氮、磷可直接被湿地中的植物吸收,通过对植物的收割而从污水和湿地中去除,另外,氮还可通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用去除,磷则通过微生物的积累和填料床的理化作用协同完成去除。此外，人工湿地对微量元素和病原体也有相当高的去除率。

2、低成本

据国外统计,一般湿地系统在污水处理方面的投资和运行费用仅为传统的二级污水厂的1/10—1/2。在污水处理方面，由于人工湿地工艺无需曝气、投加药剂和回流污泥,也没有剩余污泥产生,因而可大大节省运行费用,通常只消耗少量电能,用于提高进水水位(如果水位无需提升则无此项费用),处理费用一般仅为传统工艺的1/5到1/6左右。

由于人工湿地基本上不需要机电设备,故维护上只是清理渠道及管理作物,一般农民完全可以承担,只需个别专业人员定期检查。高昂的运行费用常常是我国开展污水回用的限制条件,而人工湿地则避免了这些缺点。

3、低能耗

水处理工艺的能耗不仅是经济问题,同时也是环境问题,因为耗能过程中产生的co2、so2等气体,还会污染大气环境。人工湿地基本上不耗能,运行成本低廉。

4、处理灵活

人工湿地可根据污水处理厂的规模，可大可小、就地利用；建设施工方便，需要的构筑物、处理设备少。

5、处理效果好

出水水质可以因植物池内填料的不同达到《地面水环境质量标准》(gb3838-88)ⅱ类至ⅴ类标准,处理后的水可用作饮用水水源和景观用水的湖泊、水库或河流中,亦可用作冲厕、洗车、灌溉、绿化及工业回用等。

6、美化环境

由于植物池内种植的是湿地植物,如果选择合适的植物品种如水竹、睡莲、美人蕉等，可以美化环境,改善地面景观。

缺点：