丁家杰
中国市政工程中南设计研究总院有限公司 江苏南京 210000
摘要：人工湿地在生态污水处理中具有良好的应用效果，其在我国污水处理工作中具有重要地位。因此为深入挖掘人工湿地污水处理工艺核心价值及提高污水处理效果，本文通过分析相关资料及实际调查，对人工湿地污水处理工艺及其设计方法进行研究，以期可以为相关人员开展工作提供可靠依据。
关键词：人工湿地；污水处理；设计
引言：在生态污水处理工作重要性不断提升的背景下，人工湿地逐渐受到社会的关注。因此为满足社会需求及提高生态污水处理效果，必须对人工湿地处理工艺形成正确认知，充分掌握其设计方法，以此达到充分发挥人工湿地功能性的目的，该点对提高我国生态污水处理水平具有重要意义。
1.人工湿地污水处理工艺流程
通过实际调查可以发现，人工湿地污水处理工艺流程具有极强的多样性（如图1所示）。其中，a=推流式，其在污水处理工艺流程中属于基本形式；b=阶梯进水式，该种形式不仅能够有效防止湿地床前部分出现堵塞现象，而且还能为植物生长提供保障；c=回流式，该种形式能够提高水中含有的溶解氧，并有效减少臭味；d=综合式，该种形式不仅能够设置出水回流，而且还能有效减少湿地床前端负荷。在实际工作过程中，工艺流程可根据实际情况进行组合，以此达到提高污水处理效果的目的。
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图1 人工湿地污水处理工艺流程
2.人工湿地设计
2.1.尺寸设计
人工湿地床尺寸设计工作在人工湿地设计中具有重要地位，其能够对后续设计产生直接影响，因此在实际设计工作中，必须对尺寸设计工作给予高度重视。首先，对湿地床长度进行设计时，必须对水位等方面进行综合考虑，并严格依照相关标准设计长度。我国有学者针对长度设计进行研究，并在研究报告中明确指出：在通常情况下，湿地床长度应控制在20~50m。若实际数值超出该范围，不仅可能导致湿地床中出现死区，而且还将造成水位调节难度及植物栽培难度显著提高，该点对后续污水处理工作顺利进行极为不利。此外，对湿地床长度进行设计时，应将其与宽度进行对比，避免二者差距过大的同时，尽可能将其比例控制在3:1或1:1；若人工湿地系统以土壤为主，工作人员在设计工作中必须将其比例控制在1:1。其次，针对湿地创深度设计工作而言，考虑到其能够对植物生长产生直接影响，故而必须对该项工作给予高度重视，以此为植物健康生长提供保障。在实际设计过程中，必须充分掌握植物种类及其根系生长深度，并对其进行充分结合，从而实现创设湿地床好氧条件。以此为基础，人工湿地污水处理效果将得到保障。
针对芦苇湿地系统而言，若其用途为对生活污水进行处理，应尽可能将其深度控制在0.6m~0.7m左右；若湿地系统用途为对工业废水进行处理，应尽可能将其深度控制在0.3m~0.4m左右，从而为后续污水处理工作奠定良好基础。再其次，对床横截面面积进行设计时，考虑到其与填料水力学特性具有密切联系，故而必须对该方面内容进行全面分析，并充分结合自身经验对床横截面面积进行确定，避免对填料根茎结构产生影响。最后，在湿地床底坡设计工作中，必须对填料性质及湿地尺寸进行综合考虑。
2.2.场地选择
人工湿地场地与排水效果、投入成本以及对环境的影响等方面具有直接关系，因此对场地进行选择时，必须从多个角度出发，确保场地具备良好的科学性。此外，考虑到污水处理对人工湿地面积具有极高的要求，故而为避免对污水处理效果产生影响，必须严格依照相关标准对场地进行选择。在实际选择过程中，为提高土地资源利用效率及污水处理效果，应尽可能选择价值相对较低的荒地或存在自然坡度的洼地。针对该种场地而言，其不仅能够有效减少土方工程施工压力及任务量，而且还能提高污水处理效果，并显著降低工程投入成本及工程对生态环境产生的影响。由此可见，该种场地在人工湿地设计工作中具有良好的应用价值，因此相关人员必须对其给予高度重视。
2.3.植物栽种
生态植物是人工湿地的重要组成部分，其与污水处理效果等具有密切联系。若生态植物品种及栽种方式与相关标准不符，不仅湿地系统污水处理性能将受到影响，而且其使用寿命也将显著降低，从而导致湿地系统失去核心价值。因此为避免该种现象发生，必须对植物栽种环节形成正确认知，并严格做好该项工作。首先，对人工湿地植物品种进行选择时，必须对以下内容进行综合考虑：该植物品种是否具备良好的耐污性能及适应能力，且根系发达程度是否能够满足污水处理基本需求。此外，为提高人工湿地观赏价值，必须对植物美观性进行综合考量，并严格遵循因地制宜原则，以此为人工湿地综合性能提供保障。从现实角度出发，可发现目前在人工湿地设计中较为常见的植物主要有大米草、稗草以及芦苇等。其中，芦苇相较于其他植物具有更高的应用率。针对该种植物而言，其根系极为发达，且具备较强的输氧能力，在芦苇正常成长的情况下，其生长深度可达到地下0.6m~0.7m左右。对该种植物进行种植时，为避免对芦苇功能性产生影响，应尽可能选择当地芦苇，并严格做好移栽工作。在移栽过程中，可适当参考以下措施：首先，应对存在芽苞的芦苇根采取分剪措施，并将其长度控制在10cm左右。其次，以1~3株芦苇/m2的种植密度将其埋入一定深度的土壤中，并确保芦苇端部能够露出地面。此外，通过分析相关资料可以发现，芦苇最佳种植季节为早春及秋季。
2.4.进出水系统设计
针对进水系统设计工作而言，其主要包括以下内容：首先，在实际设计工作中，必须确保配水具备良好的均匀性。在通常情况下，可对多孔管及三角堰进行利用。其中，多孔管能够安装于床面下方或上方。若选择将其埋入下方，将导致配水调节难度显著增加。因此应尽可能将其设置在床面上方。其次，在设计过程中，应确保多孔管高于床面0.5m，以此避免出现床面淤泥等现象，从而对配水效果产生影响。最后，必须对沉淀物及杂草等进行定期清理，以此为配水均匀性提供保障。对系统进水流量进行调节时，应对阀及闸板进行合理利用，若流向相对较多或存在紧急变化现象，必须采取分流措施，以此达到对流量进行严格把控的目的。针对出水系统设计工作恶言，其主要包括以下内容：首先，在实际设计工作中，应充分结合实际情况，以此对管排及沟排等排水方式进行选择。此外，为提高设计合理性及科学性，应对受纳水体及场地条件特征进行深入分析。最后，为提高湿地水位控制效果，应将穿孔集水管设置在填料层底部，并根据实际情况对旋转弯头及控制阀门进行设置。若人工湿地所处地区较为寒冷，必须采取相应的防冻措施，并在关键区域安装放空阀等。
2.5.填料选择
在通常情况下，对进水配水区以及出水集水区填料进行选择时，应采用粒径处于60~100mm范围内的砾石。针对处理区填料表层而言，工作人员应尽可能采取混合土，并对其钙含量进行严格把控，从而实现有效提高脱磷效果。对表层下方填料进行选择时，应将石灰石与适量土壤进行结合，并将其厚度控制在150~250mm的范围内。此外，在通常情况下，若表层土壤出现浸水现象，其极有可能下沉。因此为避免该种现象发生，在实际工作过程中，应确保填料表层实际标高超出设计标高。
结束语：综上所述，在环保理念持续推进的背景下，人工湿地逐渐受到社会的关注。因此为满足社会需求及充分发挥人工湿地功能性，必须充分明确其工艺流程，并严格依照相关标准做好设计工作。基于此，我国生态污水处理效果将显著提高。
参考文献：
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