爱尔斯微课堂|国内人工湿地中规范表流湿地设计比较分析

人工湿地水力负荷计算常用流量除以湿地表面积得到。为达到设计要求的净化效果，水体在湿地单元内部必须有一定的停留时间，即水力停留时间。水力停留时间受湿地几何尺寸、植物种类、水深、单元纵坡等多种因素影响。通常水力停留时间随着水力负荷的增大而减小，下表列出了各规范表流湿地设计中水力负荷和水力停留时间的建议值。

由表中数据可知，各规范均对水力负荷的上限值进行了规定，这是因为水力负荷过大，污水流速随之增加过大，导致水力停留时间减少，污染物去除效率降低。环保部规范规定水力负荷上限为0.1m³/m²·d，未考虑地域差异影响，而人工湿地处理效率受地域、气候和温度的影响较大，湿地中承担主要净化功能的植物和微生物对环境温度的变化甚为敏感，当其生长受到影响后，将直接影响人工湿地的处理效果。

研究表明，当生长环境温度低于10℃时，人工湿地的处理效率会明显下降。因此，住建部规范根据湿地工程所在地区温度，将全国划分为3个区块，Ⅰ区：年平均气温低于8℃，Ⅱ区：年平均气温8-16℃，Ⅲ区：年平均气温高于16℃，同时对各区块的水力负荷上限值分别做了规定。云南、上海、浙江和天津规范根据本区域实际情况，提出本省市的水力负荷上限值，其值与住建部规范值基本一致。除云南规范，其余规范均未对水力负荷的下限值做出规定，但通过分析可知，水力负荷过小，会增加水力停留时间，水力停留时间过长易使系统处于厌氧状态，也会导致湿地净化效率降低。因此，水力负荷的下限值还有待更进一步研究。

对于水力停留时间，各规范规定差异较大，这可能受地区经济实力、可利用土地面积、区域水文、气候及水质等因素的影响。各规范均规定了最短水力停留时间，云南规范最短水力停留时间为2d，上海规范为3d，国家层面规范为4d，浙江规范为5d，天津规范为6d。环保部、云南和上海规范同时规定了最长水力停留时间，而其余规范均未规定最长水力停留时间。人工湿地处理效果与水力停留时间关系密切，停留时间过长，易引起湿地系统污水滞留，从而扩大厌氧区范围，影响污水处理效果，而停留时间太短，则会造成生化反应不充分，甚至破坏植物和微生物正常生长生活，同样影响污水处理效率。因此，还应参考环保部、云南、上海等规范，对水力停留时间的适宜区间范围做出规定。

各规范对表流人工湿地的单元面积规定基本一致，均小于3000m²，因为表流湿地单元面积如果太大，易造成断面水流不均匀，单元水位也难于调节，影响污水处理效果，同时，单元尺寸的加大会导致风区长度增长，受风浪作用更加强烈，易造成岸边掏刷和岸顶越浪，从而增加了单元堤岸的边坡防护及堤顶加高部分的工程投资。

各规范表流湿地单元几何尺寸

来源：资源节约与环保 期刊