CN110678421A - 为去除污染物而确定尺寸的人工湿地 - Google Patents

为去除污染物而确定尺寸的人工湿地 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于从污水中去除一种或多种污染物的人工湿地，所述人工湿地包含至少两个隔室，其中隔室的尺寸使得可以促进各种反应。与现有技术的人工湿地相比，在各个隔室中发生的反应的协同作用使得可以改善根据本发明的人工湿地的净化能力。根据本发明的湿地的尺寸还使得能够以尽可能小的场地覆盖率实现从污水中去除污染物的目标去除率。本发明还涉及一种用来限定这种人工湿地的方法。

Description

为去除污染物而确定尺寸的人工湿地
技术领域
本发明涉及用于去除污染物的湿地的领域。更确切地说，本发明涉及确定湿地的尺寸以便优化其净化能力。
背景技术
已知使用系统来净化源自城市和/或工业污水的未经处理的废水，以限制来自人类活动的污水对生态系统的影响。
几种技术使得可以增强废水净化系统的净化能力，并因此在给定净化能力的情况下减小其场地覆盖率(site coverage)。例如，某些技术使得可以通过强制输入氧气来增强这些结构的液相中的净化过程。例如，专利申请US2016100083描述了旨在在废水净化系统的泻湖中转移氧气的装置。专利申请CN205115138描述了一种有利地使用太阳能的曝气装置。
某些解决方案使得可以在特定情况下提高废水净化系统的净化产率。例如，专利申请US2016167994描述了添加水生微生物(生物强化(bioaugmentation))，并且尤其是添加微藻以用于在水相中从采矿污水中去除金属和硫酸盐。在专门用于处理工业污水(并因此自然生物多样性较低)的废水净化系统的情况下，该解决方案可以提高净化产率。
专利申请US2016200608公开了在具有至少两个隔室的废水净化系统中的污水再循环，以避免在温度随季节明显变化的情况下湿区中净化产率的下降。
大型植物(macroplant)的“根系”生态系统(或根际)也是已知的，并且通常有利地用于从水和污水中去除污染物。
例如，专利申请WO2011157406描述了串联排列的具有根系生态系统的多个隔室的实现。专利申请WO2011157406描述了一种基质的性质，其用于维持所述基质的良好渗透性，来特别是去除有机氯化的化合物。
专利申请WO2006030164描述了一种用于管理种植有大型植物的隔室的方法，并且特别地描述了向所述隔室供给污水的阶段和不向所述隔室供给污水的阶段的交替，以促进人工湿地内好氧阶段和缺氧阶段或厌氧阶段的交替。
本申请的申请人提交的专利申请WO2006128994描述了用于去除碳和氮污染的常规净化装置与由种植芦苇的滤床组成的隔室的组合。
一般而言，这些装置尤其旨在促进一种净化过程。这些技术在处理现代污水方面有很大的局限性。确实，尽管这些装置可以很好地去除大型污染物(macropollutant)，但是在许多有机或矿物污染物的情况下，使用单一的净化过程可能会导致效率受限。例如，这些湿地可能会导致在处理诸如药物产品之类的微污染物(micropollutant)方面的效率受限。
因此，这些装置尽管提供了某些改进，但只有以相当大的场地覆盖率(约10至20m2/p.e.居民，取决于污水的性质和处理目标)为代价，才能够获得令人满意的净化产率。该场地覆盖率仍然太大，以致于无法在地价昂贵和/或土地供应短缺的地区设置人工湿地。
申请人对湿地的净化能力产生了兴趣。湿地使得可以从雨水中去除微污染物。湿地还可以用于在预处理后去除城市或工业污水微污染物，例如，以减小污水对接收环境的影响。
最简单的湿地由污水通过的一个或多个天然或人造泻湖构成。这些装置优选由宽阔的水面、1至1.5m的平均水深、低流速和长停留时间(从几天到几周)组成。因此，这些湿地可以去除沉降在其中的悬浮材料，通过来自太阳的自然紫外线进入水柱的穿透来对污水进行消毒，并且去除有机、氮和磷污染。这些湿地可以产生许多降解机制，特别是光降解、吸附(例如在基质上、在植物上或在悬浮材料上的吸附)、生物降解或被植物同化(如果湿地中存在植物)。
尽管已经承认这些湿地的效率，但是它们具有需要相当大场地覆盖率的缺点：实际上，这些湿地的特征在于长停留时间，并因此对于给定的负载而言具有很大的容积。由于这些装置的平均水深受到限制，因此这些湿地在地面上的表面积非常大。这可能会限制在土地供应短缺和/或地价贵的地区布置湿地的可能性。
因此需要这样一种人工湿地，其能够实现从污水中去除一种或多种污染物的目标去除率，同时具有尽可能小的场地覆盖率。
发明内容
为此目的，本发明描述了一种用于净化至少一种目标污染物的液体污水的人工湿地，所述人工湿地包含至少一个第一隔室和至少一个第二隔室，所述第二隔室供给有来自所述第一隔室的污水，所述人工湿地的特征在于：所述至少一个第一隔室的平均水深为5至70cm；所述至少一个第二隔室的平均水深为70至150cm。
至少一个第一隔室的5至70cm的低深度使得可以促进植物在所述至少一个第一隔室中的生长和/或吸附。至少一个第二隔室的较大深度(70至150cm)使得可以限制植物的生长并促进在所述至少一个第二隔室中的光降解和/或沉降。在至少一个第二隔室中，在至少一个第一隔室中已经吸附上污染物的悬浮材料和/或植物的沉降使得可以提高人工湿地的效率。因此，在至少一个第一隔室和至少一个第二隔室中发生的过程的协同作用使得可以以较小的场地覆盖率实现高水平的污染物去除。
有利地，所述至少一个第一隔室的容积被选择为能够实现液体污水在所述至少一个第一隔室中的第一停留时间作为流入所述第一隔室的流入速率的函数；第二隔室的容积被选择为能够实现液体污水在所述第二隔室中的第二停留时间作为流入所述第二隔室的流入速率的函数。
该特征使得可以确保人工湿地的隔室具有足够的容积，以保证每个隔室内发生的反应的持续时间，同时限制了人工湿地的场地覆盖率。
有利地，第一和第二停留时间被选择为能够在第二隔室的出口处实现至少一种目标污染物的最小去除率。
该特征使得可以保证人工湿地的净化产率同时限制其整体尺寸。
有利地，所述至少一个第一隔室具有的以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的十分之一，小于或等于其以平方米为单位的表面积的六分之一，并且优选地等于其以平方米为单位的表面积的15％；所述至少一个第一隔室的平均水深为10至50cm，并且优选地等于20cm。
该特征使得可以促进植物生长以及在至少一个第一隔室中吸附到植物上。
有利地，第一隔室的容积被选择为使得液体污水在所述至少一个第一隔室中的停留时间作为所述至少一个第一隔室的流入速率的函数为0.5至3天。
该特征使得可以作为用于去除至少一种目标污染物的吸附的程度的函数来调整停留时间并从而调整至少一个第一隔室的尺寸：如果对至少一种目标污染物的吸附不是很大，则很短的停留时间(例如0.5天)仍然可以消除少量的污泥(sludge)和悬浮材料；如果在去除至少一种目标污染物方面的吸附很大，则较长的停留时间(最多3天)可以保证目标污染物的所想要的去除率。
有利地，所述至少一个第一隔室具有的以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的5％，小于或等于其以平方米为单位的表面积的55％，并且优选地等于其以平方米为单位的表面积的一半；所述至少一个第一隔室的平均水深为10至70cm，优选地等于50cm。
该特征使得可以具有至少一个第一隔室，其在长度上拉伸或形成曲折，同时具有较短的长度。这使得可以与基质显著接触并促进污染物吸附到基质或悬浮材料上。
有利地，至少一个第一隔室的容积被配置为使得液体污水在所述至少一个第一隔室中的停留时间作为所述至少一个第一隔室的流入速率的函数为1至2天。
该特征使得可以作为用于去除至少一种目标污染物的吸附的程度的函数来调整停留时间并从而调整至少一个第一隔室的尺寸：如果对至少一种目标污染物的吸附不是很大，则很短的停留时间(例如1天)就可以减缓两个隔室之间的流；如果在去除至少一种目标污染物方面的吸附很大，则较长的停留时间(最多2天)可以保证目标污染物的所想要的去除率。
有利地，所述至少一个第二隔室具有的以延米为单位的周长小于或等于其以平方米为单位的表面积的四分之一，并且优选地等于其以平方米为单位的表面积的17％；所述至少一个第二隔室的平均水深大于或等于70cm，并且小于或等于150cm。
该特征使得可以促进在至少一个第二隔室中的光降解和沉降。
有利地，第二隔室的容积被配置为使得液体污水在所述至少一个第二隔室中的停留时间作为所述第一隔室的流入速率的函数为1至5天。
该特征使得可以保证在至少一个第二隔室中达到足够的污染物去除水平，同时限制了所述至少一个第二隔室所占据的表面积。
有利地，所述至少一个第一隔室和第二隔室中的至少一个配备有长度大于或等于其最大宽度的一半的洼地。
该特征使得可以改善流入隔室的流入速率的分布。
有利地，所述至少一个第二隔室包含至少一个浅区。
该特征使得可以促进在第二隔室中出现大型植物(macrophyte)。
有利地，所述至少一个浅区的宽度从堤岸向所述至少一个第二隔室的中心减小。
该特征使得可以促进在至少一个第二隔室的堤岸附近的大型植物集中度较高。
有利地，人工湿地在出口处连接至用于通过包含至少两个可被交替供给的平行结构的介质进行过滤的装置。
该特征使得可以保留悬浮材料、颗粒和植物碎片。
有利地，所述过滤装置种植有芦苇。
该特征使得可以维持过滤材料的堤坝的渗透性。
本发明还描述了一种用于布置人工湿地以净化至少一种目标污染物的液体污水的方法，所述方法包括：至少一个第一隔室的限定，其中所述至少一个第一隔室的平均水深为5至70cm；供给有来自所述第一隔室的污水的至少一个第二隔室的限定，其中所述至少一个第二隔室的平均水深为70至150cm。
有利地，所述布置方法包括，对于至少一个隔室：在所述至少一个隔室中的停留时间作为在所述至少一个隔室中发生的至少一种类型的反应和至少一种目标污染物的目标去除率的函数的限定；所述至少一个隔室的容积作为所述停留时间和污水流入所述至少一个隔室的流入速率的函数的计算；所述至少一个隔室的表面积作为所述容积和所述至少一个隔室的平均深度的函数的计算，其中所述深度作为至少一种类型的反应的函数选择；所述至少一个隔室的周长作为所述表面积以及所述至少一个隔室的以延米为单位的周长与所述至少一个隔室的表面积的比例的函数的计算，其中所述比例作为至少一种类型的反应的函数选择。
该特征使得能够有效地确定人工湿地的尺寸，从而使得可以保证目标污染物的去除率，同时限制了人工湿地的场地覆盖率并适应于可用土地。
本发明还描述了一种通过人工湿地净化至少一种目标污染物的液体污水的方法，所述方法依次包括：通过人工湿地的至少一个第一隔室对污水进行处理，其中所述至少一个第一隔室的平均水深为5至70cm；通过人工湿地的至少一个第二隔室对污水进行处理，其中所述至少一个第二隔室的平均水深为70至150cm。
该方法使得可以对污水进行有效处理同时通过促进协同反应的隔室来促进污水的处理。
本发明使得可以优化在人工湿地中发生的净化过程。
本发明使得可以保证通过人工湿地的目标污染物去除率。
本发明使得可以减小湿地的场地覆盖率。
本发明适用于许多净化过程。
本发明使得可以去除多种类型的目标污染物。
本发明使得可以改善湿地的生物多样性。
本发明可以与大量植物一起使用，所述大量植物包括在建立人工湿地的地区特有的植物。
本发明允许使用不同形式的隔室。
本发明可以应用于多个隔室布置，这使得可以使人工湿地适应于可用土地。
附图说明
参考附图，在阅读以下通过示例方式给出的非限制性的详细描述后，其它特征将变得显而易见，它们示出了：
-图1，根据本发明的人工湿地的第一示意性实例；
-图2，根据本发明的人工湿地的第二示意性实例；
-图3，根据本发明的模拟人工湿地的鸟瞰图的实例；
-图4，根据本发明的模拟人工湿地的隔室的鸟瞰图的实例；
-图5，根据本发明的确定人工湿地的尺寸的方法的第一实例；
-图6，根据本发明的确定人工湿地的尺寸的方法的第二实例。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的人工湿地的第一示意性实例。
人工湿地100使得可以处理液体，例如残留和/或工业来源的经处理的废水。人工湿地还可以处理受污染的雨水或任何其它类型的污水，例如由城市废水和雨水组成的混合污水。人工湿地100可以例如处理来自净化站、城市社区或工业场所或者位于水道和/或雨水收集池的下游的污水。
人工湿地100更具体地使得可以从污水中净化至少一种目标污染物。根据本发明的湿地通常使得可以处理较多数量的污染物。根据本发明的不同实施方案，湿地(人工湿地100)的尺寸可以确定为用于处理单一污染物或用于同时处理多种污染物。
人工湿地包含第一隔室110和第二隔室120。第二隔室120位于第一隔室110的下游，并且处理来自第一隔室的污水。因此，在第一步骤中，污水首先由第一隔室110处理，并然后由第二隔室120处理。
根据本发明的湿地的隔室在其平均深度方面是值得注意的，这使得可以根据隔室促进不同的净化机制。在本申请的上下文中，隔室的平均深度可以以不区分深度或水深的方式表示。平均水深对应于隔室的水深的平均值。
第一隔室110的平均水深为5至70cm。该水深使得可以促进植物生长和/或在至少一个第一隔室中的吸附。
第二隔室的平均水深为70至150cm。至少一个第二隔室的较大深度使得可以限制植物的生长并促进光降解和/或沉降。
在第二隔室中，污染物在至少一个第一隔室中被吸附在其上的悬浮材料和/或植物的沉降使得可以提高人工湿地的效率。因此，这些过程的组合可以以较小的场地覆盖率实现较高的污染物去除率。
人工湿地100的特征在于流入速率取决于待处理的污水的来源。根据待处理的污水的来源，流入速率通常是可预测的。例如，如果人工湿地位于城市社区的净化站的出口处，则可以作为所述城市社区的居民数量的函数来提供流入待确定尺寸的人工湿地的流入速率。类似地，可以作为从工业区的流出速率的函数来为用于处理来自工业区的污水的人工湿地提供目标流入速率。根据本发明的不同实施方案，流入速率可以是平均流速或最大流速。
在本发明的多个实施方案中，想要保证污水在第一隔室110和第二隔室120中停留足够长的时间，以确保反应持续时间足够。
为此目的，第一隔室110的容积可以选择为可以实现液体污水在所述第一隔室110中的第一停留时间。第一隔室110的容积因此可以通过将目标停留时间乘以流入第一隔室110的流入速率来限定。
类似地，第二隔室120的容积可以选择为可以实现液体污水在第二隔室120中的第二停留时间。第二隔室120的容积因此可以通过将目标停留时间乘以流入第二隔室120的流入速率来限定。
在本发明的多个实施方案中，第一隔室110和第二隔室120的容积因此使得可以保证在每个隔室中发生的反应的所需持续时间，同时限制了隔室的容积并从而限制了人工湿地的场地覆盖率。
根据本发明的不同实施方案，第一和第二停留时间被选择为可以在从第二隔室的出口处实现至少一种目标污染物的最小去除率。因此可以保证人工湿地的净化产率同时限制其场地覆盖率。
根据本发明的不同实施方案，可以以不同方式选择第一和第二停留时间。例如，对于给定反应的现场的数据收集使得可以确定经由该反应而去除污染物的去除率。停留时间也可以已经通过研究现有湿地中隔室的动力学和/或通过对小型池塘中发生的反应的动力学的实验室研究而获得。
在本发明的多个实施方案中，人工湿地被设计为获得几种目标污染物的目标去除率。如果去除不同污染物所需的停留时间不同，则可以将第一隔室110和第二隔室120的容积作为每个隔室的最大停留时间的函数限定。例如，如果第一污染物的目标去除率在第一隔室110中以2天的停留时间实现，而第二污染物的目标去除率在第一隔室110中以3天的停留时间实现，则第一隔室110的容积可以被限定为可以保证3天的停留时间，从而可以保证两种污染物的目标去除率。
相反地，如果第一污染物的目标去除率在第二隔室120中以5天的停留时间实现，而第二污染物的目标去除率在第二隔室120中以2天的停留时间实现，则第二隔室120的容积可以被确定为可以保证5天的停留时间，从而可以实现两种污染物的目标去除率。因此，两个隔室的容积的选择使得可以保证人工湿地实现或超过了两种污染物各自的目标去除率。
在本发明的多个实施方案中，第一隔室110的尺寸使得甚至可以进一步促进植物生长，例如以便形成芦苇床。例如，当第一隔室具有以下尺寸时，该条件得到满足：
-其具有的平均水深为10至50cm，例如等于20cm；
-其具有的以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的十分之一，小于或等于其以平方米为单位的表面积的六分之一，例如等于其以平方米为单位的表面积的15％。
这些尺寸使得第一隔室110能够同时具有浅水深和细长的形式。因此，第一隔室110较大地促进了植物的生长及其上污染物的吸附。在本发明的多个实施方案中，第一隔室的容积可以选择为可以保证污水的停留时间作为流入所述隔室的流入速率的函数为0.5至3天。在大多数情况下，该停留时间使得可以在芦苇床类型的第一隔室中保证足够的吸附水平，同时限制至少一个第一隔室的场地覆盖率。
在本发明的多个实施方案中，第一隔室110的尺寸使得第一隔室110具有以下周长和平均水深：
-所述第一隔室110具有的以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的5％，小于或等于其以平方米为单位的表面积的55％，并且优选地所述至少一个第一隔室具有的以延米为单位的周长大于等于或等于其以平方米为单位的表面积的16％，小于或等于其以平方米为单位的表面积的55％，例如等于其以平方米为单位的表面积的一半；
-所述第一隔室110具有的平均水深为10至70cm，例如等于50cm。
这些尺寸使得可以具有第一隔室110，其在长度上拉伸或形成曲折，同时具有较短的长度。这使得可以与基质显著接触并促进污染物吸附到基质或悬浮材料上。该第一隔室110可具有能够实现1至2天的停留时间的容积。在大多数情况下，该停留时间使得可以在曲折型的第一隔室110中确保足够的吸附水平，同时限制第一隔室110的场地覆盖率。
在本发明的多个实施方案中，第二隔室120的尺寸使得：
-第二隔室120的以延米为单位的周长小于或等于其以平方米为单位的表面积的四分之一，例如等于其以平方米为单位的表面积的17％；
-平均水深大于或等于70cm且小于或等于150cm。
这些尺寸使得可以限定池塘型的第二隔室120，从而可以促进光降解和沉降。特别地，至少70cm的深度使得可以防止隔室中沼生植物类型的植物的生长，从而促进光降解；不大于150cm的深度使得足够数量的光子能够到达第二隔室120的底部。
因此，如果第二隔室120如此深，则将在整个第二隔室中发生光降解。这使得可以具有第二隔室120，其具有给定的容积，并且具有尽可能小的表面积，从而以尽可能小的场地覆盖率促进光降解。
在本发明的多个实施方案中，第二隔室的容积使得液体污水在第二隔室120中的停留时间作为流入所述第二室120的流入速率的函数为1至5天。在大多数情况下，该停留时间使得可以在泻湖型的第二隔室120中保证足够的光降解和沉降，同时限制第二隔室120的场地覆盖率。
第一隔室110和第二隔室120的可能尺寸使得可以限定一组隔室形状。因此，如果这些尺寸使得可以确保一种或多种目标污染物的去除水平，则第一隔室110的形状和第二隔室120的形状可以限定为使其适应于外部制约条件，例如适应于待建立湿地的可用土地。
图2示出了根据本发明的人工湿地的第二示意性实例。
人工湿地200被设计用于与参考图1描述的人工湿地100相似的用途。
人工湿地200包含：与第一隔室110相似的芦苇床类型的隔室210(其以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的十分之一，小于或等于其以平方米为单位的表面积的六分之一)，两个与第二隔室120相似的池塘类型的隔室220和221，与第一隔室110相似的曲折类型的隔室211(其以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的5％，小于或等于其以平方米为单位的表面积的55％，例如等于其以平方米为单位的表面积的一半)和与第二隔室120相似的池塘类型的第三隔室222。
因此，人工湿地200允许隔室的交替，从而促进不同的反应，特别是按照污水流动的顺序：
-芦苇床类型的隔室210促进植物生长和吸附到植物上；
-池塘类型的隔室220和221(其具有来自隔室210的污水)促进光降解和沉降；
-曲折类型的隔室211(其具有来自隔室220和221的污水)促进与基质的接触以及污染物吸附到基质或悬浮材料上；
-池塘类型的隔室222(其具有来自隔室211的污水)促进光降解和沉降。
与人工湿地100类似，可以限定人工湿地200中隔室的容积，以确保液体污水在促进给定反应的隔室中的停留时间足够。例如，如果想要在一个或多个促进吸附的隔室中的停留时间为3天，则隔室的容积可以限定为例如使得：
-在隔室210中的停留时间为1天，并且在隔室211中的停留时间为2天；或者
-在隔室210中的停留时间为1.5天，并且在隔室211中的停留时间为1.5天。
因此，人工湿地200的设计使得可以调节停留时间，并从而调节各个隔室的容积和表面积，从而确保符合允许给定反应的隔室中的总体停留时间，同时在不同隔室之间的容积和表面积的选择中留下较大的灵活性。这使得可以使根据本发明的人工湿地的设计适应于补充因素，例如可用土地的大小和可用性，或者可替代地整合到景观中。
隔室的这种布置是作为示例给出的，并且当一个或多个具有70至150cm的平均水深的隔室120、220、221、222放置在一个或多个具有5至70cm的平均水深的隔室110、210、211的下游时，本发明可以应用于大量可能的隔室布置。上面提到的关于容积、表面积和停留时间在促进一个反应和相同反应的隔室上的分布的考虑也可以适用于根据本发明的任何人工湿地，这使得根据本发明确定湿地的尺寸具有甚至更大的灵活性。
因此，本发明使得可以促进净化过程之间的协同作用，同时在隔室的形式和布置方面允许很大的灵活性。这使得可以限定具有想要的净化能力的湿地，同时使湿地的布置最佳地适应于可用土地。
图3示出了根据本发明的模拟人工湿地的鸟瞰图的实例。
更具体地，图3示出了根据本发明的人工湿地200的鸟瞰图的模拟实例，其中所述根据本发明的人工湿地200在图2中已示意性地示出。
在图3的实例中，人工湿地200位于净化站310的下游。来自净化站310的液体污水依次通过芦苇床类型的隔室210、池塘类型的隔室220和221、曲折类型的隔室211和池塘类型的隔室222。
在该实例中，人工湿地200在隔室222的出口处包含用于通过包含至少两个可以被交替供给的平行结构的介质进行过滤的装置330。用于通过介质进行过滤的装置330使得可以保留悬浮材料、颗粒和植物碎片。用于通过介质进行过滤的装置330也可以种植有芦苇，以保持过滤材料的渗透性。然而，应当注意，该装置是任选存在的，这是非限制性实例并且根据本发明的人工湿地可以不含用于通过介质进行过滤的装置。
在用于通过介质进行过滤的装置330的出口处，污水被充分处理并且可以被排放到自然环境中，例如被排放到河流340中。
因此，图3可以更具体地可视化根据本发明的隔室的形式的实例。例如，图3示出了芦苇床型的隔室210可以具有细长和/或弯曲的外观，曲折型的隔室211可以具有非常细长和/或弯曲的外观，并且池塘型的隔室220、221和222可以具有较紧凑的外观。
在图3的实例中，隔室220和221配备有洼地311。更一般地说，根据本发明的人工湿地中的每个隔室可以配备有长度大于或等于其最大宽度的一半的洼地。洼地的存在使得可以改善流入隔室的流入速率的分布。然而，应当注意，洼地的存在是任选的，这是非限制性实例并且根据本发明的人工湿地可以不包含洼地。
在该实例中，池塘类型的隔室220、221和222各自均包含浅区，即分别为区域320、321和322。浅区使得可以促进大型植物出现在它们存在的隔室中，并从而促进沉降。浅区同样可以延伸池塘中的水流路径，从而在不影响水表面积的情况下增加沉降。池塘类型的隔室还可以包含多个浅区。
浅区可具有从堤岸向其建立处的隔室中心减小的斜率，以更具体地促进在至少一个第二隔室的堤岸附近的大型植物的出现。然而，应当注意，浅区的存在是任选的，这是非限制性实例并且根据本发明的人工湿地可以不包含浅区。
图3示出了根据本发明的人工湿地的一个实例，并且证明了根据本发明的人工湿地被整合到给定的自然环境中的能力。因此，根据本发明的人工湿地，除了改善废水的处理之外，还可以促进在建立其的环境中的生物多样性。根据本发明的人工湿地还使得能够和谐地整合到在建立其的区域周围的景观中。这些点可以通过在建立该区域的人工湿地中种植该地区本地的植物种(specie)来促进。
图4示出了根据本发明的模拟人工湿地的隔室的鸟瞰图的实例。
图4示出了人工湿地200中的隔室220的更详细的鸟瞰图。
在图4的实例中，洼地311布置在隔室220的入口处，目的是促进流入隔室220的流入速率的分布。相反地，浅区320的位置接近隔室220的中心。
图5示出了根据本发明的用于布置人工湿地的方法的第一实例。
方法500使得能够设计和布置人工湿地以净化至少一种目标污染物的液体污水。
方法500包括至少一个第一隔室的限定510，其中所述至少一个第一隔室的平均水深为5至70cm。所述至少一个隔室可以例如是隔室110或210中的至少一个。
方法500还包括至少一个第二隔室的限定，其中所述至少一个第二隔室的平均水深为70至150cm。所述至少一个第二隔室可以是隔室120、220或221中的至少一个。
图6示出了根据本发明的多个实施方案的用于确定人工湿地的尺寸的方法的第二实例。
图6示出了根据本发明的多个实施方案的用于限定隔室的方法600，其对应于例如方法500的步骤510和520之一。因此，方法600可以使得能够在本发明的多个实施方案中限定第一或第二隔室。例如，方法600可以使得可以限定上述隔室110、120、210、220或221之一。
方法600包括第一步骤610，即作为反应的类型601和目标去除率602的函数来计算在隔室中的目标停留时间611。因此，能够实现通过反应而去除目标分子的去除率的停留时间可以例如通过研究现有湿地的隔室的动力学和/或通过对小型实验池塘中反应的动力学的实验室研究而已经确定。
因此，方法600可以用于确定隔室的尺寸，以去除多种污染物。在这种情况下，可以针对每种待去除的污染物计算可以去除给定污染物的目标停留时间。因此，针对隔室选择的目标停留时间将是每种污染物的目标停留时间中最长的目标停留时间。因此，最终选择的目标停留时间至少等于每种污染物的目标停留时间，并且每种污染物所达到的去除率至少等于该污染物的目标去除率。
根据本发明的各个实施方案，可以针对单个隔室或同时针对多个隔室限定停留时间。更具体地，如果单个隔室可以促进给定的反应，则可以直接计算隔室中的目标停留时间611。
相反地，如果多个隔室使得可以促进相同的反应，则可以首先计算在这些隔室中的累积停留时间，其对应于污水在促进反应的隔室中的累积停留时间。然后可以将该累积停留时间在各个隔室之间分配。例如，在人工湿地200的情况下，可以针对隔室210和211整体计算在促进吸附的隔室中的累积目标停留时间，并且将该累积停留时间在隔室210中的停留时间和隔室211中的停留时间之间分配。
方法600然后包括步骤620，即基于目标停留时间611和流入速率来计算隔室的容积621。隔室621的容积可通过将隔室中的目标停留时间611乘以流入速率612而直接获得。
在本发明的多个实施方案中，待促进的每个反应601与平均水深622或一定深度范围相关。例如，如果待促进的反应601是吸附，则平均深度622可以为5至70cm；如果待促进的反应601是光降解，则平均深度622可以为70至150cm。
方法600在计算容积的步骤620之后包括计算隔室的表面积631的步骤630。表面积631可以通过将隔室的容积621除以隔室的平均深度622来计算。
在本发明的多个实施方案中，待促进的每个反应601与周长/表面积比622或一定比值范围相关。例如，被设计用以促进植物生长和吸附到植物上的隔室的以延米为单位的周长可以是其以平方米为单位的表面积的十分之一至六分之一；被设计用以促进吸附到基质或悬浮材料上的隔室的以延米为单位的周长可以为其以平方米为单位的表面积的5％至55％；被设计用以促进光降解的隔室的以延米为单位的周长可以小于或等于其以平方米为单位的表面积的四分之一。
方法600在计算表面积的步骤630之后包括计算隔室周长641的步骤640。周长641可以通过将隔室的表面积631乘以隔室的周长/表面积比632来计算。
方法600使得可以计算根据本发明的人工湿地中隔室的尺寸，以确保促进给定的反应并获得目标产率。然而，方法600在确定隔室的尺寸和形式时确实提供了一定程度的自由度，以便适应于其它制约条件或目标，例如可用土地或将人工湿地插入到景观中。
例如，在其中平均深度622的范围可获得的实施方案中，计算表面积的步骤630可以包括选择平均深度622的子步骤，以获得或多或少显著的表面积，从而适应于隔室的可用土地的表面积。类似地，步骤630可以在于：基于可能平均深度的范围和隔室的容积621，计算隔室的最小表面积和隔室的最大表面积，然后选择最适合于标准的表面积631，所述标准例如为可用土地的表面积。因此隔室的平均深度622可以由隔室的表面积631和隔室的容积621直接推出。还可以从可能深度的范围中系统地选择最大深度，以使隔室的表面积631尽可能小并限制隔室的场地覆盖率。
在本发明的全部数量的实施方案中，各种平均深度622与不同的反应产率相关。对于不同的深度，这些产率可以例如通过凭经验确定的反应发生的效率与隔室的平均深度之间的关系——例如指示反应效率作为隔室的平均深度的函数的曲线图——来获得。这些曲线图或一般而言平均深度622与反应产率之间的关系可以基于实验室中的反应测试来确定。因此，步骤630可以在第一阶段中在于选择与反应产率相对应的深度。一旦确定了隔室的表面积631，就可以确认一定数量的次要制约条件或目标。例如，方法600可以包括大致验证隔室的表面积631小得足以适应于可用土地、使得可以令人满意地整合到景观中等等。在此阶段可以将与将隔室整合到其环境中有关的许多标准考虑在内。如果不满足这些标准中的一个或多个，则方法600可以包括返回到计算表面积的步骤630，其中所述步骤630包括选择新的平均深度622，所述新的平均深度622使得可以符合与使隔室整合到其环境中有关的标准，从而保持尽可能好的产率。可以执行几次迭代，从而可以确保考虑到用于将隔室整合到其环境中的标准，同时促进净化产率尽可能地高。
以相同的方式，计算周长的步骤640可以包括在可能比例的范围内选择周长/表面积比632，以具有或多或少细长的隔室。隔室的形式还可以以适合于可用土地和/或促进整合到景观中和/或促进人工湿地维护的方式确定。例如，可以将具有高周长/表面积比632(并且因此具有非常细长的形式)的隔室布置为一个长度，但是也可以形成曲折以限制隔室的场地覆盖率。例如，图3中所示的隔室211就是这种情况。一旦确定了隔室的尺寸，也可以将隔室相对于彼此布置，从而获得尽可能紧凑的人工湿地，如图3中所示。
在本发明的全部数量的实施方案中，周长/表面积比632与不同的反应产率相关。对于不同的周长/表面积比，这些产率可以例如通过根据经验确定的反应产率与隔室的周长/表面积比之间的关系——例如表示反应产率作为隔室的周长/表面积比的函数的曲线图——来获得。这些曲线图或一般而言周长/表面积比632和反应产率之间的关系可以基于实验室中的反应测试来确定。因此，步骤640可以在第一阶段中在于选择与最佳反应产率相对应的周长/表面积比。一旦确定了隔室的周长641，就可以确认一定数量的次要制约条件或目标。例如，方法600可以包括验证隔室的周长641使得可以适应于可用土地、使得可以令人满意地整合到景观中等等。在此阶段可以将与将隔室整合到其环境中有关的许多标准考虑在内。如果不满足这些标准中的一个或多个，则方法600可以包括返回到计算周长的步骤640，其中所述步骤640包括选择新的平均深度622，所述新的平均深度622使得可以符合与使隔室整合到其环境中有关的标准。可以执行几次迭代，从而可以确保考虑到用于将隔室整合到其环境中的标准，同时促进净化产率尽可能地高。如果隔室的表面积631不能获得令人满意的周长，则方法600还可以包括返回到计算表面积的步骤630，以选择平均深度622，所述平均深度622使得可以计算适合于将隔室整合到其环境中的隔室的表面积631和周长641。
因此，方法600使得可以确定根据本发明的人工湿地中的隔室的尺寸，从而允许促进所需反应，并使得可以获得目标净化产率。方法600还使得可以尽可能多地优化净化产率同时验证关于将隔室整合到它们环境的制约条件。
为了使根据本发明的确定人工湿地的尺寸的方法更加明确，以下提供了分别用于消除环丙沙星(ciprofloxacin)和布洛芬(ibuprofen)的两个实施例。
确定尺寸实施例1
第一实施例涉及确定用于去除环丙沙星的人工湿地的尺寸。
环丙沙星可以通过包含两个隔室的根据本发明的人工湿地而被去除，其中所述两个隔室分别促进以下反应：
-在第一隔室中：
o吸附到基质上的吸附；
o吸附到悬浮材料上的吸附；
o任选地，植物的吸收：
-在第二隔室中：
o环丙沙星分子在第一隔室中吸附在其上的悬浮材料的沉降；
o光降解。
基于申请人先前进行的测试的组合，如果第一和第二隔室的尺寸能够促进上述反应，并且如果隔室中的停留时间如下，则可以达到70％的环丙沙星的目标去除率：
-在第一隔室中至少1天；
-在第二隔室中至少2天。
待确定尺寸的人工湿地必须位于3200人当量(Person Equivalent，以下简称为“PE”)的净化站(以下简称为“STEP”)的下游，其对应于污水流速为480m3/d的给定区域。耗水量可能随地区和国家而显著变化。因此，根据地区/国家，城市社区中的一些居民可能对应于不同的污水流速。
因此，第一隔室的尺寸可以如下确定：
-容积的计算(步骤620)：
o目标停留时间621为最少1天，流入速率612为480m3/d；
o因此，隔室的容积621等于480×1＝480m3；
-表面积的计算(步骤630)：
o为了促进所讨论的微污染物与土壤以及可能的植物之间的接触，并从而促进微污染物的吸附，第一隔室必须具有0.05至0.5m范围内的较小的平均深度622。选择0.2m的平均深度622，其对应于最佳吸附产率；
o然后隔室的表面积631通过将容积621除以隔室的平均深度622来获得：隔室的表面积631等于：480/0.2＝2400m2。该表面积使得可以整合到可用土地中；
o
-周长的计算(步骤640)：
o为了促进吸附和植物生长并延长水流路径，将隔室的堤岸的延米/表面积比632在1/10至1/6的范围内选择。选择0.15ml/m2的比例(延米与平方米之比)；
o隔室的周长通过将比例632乘以表面积631来计算：周长641等于2400×0.15＝360ml(延米)。该周长使得可以整合到可用土地中。
因此，确定尺寸使得可以限定具有以下尺寸的第一隔室：
-容积：480m3；
-表面积：2400m2；
-周长：360ml；
因此，第二隔室的尺寸可以如下确定：
-容积的计算(步骤620)：
o目标停留时间621为最少2天，流入速率612为480m3/d；
o因此，隔室的容积621等于480×2＝960m3；
-表面积的计算(步骤630)：
o为了促进光降解，第二隔室必须具有足够大的最小深度以防止植物生长，这将防止光子穿透该隔室，并且必须具有足够小的最大深度以在整个隔室中发生光降解。可能的平均深度622的范围为0.7至1.5m。选择0.8m的平均深度622。根据申请人收集的经验数据，0.8m的深度对应于用于促进光敏分子的降解的停留时间和光穿透之间的最佳折衷。在本发明的其它实施方案中，对深度值和相应的表面积值执行迭代循环。这使得可以选择与适合于可用土地的表面积相关的深度；
o然后隔室的表面积631通过将容积621除以隔室的平均深度622来获得：隔室的表面积631等于：960/0.8＝1200m2；
-周长的计算(步骤640)：
o为了促进沉降，将隔室的堤岸的延米/表面积的比例632在0.15至0.25的范围内进行选择。选择0.2ml/m2的比例(延米与平方米之比)，该比例根据申请人收集的经验数据对应于用于促进光敏分子的降解的水流路径与光暴露的表面积之间的最佳折衷；
o隔室的周长通过将比例632乘以表面积631来计算：周长641等于1200×0.2＝240ml(延米)。
因此，确定尺寸使得可以限定具有以下尺寸的第二隔室：
-容积：960m3；
-表面积：1200m2；
-周长：240ml。
方法600通常使得可以限定湿地，所述湿地具有的尺寸使得可以促进某些反应并可以获得污染物的目标去除率。可以将某些尺寸从范围中选择。在本发明的多个实施方案中，可以实现一组次要目标。这些目标可以是例如整合到给定景观中或适应于可用土地。为了符合这些目标，方法600可以包括迭代。例如，如果表面积631对于可用土地而言太大，则方法600可以包括返回到步骤630以计算表面积，在此期间将选择较高的深度以减小隔室的表面积631。以相同的方式，如果隔室的周长641太短或太长而不能适应于可用土地，则方法600可以包括返回到步骤640以计算周长，在此期间将选择或多或少更大的周长/表面积比632以获得所需的周长。
在本发明的多个实施方案中，方法600可以包括选择深度或周长/表面积比，其使得可以尽可能多地促进所需的反应，并然后只要隔室的表面积和/或周长不能够适应于可用土地，则迭代表面积和/或周长/表面积比的选择使得能够最佳适应于可用土地。
可以调整其它形状参数。例如，可以将进出隔室的入口点和出口点的位置确定为使得水流路径最大。
确定尺寸实施例2
第二实施例涉及确定用于去除布洛芬的人工湿地的尺寸。
布洛芬可以通过包含四个隔室的根据本发明的人工湿地而被去除，其中所述四个隔室分别促进以下反应：
-第一和第三隔室：
o通过基质上的微生物进行的生物降解；
o任选地，吸附到悬浮材料上的吸附；
o任选地，植物的吸收：
-第二和第四隔室：
o通过自由生物质(free biomass)进行的生物降解；
o任选地，布洛芬分子在第一隔室中已吸附在其上的悬浮材料的沉降；
o光降解。
基于申请人先前进行的测试的组合，如果第一和第二隔室的尺寸能够促进上述反应，并且如果隔室中的停留时间如下，则可以达到50％的布洛芬的目标去除率：
-在第一隔室中至少1天；
-在第二隔室中至少2天；
-在第三隔室中至少2天；
-在第四隔室中至少2天。
待确定尺寸的人工湿地必须位于3200人当量(Person Equivalent，以下简称为“EH”)的净化站(以下简称为“STEP”)的下游，其对应于480m3/d的污水流速。如前所述，居民人数与流速之间的转换率可能因国家或地区而异。
因此，第一隔室的尺寸可以如下确定：
-容积的计算(步骤620)：
o目标停留时间621为最少1天，流入速率612为480m3/d；
o因此，隔室的容积621等于480×1＝480m3；
-表面积的计算(步骤630)：
o为了促进所讨论的微污染物与土壤以及可能的植物之间的接触，并从而促进通过基质上的微生物进行的生物降解，第一隔室必须具有0.05至0.5m范围内的较小的平均深度622。选择0.2m的平均深度622，该深度根据申请人收集的经验数据对应于生物降解和植物生长之间的最佳折衷；
o然后隔室的表面积631通过将容积621除以隔室的平均深度622来获得：隔室的表面积631等于：480/0.2＝2400m2；
-周长的计算(步骤640)：
o为了促进吸附和植物生长，将隔室的堤岸的延米/表面积比632在1/10至1/6的范围内选择。选择0.15ml/m2的比例(延米与平方米之比)，该比例根据申请人收集的经验数据对应于延长水流路径与增加的水、基质和植物之间接触的表面积之间的最佳折衷；
o隔室的周长通过将比例632乘以表面积631来计算：周长641等于2400×0.15＝360ml(延米)。
因此，确定尺寸使得可以限定具有以下尺寸的第一隔室：
-容积：480m3；
-表面积：2400m2；
-周长：360ml。
第二隔室的尺寸可以如下确定：
-容积的计算(步骤620)：
o目标停留时间621为最少2天，流入速率612为480m3/d；
o因此，隔室的容积621等于480×2＝960m3；
-表面积的计算(步骤630)：
o为了促进沉降和在自由生物质上的降解，可能的平均深度622的范围为0.7至1.5m。选择0.8m的平均深度622，该深度根据申请人收集的经验数据对应于促进通过氧合作用和光穿透而进行的生物降解的最大深度与保证最小停留时间的最小深度之间的最佳折衷；
o然后隔室的表面积631通过将容积621除以隔室的平均深度622来获得：隔室的表面积631等于：960/0.8＝1200m2；
-周长的计算(步骤640)：
o为了促进沉降，将隔室的堤岸的延米/表面积的比例632在0.15至0.25的范围内进行选择。选择0.2ml/m2的比例(延米与平方米之比)，该比例根据申请人收集的经验数据对应于延长水流路径和保证停留时间至少等于最小停留时间之间的最佳折衷；
o隔室的周长通过将比例632乘以表面积631来计算：周长641等于1200×0.2＝240ml(延米)。
因此，确定尺寸使得可以限定具有以下尺寸的第二隔室：
-容积：960m3；
-表面积：1200m2；
-周长：240ml。
因此，第三隔室的尺寸可以如下确定：
-容积的计算(步骤620)：
o目标停留时间621为最少2天，流入速率612为480m3/d；
o因此，隔室的容积621等于480×2＝960m3；
-表面积的计算(步骤630)：
o为了促进所讨论的微污染物与土壤以及任选存在的植物之间的接触，并从而促进通过基质上的微生物进行的生物降解，第三隔室必须具有在0.05至0.5m范围内的较小的平均深度622。选择0.5m的平均深度622，该深度根据申请人收集的经验数据对应于延长水流路径和降低流速之间的最佳折衷；
o然后隔室的表面积631通过将容积621除以隔室的平均深度622来获得：隔室的表面积631等于：960/0.5＝1920m2；
-周长的计算(步骤640)：
o为了促进与基质的显著接触，将隔室的堤岸的延米/表面积的比例632在0.05至0.55的范围内进行选择。选择0.5ml/m2的比例(延米与平方米之比)，该比例根据申请人收集的经验数据对应于延长水流路径和保证最小停留时间之间的最佳折衷；
o隔室的周长通过将比例632乘以表面积631来计算：周长641等于1200×0.5＝960ml(延米)。
因此，确定尺寸使得可以限定具有以下尺寸的第三隔室：
-容积：960m3；
-表面积：1920m2；
-周长：960ml。
第四隔室的尺寸可以如下确定：
-容积的计算(步骤620)：
o目标停留时间621为最少2天，流入速率612为480m3/d；
o因此，隔室的容积621等于480×2＝960m3；
-表面积的计算(步骤630)：
o为了促进沉降和在自由生物质上的降解，可能的平均深度622的范围为0.7至1.5m。选择0.8m的平均深度622，该深度根据申请人收集的经验数据对应于促进通过氧合作用和光穿透而进行的生物降解的最大深度与保证最小停留时间的最小深度之间的最佳折衷；
o然后隔室的表面积631通过将容积621除以隔室的平均深度622来获得：隔室的表面积631等于：960/0.8＝1200m2；
-周长的计算(步骤640)：
o为了促进沉降，将隔室的堤岸的延米/表面积的比例632在0.15至0.25的范围内进行选择。选择0.1ml/m2的比例(延米与平方米之比)，该比例根据申请人收集的经验数据对应于延长水流路径和保证最小停留时间之间的最佳折衷。其还使得可以限制整个隔室内植物的繁殖，促进令人满意的光穿透，优化储存容积以管理最小停留时间，并优化隔室底部的梯度。
o隔室的周长通过将比例632乘以表面积631来计算：周长641等于1200×0.17＝204ml(延米)。
因此，确定尺寸使得可以限定具有以下尺寸的第四隔室：
-容积：960m3；
-表面积：1200m2；
-周长：204ml。
一旦确定了这些尺寸，就可以将隔室的形状作为另外目标的函数限定。例如，可以将隔室的进入点和出口点的位置确定为使得水流路径最大。
以上实施例证明了根据本发明的湿地处理污染物的能力同时具有有限的场地覆盖率。然而，它们仅作为示例给出，并且在任何情况下都不限制以下权利要求书所限定的本发明的范围。

Claims (15)

1.用于净化至少一种目标污染物的液体污水的人工湿地，所述人工湿地包含至少一个在长度上拉伸或形成曲折的第一隔室(110、211)以及至少一个供给有来自所述第一隔室的污水的形成池塘的第二隔室(120、220、221、222)，所述人工湿地的特征在于：
-所述至少一个第一隔室具有的以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的5％，并且小于或等于其以平方米为单位的表面积的55％；优选地所述至少一个第一隔室具有的以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的16％，并且小于或等于其以平方米为单位的表面积的55％，例如等于其以平方米为单位的表面积的一半，优选地等于其以平方米为单位的表面积的一半；
-所述至少一个第一隔室的平均水深为10至70cm，并且优选地等于50cm；
-所述至少一个第二隔室的以延米为单位的周长小于或等于其以平方米为单位的表面积的四分之一，并且优选地等于其以平方米为单位的表面积的17％；
-所述至少一个第二隔室的平均水深为70至150cm。
2.根据权利要求1所述的人工湿地，其特征在于：
-所述至少一个第一隔室的容积等于所述至少一个第一隔室中的液体污水的第一停留时间乘以流入所述第一隔室中的流入速率的乘积；
-所述至少一个第二隔室的容积等于所述至少一个第二隔室中的液体污水的第二停留时间乘以所述至少一个第二隔室的流入速率的乘积。
3.根据权利要求2所述的人工湿地，其特征在于所述第一和第二停留时间是根据经验确定的停留时间，从而使得可以在所述至少一个第二隔室的出口处实现至少一种目标污染物的最小去除率。
4.根据权利要求1至2中的一项所述的人工湿地，其特征在于其包含至少一个隔室、至少一个另外的隔室，并且：
-所述至少一个另外的隔室具有的以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的十分之一，小于或等于其以平方米为单位的表面积的六分之一，并且优选地等于其以平方米为单位的表面积的15％；
-所述至少一个另外的隔室的平均水深为10至50cm，并且优选地等于20cm。
5.根据从属于权利要求2的权利要求4所述的人工湿地，其特征在于所述另外的隔室的容积选择为使得所述液体污水在所述至少一个第一隔室中的停留时间作为所述至少一个第一隔室的流入速率的函数为0.5至3天。
6.根据权利要求2所述的人工湿地，其特征在于所述至少一个第一隔室的容积配置为使得所述液体污水在所述至少一个第一隔室中的停留时间作为所述至少一个第一隔室的流入速率的函数为1至2天。
7.根据权利要求2所述的人工湿地，其特征在于所述至少一个第二隔室的容积配置为使得所述液体污水在所述至少一个第二隔室中的停留时间作为所述至少一个第一隔室的流入速率的函数为1至5天。
8.根据权利要求1至7中的一项所述的人工湿地，其特征在于所述至少一个第一隔室和至少一个第二隔室中的至少一个配备有长度大于或等于其最大宽度的一半的洼地。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的人工湿地，其特征在于所述至少一个第二隔室包含至少一个浅区。
10.根据权利要求9所述的人工湿地，其特征在于所述至少一个浅区的宽度从堤岸向所述至少一个第二隔室的中心减小。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的人工湿地，其特征在于其在出口处连接至用于通过包含至少两个可被交替供给的平行结构的介质进行过滤的装置(330)。
12.根据权利要求11所述的人工湿地，其特征在于所述过滤装置种植有芦苇。
13.用于布置人工湿地以净化至少一种目标污染物的液体污水的方法(500)，所述方法包括：
-至少一个第一隔室的限定(510)，其中所述至少一个第一隔室在长度上拉伸或形成曲折，而且：
o其具有的以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的5％，小于或等于其以平方米为单位的表面积的55％，优选地等于其以平方米为单位的表面积的一半；
o其具有的平均水深为5至70cm；
o其具有的平均水深为10至70cm；
-至少一个第二隔室的限定(520)，其中所述至少一个第二隔室形成池塘并供给有来自所述第一隔室的污水，而且：
o其具有的以延米为单位的周长小于或等于其以平方米为单位的表面积的四分之一，并且优选地等于其以平方米为单位的表面积的17％；
o其具有的平均水深为70至150cm。
14.根据权利要求13所述的布置方法，包括，对于至少一个隔室：
-在所述至少一个隔室中的停留时间(611)作为在所述至少一个隔室中发生的至少一种类型的反应(601)和所述至少一种目标污染物的目标去除率(602)的函数的限定(610)；
-所述至少一个隔室的容积(621)作为所述停留时间(611)和污水流入所述至少一个隔室的流入速率(612)的函数的计算(620)；
-所述至少一个隔室的表面积(631)作为所述容积(621)和所述至少一个隔室的平均水深(622)的函数的计算(620)，其中所述至少一个隔室的平均水深(622)作为所述至少一种类型的反应(601)的函数选择；
-所述至少一个隔室的周长(641)作为所述表面积(631)以及所述至少一个隔室的以延米为单位的所述周长(641)与所述至少一个隔室的所述表面积(631)的比例(632)的函数的计算(640)，其中所述比例(632)作为所述至少一种类型的反应(601)的函数来选择。
15.通过人工湿地净化至少一种目标污染物的液体污水的方法，所述方法依次包括：
-通过所述人工湿地的至少一个第一隔室(110、211)对污水进行处理，其中所述至少一个第一隔室在长度上拉伸或形成曲折，而且：
o所述至少一个第一隔室具有的以延米为单位的周长大于或等于其以平方米为单位的表面积的5％，小于或等于其以平方米为单位的表面积的55％，优选地等于其以平方米为单位的表面积的一半；
o所述至少一个第一隔室具有的平均水深为5至70cm；
-通过所述人工湿地的至少一个第二隔室(120、220、221、222)对污水进行处理，其中所述至少一个第二隔室形成池塘，而且：
o所述至少一个第二隔室具有的以延米为单位的周长小于或等于其以平方米为单位的表面积的四分之一，并且优选地等于其以平方米为单位的表面积的17％；
o所述至少一个第二隔室具有的平均水深为70至150cm。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1715213A (zh) * 2004-07-02 2006-01-04 北京师范大学 分段式自由表面流人工湿地处理方法及系统
CN101337742A (zh) * 2008-07-31 2009-01-07 环境保护部华南环境科学研究所 一种兼具水质净化与农业生产功能的基－塘系统
CN101585581A (zh) * 2008-05-20 2009-11-25 海斯博特（北京）科技有限公司 组合式人工湿地污水处理系统
KR20100089449A (ko) * 2009-02-04 2010-08-12 변찬우 생태적 수질정화 투수조절 시스템
CN103241893A (zh) * 2013-04-24 2013-08-14 中国林业科学研究院林业新技术研究所 一种“串联-并联”可调式复合人工湿地系统
AU2012101909A4 (en) * 2011-03-29 2014-05-01 The Water & Carbon Group Pty Ltd Method and system for treating water
CN105036343A (zh) * 2015-07-02 2015-11-11 东南大学 高效去除低污染水中亲脂性痕量有机物的生态工程方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6558555B1 (en) * 2001-07-03 2003-05-06 David A. Flowers Process and system for enhanced phosphorus removal in a wetland wastewater treatment facility
ATE486818T1 (de) 2004-09-16 2010-11-15 Phytorestore Verfahren zur behandlung von schadstoffen durch pflanzenauslaugung
FR2886639B1 (fr) 2005-06-03 2008-04-04 Suez Environnement Sa Procede et installation pour le traitement d'effluents de collectivites
FR2961504A1 (fr) 2010-06-17 2011-12-23 Phytorestore Traitement de depollution d'une eau contaminee par des micro-polluants et/ou des polluants emergents, notamment pär des composes organochlores
CN101973637B (zh) * 2010-11-04 2012-06-27 南京大学 一种处理农村生活污水的河道净化系统
US9681029B2 (en) 2014-10-02 2017-06-13 Gopro, Inc. Swivel camera mount
US20160167994A1 (en) 2014-12-11 2016-06-16 The Council For Scientific And Industrial Research (Csir) Treatment of waste water
US9796611B2 (en) 2015-01-13 2017-10-24 Environmental Dynamics International, Inc. Wastewater treatment system and method
CN205115138U (zh) 2015-10-26 2016-03-30 天津大学 一种人工湿地太阳能间歇微曝气系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1715213A (zh) * 2004-07-02 2006-01-04 北京师范大学 分段式自由表面流人工湿地处理方法及系统
CN101585581A (zh) * 2008-05-20 2009-11-25 海斯博特（北京）科技有限公司 组合式人工湿地污水处理系统
CN101337742A (zh) * 2008-07-31 2009-01-07 环境保护部华南环境科学研究所 一种兼具水质净化与农业生产功能的基－塘系统
KR20100089449A (ko) * 2009-02-04 2010-08-12 변찬우 생태적 수질정화 투수조절 시스템
AU2012101909A4 (en) * 2011-03-29 2014-05-01 The Water & Carbon Group Pty Ltd Method and system for treating water
CN103241893A (zh) * 2013-04-24 2013-08-14 中国林业科学研究院林业新技术研究所 一种“串联-并联”可调式复合人工湿地系统
CN105036343A (zh) * 2015-07-02 2015-11-11 东南大学 高效去除低污染水中亲脂性痕量有机物的生态工程方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付飞: "《以生态为导向的河流景观规划研究》", 31 January 2014 *
李旭东 等: "《废水处理技术及工程应用》", 30 June 2003 *

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