某农村生活污水处理系统160方.docx
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某农村生活污水处理系统160方
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某农村人工湿地设计方案
设计单位：
江西净居节能环保工程有限公司
设计水量:
160吨/天
设计时间:
2015年4月
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前言
“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活宽裕、村容整洁、管理民主”的建设目标。
加强农村生活污水的处理，是村容整治的组成部分，也是社会主义新农村建设的重要内容。
农村生活污水造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患，还会加剧淡水资源危机，使耕地危机得不到有效保障，危害农村的生存发展。
因此，加强农村生活污水收集、处理与资源化设施建设，避免因生活污水直接排放二引起的农村河道、土壤和农产品污染，确保农村水源的安全和农民身心健康，是新农村建设中加强基础设施建设、推进村庄整治工作的重要内容，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。
全国农村每年产生生活污水约80多亿吨，而96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统。
生活污水随意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。
一方面，未经处理的生活污水自流到地势低洼的河流、湖泊和池塘等地表水体中，严重污染各类水源；另一方面，生活污水也是疾病传染扩散的源头、容易造成部分地区传染病、地方病和人畜共患疾病的发生与流行。
目前全国农村的自来水普及率只有34%左右，还有3亿多农民存在饮水安全问题。
在浙江省丽水市农民家庭用水水质的抽样检测结果中，63资料word
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个水样中大肠杆菌、浑浊度等主要指标超标的占72%。
水源地水质低的状况与农村生活污水未经处理直接排放有直接因果关系。
目前这部分农村生活污水不经处理均直排入周边河道中，对农村周边水环境造成严重污染，造成水体发黑发臭，对周边农村居民的身体健康造成巨大的威胁，严重影响了周边农村居民的正常生活与农耕，直接阻碍了农村经济的快速发展，因此必须尽快完成这些自然村落的污水整治与改造。
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第一章工程概况
1.设计依据
（1）建设方提供的有关技术、经济资料
（2）《中华人民共和国环境保护法》（1998年12月26日）
（3）《中华人民共和国水污染防治法》（1984年11月）
（4）《中华人民共和国环境污染防治法》（1984年5月）
（5）《室外排水设计规范》GBJ14—87
（6）《地表水环境质量标准》GB3838－2002
（7）《城镇污水处理厂污染物排放标准》GBl8918-2002
（8）《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）
2.设计规模
2.1设计范围及目的
2.1.1设计内容:
（1）．污水处理系统的污水处理工艺选择。
（2）．本项目所采用的主要污水处理设备的型号、规格及效能等。
（3）．污水处理站平面布置。
（4）．对污水处理构筑物的计算和设计，包括主体构（建）筑物以及必要附属建筑物。
（5）．进行整个工程的投资预算。
2.1.2设计目的
对污水处理处理工艺、设备选型等进行多方案比较，确定适宜的污水处理系统建、构筑物布置；采用技术先进、处理效果好、运行稳定、投资省、运行成本低的工艺。
使工程获得最佳的环境效益、社会效益和经济效益。
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2.1.3设计范围
设计范围为污水处理工程的工艺设计、设备供货、安装调试、试运行至达标排放标准等。
3..处理水量与水质
2.1水量
某村设置一个集中污水处理系统，按该村总共200户，每户4人，总人口33/d.
160m/d,人计算，每人处理水量数8000.20m总设计出水量污水来源及水质2.2农村生活主要为洗浴、冲厕、洗衣服用水等主要污染物为COD、BOD、氨氮等。
参考同类比其他污水水质，确定污水水质如下：
项目
COD
BOD
SS
TN
TP
PH
单位
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
----
进水水质
400
200
300
30.0
5.0
6-9
注：
治理后排放污水排放符合GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级标准。
PH
COD（mg/L）
BOD（mg/L）5
SS（mg/L）
NH-N（mg/l）3
TP（mg/l）
6-9
60
≤
≤20
≤20
15
0.5
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第二章处理工艺选择
2.1概述
农村生活污水处理技术多种多样，近年来，在全国各地都在农村生活污水处理的试点工程，在原有的技术之上开发出了众多的污水处理技术，除传统的集中式污水处理厂外，还有土地处理系统，人工湿地污水处理系统、生物接触氧化槽、生态塘污水处理系统，土壤渗滤污水处理系统。
厌氧沼气池污水处理技术，各种有（无）动力式地埋式（半地埋式、地面式）污水处理设备等新兴的污水处理方式。
农村生活污水处理与利用技术目前缺乏专著、技术规范的参考，农村居民区规模较小，污水排放分散、水质污染浓度较城镇的低、管网收集系统滞后且有些地区收集较为困难，同时多数情况下居民区又具有紧邻耕地、绿化带、林地、低洼地、水塘和废弃地等优点，因此要结合上述进行处理工艺的合理选择。
农村污水处理的思路和技术路线不同于城市污水处理，更适合采用环境生态工程为主、环境工程为辅的技术路线。
因此，在这一技术路线和治理思路指导下，选择一些可能形成农村生活污水处理与资源化利用的工艺技术比较。
本工程范围内处理的进水为分散居民农户的生活污水，要求建设投资省、运行维护简单，且相对独立的工艺，本方案选择适合于本工程的工艺，即一体化污水处理设备，人工湿地处理系统及土壤渗滤污水处理系统进行比选。
2.2各种工艺对比
2.2.1一体化污水处理设备
一体化污水设备和装置较多，形式也多样，主要是针对污水排放量少的工业企业，未截污又缺乏土地的城市或居住较为分散的农村，以及小型的厂矿、医院、宾馆等地方的污水处理方式。
有的装置利用如硅藻土净化水质；有的则是在资料word
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装置内利用动力消解污染成分。
发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型污水处理一体化装置，是国外污水分散处理发展的一种趋势。
日本研究的一体化装置主要采用厌氧—好氧—二沉池组合工艺，近年来开发的膜处理技术、可对BOD和TN进行深度处理。
欧洲许多国家开发了以SBR、5移动床生物膜反应器、生物转盘和滴滤池技术为主，结合化学除磷的小型污水处理集成装置，近年来，我国在集成化小型污水处理装置的开发、研制和应用方面也开始了一些有益的实践，虽然我国许多环保公司开发了许多形式各异的无动力、少动力或低能耗型集成化污水处理装置，但这些装置的实际运行效果尚缺乏系统地信息。
一体化污水处理系统具有如下的优点：
占地小，可埋入地表下。
①全自动控制，不需人员管理。
②无污泥回流。
③操作简单、维护方便。
④噪声低、无异味。
⑤使用寿命长。
⑥本工艺适合于无可利用空闲地、处理程度要求较高的小型分散村落，以及农村宾馆，别墅区的生活污水处理。
处理出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B排放标准。
2.2.2土壤渗滤污水处理系统
地下土壤渗滤法在我国日益受到重视.中科院沈阳应用生态所七五～九五期间的研究和过程示范表明,在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的,且出水能够作为中水回用,其中最典型的实例是处理沈阳工资料word
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业大学学生楼生活污水的中水回用工程.1992年北京市环境保护科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究.清华大学在2000年国家科技部重大专项中,在昆明市呈贡县的农村地区推广应用地下土壤渗滤系统,取得了良好效果.
土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理,以节能、省资源作为指导思想，予以工程化、实用化而创作出的一种新型小规模的污水净化工艺技术。
综合利用土壤—填料—微生物—植物共同作用处理生活污水的复合净化工艺。
该工艺具有以下优点：
⑴整个处理装置放在地下，故不损害景观，不占用地表面积。
⑵净化出水水质良好、稳定、可用于农业灌溉。
⑶对进水负荷的变化适应性强，能耐受冲击负荷。
⑷不受外界气温影响,或影响很小.
⑸不易堵塞
⑹在去除BOD同时,能去除氨、磷。
⑺建设容易，维护简便，基建投资少，运行费用低。
⑻污泥产生少，污泥处置或处理费用低
⑼不污染地下水等。
在日本，这种技术正方兴未艾，迄今已兴建了20000余套此类净化设施。
在美国，据统计农村及零星分散建造的家庭住宅有36%采用了土壤渗滤沟系统。
前苏联也曾组织了一些科研、设计和建筑单位对开发、应用此类小型净化构筑物作了大量工作，在制定工艺流程、净化方法、构筑物或是设施以及泵站等方面完成了系列工作，做到了定型化、系列化、并制定了相应的技术规范。
2.2.3人工湿地污水处理技术
美国联邦管理机构曾这样定义“湿地”的概念，认为湿地就是那些经常或资料word
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维持被地表水或地下水淹没饱和，在一般情况下，被饱和的土地适合用于特有生物普遍生长的区域。
所谓“人工湿地”是指在人工模拟天然条件下，建造一个不透水层、使挺水植物生长在一个处于饱和状态基质上的一个湿地系统。
人工湿地（ConstructedWetlands）处理系统源于对自然湿地的模拟，它利用自然生态系统中植物、基质和微生物三者的协同作用来实现水质的净化作用。
湿地系统是由按一定级配充填的基质/填料（石等）组成，并在床表种植经筛选具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观确具有经济价值的植物（芦苇等），构成独特的动植物生态系统。
当水通过系统时，经过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用，使水质得到净化。
当基质为碎石或沙石材料时，这类人工湿地有较好的去除有机污染物的能力，但脱氮除磷的能力较低，。
以土壤为基质的下行流垂直天壤湿地，以土壤为基质或以有脱氮除磷能力的复合基质为填料的人工湿地具有很好的去除N、P的效果，通常N去除率≧85%，P去除率≧95%，该技术在西欧、北美、澳大利亚和新西兰等国家得到了广泛应用。
人工湿地适宜处理污染浓度或负荷较低的污水,其处理污染负荷一般低于传统二级生物处理法,但COD、BOD、N、P病原菌去除率高于传统二级生物处理法，处理出水水质更优且稳定。
人工湿地系统具有如下特点：
建造和运行费用远低于传统污水处理厂。
①易于维护，技术含量低。
②可进行有效可靠的污水处理。
③能耐受水力和污染负荷的冲击。
④可直接或间接提供效益，如造纸原料、绿化、野生动物栖息、娱乐和教⑤育。
荷兰、北美等对湿地的大规模应用始于二十世纪六十年代，我国在“七五”资料word
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期间开始人工湿地的研究，人工湿地系统作为一种充分利用天然净化处理能力的污水处理技术得到越来越多的关注。
2.3方案选择
农村村镇生活污水有以下特征和处理要求：
⑴村镇人口较少，分布广而且分散，生活污水水质、水量波动性大，排水管网很不健全。
⑵村镇经济力量薄弱，因此污水处理应充分考虑造价低，运行费用少、低能耗或无能耗的工艺。
⑶村镇缺乏污水处理专业人员，所选工艺应运行管理简单，维护方便。
人工湿地系统与其它处理技术相比具有高效率、低投资、低运行费、低维护技术、低能耗等优点，且床体填充改良后的土壤，便于就地取材，因此人工湿地处理系统更适用于本工程。
资料word
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人工湿地处理系统第三章.
概述3.1
污泥有将污水、人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，主污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，控制的投配到经人工建造的湿地上，要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。
其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
人工湿地生态处理
人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环
再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。
3.2特点
人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运
行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。
人工湿地处理系统可以分为以下几种类型：
自由水面人工湿地处理系统；①人工潜流湿地处理系统。
②垂直水流型人工湿地处理系统。
③资料word
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3.3人工合成湿地类型地表流人工湿地3.3.1
表面流湿地与地表漫流土地处理系统非常相似，不同的是：
）在表面流湿地系统中，四周筑有一定高度的围墙，维持一定的水层厚（130cm）；度（一般为10~）湿地中种植挺水型植物（如芦苇等）。
（2向湿地表面布水，水流在湿地表面呈推流式前进，在流动过程中，与土壤、
植物及植物根部的生物膜接触，通过物理、化学以及生物反应，污水得到净化，并在终端流出。
3.3.2潜流式人工合成湿地人工湿地的核心技术是潜流式湿地。
一般由两级湿地串联，处理单元并联组
成。
湿地中根据处理污染物的不同而填有不同介质，种植不同种类的净化植物。
对化学和生物的途径共同完成系统的净化，水通过基质、植物和微生物的物理、、藻类、石油类等有显著的去除效率；此外该工艺独有TNTP、TSS、、CODBOD、、石油类的去除明显TP、的流态和结构形成的良好的硝化与反硝化功能区对TN资料word
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植物的培植与活性酶体介质系统、优于其他处理方式。
主要包括内部构造系统、搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、冬季运行技术。
潜流式人工合成湿地的形式分为垂直流潜流式人工湿地和水平流潜流式人
工湿地。
利用湿地中不同流态特点净化进水。
经过潜流式湿地净化后的河水可达到地表水Ⅲ类标准，再通过排水系统排放。
3.3.3垂直流潜流式人工湿地：
在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次
经过不同的专利介质层，达到净化的目的。
垂直流潜流式湿地具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景观规划使用。
3.3.4水平流潜流式人工湿地：
是潜流式湿地的另一种形式，污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依
次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到净化目的。
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3.3.5沟渠型人工湿地：
主要对雨水等面源污染沟渠型湿地床包括植物系统、介质系统、收集系统。
进行收集处理，通过过滤、吸附、生化达到净化雨水及污水的目的。
是小流域水质治理、保护的有效手段3.4污染物去除机理的去除主要靠微生物吸附和代谢过滤作用，BODSS的去除主要靠物理沉淀、5浓度很因此可以使处理后水中残余的BOD作用，代谢产物均为无害的稳定物质，基本相同。
低。
污水中COD去除的原理与BOD去除人工湿地主要利用生物脱氮及植物吸收方法。
N、P
对污染物的去除与影响物理沉淀可沉淀固体在湿地中重力沉降去作用机理：
通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固除、过滤，利用悬浮的底泥和寄生于植物上的细菌的代化学微生物代谢：
体被阻截而去除；反硝化作用-谢作用将悬浮物、胶体、可溶性固体分解成无机物；通过生物硝化自然植物利用氧化并经阻截或结合而被去除。
去除氮；部分微量元素被微生物、植物植物代谢利用死亡：
细菌和病毒处于不适宜环境中会引起自然衰败及死亡，植物根系分泌物对大肠杆菌和病原体有灭活作用植植物对有机物的吸收而去除，每年收割一物吸收相当数量的氮和磷能被植物吸收而去除，多年生沼泽生植物，次，可将氮、磷吸收、合成后分移出人工湿地系统。
湿地基质的过滤吸附作用3.4.1.
污水进入湿地系统，污水中的固体颗粒与基质颗粒之间会发生作用，水流中
在的固体颗粒直接碰到基质颗粒表面被拦截。
水中颗粒迁移到基质颗粒表面时，被粘范德华力和静电力作用下以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，附与基质颗粒上，也可能因为存在絮凝颗粒的架桥作用而被吸附。
床体很多区域内基质形成土壤胶由于湿地床体长时间处于浸水状态，此外，
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体，土壤胶体本身具有极大的吸附性能，也能够截留和吸附进水中的悬浮颗粒。
物理过滤和吸附作用是湿地系统对污水中的污染物进行拦截从而达到净化
污水的目的的重要途径之一。
湿地植物的作用3.4.2.
植物是人工湿地的重要组成部分。
人工湿地根据主要植物优势种的不同，被
沉水植物人工挺水植物人工湿地，分为浮水植物人工湿地，浮叶植物人工湿地，湿地等不同类型。
湿地中的植物对于湿地净化污水的作用能起到极重要的影响。
具有分解和转化有机物首先，湿地植物和所有进行光合自养的有机体一样，
能直接从污水中吸收可利用的营养和其他物质的能力。
植物通过吸收同化作用，硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用如水体中的氮和磷等。
水中的铵盐、物质，被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体。
植物的根茎叶都有植物的根系能吸附和富集重金属和有毒有害物质。
其次，沉水在不同的植物种类中，吸收富集重金属的作用，其中根部的吸收能力最强。
根系密集发达交织在一起的植物亦能对固体颗粒起到拦截植物的吸附能力较强。
吸附作用。
植物的根系是微生物再次，植物为微生物的吸附生长提供了更大的表面积。
植物根际的微生物数量比非根附着和繁殖的场所。
相关文献表明，重要的栖息、际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。
最后，植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。
湿地植物在控制水质污染，由此可见，降解有害物质上也起到了重要的作用。
3.4.3.微生物的消解作用
湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。
好氧微生物通过呼吸
作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分资料word
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解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。
通过这一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。
此外，湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。
3.5人工湿地的优缺点
人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统，具有如下优点:
①建造和运行费用便宜
②易于维护,技术含量低
③可进行有效可靠的废水处理
④可缓冲对水力和污染负荷的冲击
⑤可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。
但也有不足
①占地面积大
②易受病虫害影响
③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，设计运行参数不精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。
另外，据已有数据,当上下表面植物密度增大时,人工湿地系统处理效率提高,在达到其最优效率时,需2~3个生长周期，所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。
因此，目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。
总的来说,人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式，特别是它充资料word
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分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益，因此具有较高的环境效益、经济效益及社会效益,比较适合于处理水量不大、水质变化不很大、管理水平不很高的城镇污水,如我国农村中、小城镇的污水处理。
人工湿地作为一种处理污水的新技术有待于进一步改良，有必要更细致地研究不同地区特征和运行数据以便在将来的建设中提供更合理的参数。
3.6植被选择
3.6.1选用原则
（1）植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能；
筛选净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多困难。
一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。
（2）植物具有很强的生命力和旺盛的生长势；
①抗冻、抗热能力
②抗病虫害能力③对周围环境的适应能力3）所引种的植物必须具有较强的耐污染能力；（主要是靠附着生长在根区表面及附近TP?
TN?
?
水生植物对污水中的BOD5COD的微生物去除的，因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植物。
）植物的年生长期长（4人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。
所选择的植物将不对当地的生态环境构成威胁，具有生态安全性；（5）6）具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。
（可以考虑其综合利用由于所处理的污水不含有毒、有害成分,植物选择配置：
3.6.2
3.6.2.1根据植物类型分析漂浮植物1）（漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。
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根据对这些植物的植物学特性进行分析，发现它们具有以下几个特点：
①生命力强，对环境适应性好，根系发达；
②生物量大，生长迅速；
③具有季节性休眠现象，如冬季休眠或死亡的水葫芦、大薸、水蕹菜，夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。
生长的旺盛季节主要集中在每年的3-10月或9月-次年5月；
④生育周期短，主要以营养生长为主，对N的需求量最高。
由于漂浮植物具有上述的植物学特性，因此，在进行人工湿地植物配置的时候我们必须充分考虑它们各自的优点：
①由于这类植物的环境适应能力强，因此在进行植物配置时应当作地方优势品种予以优先考虑；
②人工湿地系统中，水体中养分的去除主要依靠植物的吸收利用，因此，生物量大、根系发达、年生育周期多和吸收能力好的植物成为我们选择的目标；
③利用植物季节性休眠特性，我们可以给予正确的植物搭配，如冬季低温时配置水芹菜而夏季高温时则配置水葫芦、大薸等适宜高温生长的植物，以避免因植物品种选择搭配单一而出现季节性的功能失调现象；
④由于这类植物以营养生长为主，对N的吸收利用率要高，因此，在进行植物配置时应重视其对N的吸收利用效果，可作为N去除的优势植物而加以利用，从而提高系统对N的去除效果。
（2）根茎、球茎及种子植物
这类植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。
它们或具有发达的地下根茎或块根，或能产生大量的种子果实，多为季节性休眠植物类型，一般是冬季枯萎春季萌发，生长季节主要集中在4-9月。
根茎、球茎、种子类植物具有以下特点：
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