人工濕地污水處理技術綜述

■　李廷超　王詠

（東北師范大學吉林長春130117）

人工濕地污水處理技術綜述

■李廷超王詠

（東北師范大學吉林長春130117）

隨著生活水平的提高,人們對生態(tài)環(huán)境保護越來越重視，人工濕地污水處理技術是近幾年快速發(fā)展的一種污水處理技術，具有污水處理效果高、建設成本低等特點，對此，本文對人工濕地污水處理技術的凈化機理、去污效果、發(fā)展現(xiàn)狀等進行了詳細分析。

人工濕地污水處理機理

0　前言

濕地是地球的重要生態(tài)系統(tǒng)之一，具有調(diào)節(jié)氣候、調(diào)蓄水量、凈化污水等作用。人工濕地是通過人工構(gòu)建的一種與沼澤地相似的地面。人工濕地污水處理技術是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理作用、化學作用、生物作用對污染物進行過濾、吸附、分解，達到污水處理的目的。

1　人工濕地的概述

1.1人工濕地的定義

人工濕地是指人工構(gòu)建的一種與沼澤地相似的地面，美國Hammer博士認為，人工濕地是為了人類方便利用，對自然濕地進行模擬，人為的設計出由植物、動物、水體、基質(zhì)組成的復合體。在人工濕地中，可以通過進水方式、植物、填料等優(yōu)化配置，來提高人工濕地系統(tǒng)中的物理作用、化學作用、生物作用，從而更好的去除污水中的污染物，達到凈化水質(zhì)的目的。

1.2人工濕地的特點

根據(jù)水流的形式，可以將人工濕地分為自由表面流濕地、潛流人工濕地、垂直流人工濕地。

（1）自由表面流濕地，這種濕地和自然濕地十分貼近，污水緩慢的通過濕地，大部分有機物會被水下植物所吸收。其特點是操作簡單、投資費用低、運行成本少，但是污水處理效果比較差，整個系統(tǒng)容易受到氣候的影響。（2）潛流人工濕地，在這種濕地中，污水會從濕地的一端水平的流過填料床，填料表面的生物膜、植物、表層土等會充分吸收污水中的污染物，從而達到去污的效果。這種濕地的特點是水力符合比較大，能有效地去除污水中的SS、COD、重金屬等污染物，同時這種濕地不會受到氣溫的影響，很少滋生惡臭，但這種濕地的控制比較繁雜。（3）垂直流人工濕地，在垂直流人工濕地中，污水主要從濕地的表面縱向流向不飽和的填料床底，污染物被填料所吸收。這種濕地在處理氨氮污水過程中，有良好效果，但處理有機物的能力比較差，同時建造要求比較高，控制相對比較復雜。

2　人工濕地污水處理凈化機理

2.1污染物去除機理

在人工濕地中，主要是由水生濕生植物、微生物、基質(zhì)、水體等幾部分組成，對于污水處理，人工濕地的污染物去除機理十分復雜，但是一般情況下，會將物理作用、化學作用、生物作用等三者的協(xié)同作用當做是人工濕地的污染物去除機理。

2.2微生物凈化機理

在人工濕地系統(tǒng)中，微生物發(fā)揮著十分重要的作用，人工濕地中的生物化學反應大多是在微生物的作用下進行的。在人工濕地系統(tǒng)中，微生物的種類很多，并且數(shù)量也很多，同時，不同的人工濕地系統(tǒng)具有不同的優(yōu)勢菌屬。微生物體內(nèi)有大量的降解質(zhì)粒，能有效地降解污水中的有機物及其他有害物質(zhì)。

2.3濕地基質(zhì)凈化機理

對于人工濕地系統(tǒng)的基質(zhì)，主要是由砂、卵石、土壤等組成，受自然環(huán)境及氣候的影響，濕地基質(zhì)的凈化能力也有所不同。一般而言，在人工濕地中，基質(zhì)中的植物根系、微生物、有機膠體等會通過吸收轉(zhuǎn)換功能、降解作用、吸收作用、離子交換作用等去除污染物。此外，還有一些基質(zhì)也有助于污染物的吸附，如CaCO3含量多的石灰石有助于磷的去除。

2.4濕地植物凈化機理

在人工濕地系統(tǒng)中，污水進入后，基質(zhì)層和植物根莖會將污水中的懸浮物截流下來，而濕地中的植物可以將廢水中的物質(zhì)當做營養(yǎng)物質(zhì)，供自身成長。同時生長在濕地中的植物對氧有輸送、釋放、擴散等作用，能將空氣中的氧氣輸送到植物根部，而植物根部則會根據(jù)周圍環(huán)境，依次設立厭氧區(qū)、兼氧區(qū)、好氧區(qū)等，這對硝化反應和反硝化反應有極大的幫助。

3　人工濕地去除污染物效果分析

實踐證明，人工濕地污水處理技術要優(yōu)于傳統(tǒng)的污水處理工藝，當進水的濃度較低時，人工濕地能去除85%-95%的BOD5、80%的COD，污水處理后，BOD5的濃能控制在10mg/L，SS的濃度能控制在20mg/L以下。同時，人工濕地污水處理技術對于細菌、農(nóng)藥等的去除率也能達到90%，對Fe、Cu、Zn、Mn等重金屬污染物的去除率也能達到90%以上。但需要注意的是，人工濕地污水處理技術對于氮磷的去除呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，一般情況下，人工濕地污水處理技術對氮磷的去除率為50%-85%，當預處理設施比較齊全，處理面積比較大時，氮磷的去除率可以達到90%以上。

4　人工濕地污水處理技術研究現(xiàn)狀

對于人工濕地污水處理技術的研究，我國起步比較晚，至“七五”期間，我國才正式對人工濕地污水處理技術進行正式研究，我國首先采用人工濕地污水處理技術的是在北京昌平的自由水面流人工濕地，其處理量達到每天500t工業(yè)廢水和生活污水。隨后，各地都開始加強了對人工濕地污水處理技術的研究，近年來，隨著城市的快速發(fā)展，人口數(shù)量逐漸增多，污水排放量也越來越大，當前我國大部分城市都采用傳統(tǒng)的二級活性污泥法進行污水處理，這種污水處理技術需要消耗大量的能量，同時其成本投入還比較高。人工濕地污水處理技術能滿足當前鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的環(huán)境污染問題，特別是在處理企業(yè)污水排放方面，由于當前我國對人工濕地污水處理技術的研究還比較落后，因此，在實際應用中，應該結(jié)合當?shù)氐木唧w情況，進行人工濕地建設，這樣才能全面促進人工濕地污水處理技術的快速發(fā)展。

5　總結(jié)

人工濕地污水處理技術在污水處理方面有明顯的優(yōu)勢，隨著我國對人工濕地污水處理技術研究的深入，人工濕地污水處理技術的應用將會越來越廣泛，特別是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理中。就目前而言，我國在人工濕地污水處理方面的研究還比較落后，這就需要廣大工作者不斷努力，從而推動我國人工濕地污水處理技術的發(fā)展。

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X52[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-358-1

李廷超（1989～），男，碩士研究生，東北師范大學環(huán)境學院環(huán)境科學專業(yè)，研究方向為環(huán)境生物學。