人工濕地污水處理技術(shù)在城市建設(shè)的應(yīng)用分析

劉崑

[摘要]文章研究研討了人工濕地污水處理技術(shù)的定義，分析了人工濕地污水處理技術(shù)的技術(shù)原理，提供了城市建設(shè)中人工濕地污水處理技術(shù)應(yīng)用的主要類型，提出了城市建設(shè)人工濕地過程中應(yīng)該注意的問題。

[關(guān)鍵詞]污水處理技術(shù)；城市建設(shè)；人工濕地；表流型；潛流型；生態(tài)型

1人工濕地污水處理技術(shù)的定義

人工濕地是為污水處理人為模擬自然濕地建造的一個自然系統(tǒng)，是人為地在有一定長寬比和地面坡度的洼地里將石、砂、土壤、煤渣等一種或幾種介質(zhì)按一定比例構(gòu)成基質(zhì)作為填床料，并有選擇性地植入植物的污水處理生態(tài)系統(tǒng)。通過生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實施對污水的凈化作用。

2人工濕地污水處理技術(shù)的技術(shù)原理

人工基質(zhì)、水生植物和微生物是人工濕地的主要組成部分。人工基質(zhì)為微生物的生長提供穩(wěn)定的依附表面，為水生植物提供載體和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過一些物理和化學(xué)途徑凈化污水；水生植物除直接吸收利用污水中的營養(yǎng)物質(zhì)及吸附、富集一些有毒有害物質(zhì)外，還有輸送氧氣到根區(qū)和維持水力傳輸?shù)淖饔?；微生物的代謝作用是污水中有機污染物降解的主要機制。同時它們相互聯(lián)系、互為因果，形成一個系統(tǒng)。廢水可以在人工基質(zhì)縫隙中流動或在床體的表面流動，并在床的表面種植具有污水處理機能好、成活率高、抗水性能強、生長周期長、美觀及具有經(jīng)濟價值的水生植物。當(dāng)廢水流經(jīng)時，固體物被人工基質(zhì)及植物根系阻攔截留，有機質(zhì)通過生物膜的吸附、同化及異化作用而得以去除。因濕地植物根系對氧的傳遞釋放，濕地床層及其周圍對微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，有利于硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用，達到去除氮和磷的效果，最后通過濕地基質(zhì)的定期更換或植物收割使污染物質(zhì)最終從系統(tǒng)中去除。一般的污水中不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留而被微生物利用；污水中可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程被分解去除。

3城市建設(shè)中人工濕地污水處理技術(shù)應(yīng)用的主要類型

3.1表流型污水處理技術(shù)的應(yīng)用

以污水處理技術(shù)中表流型技術(shù)為核心的人工濕地被稱為表流型人工濕地，在中小城市人工濕地建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用。這一污水處理技術(shù)主要以氣體氧化、水體沉淀、生物凈化為主，通過緩慢的水體漫流實現(xiàn)對污水的處理。表流型污水處理技術(shù)的優(yōu)勢在于效率和成本，可以在中小城市的適應(yīng)區(qū)域迅速實現(xiàn)。但是表流型污水處理技術(shù)也存在缺陷，一方面，受到季節(jié)影響大，夏季降雨、冬季冰凍對污水處理有著直接的影響；另一方面，由于表流型污水處理技術(shù)對污水處理效果不徹底，一般需要鋪設(shè)HDPE膜等防水材料，以起到保護地下水的功能，這使得表流型污水處理出現(xiàn)過大的維護資金壓力。

3.2潛流型污水處理技術(shù)的應(yīng)用

顧名思義潛流型污水處理技術(shù)就是利用水體在多空材料和空心介質(zhì)中的潛流作用實現(xiàn)對污水的處理和凈化。在潛流型人工濕地中往往用鵝卵石、砂石和碎石組成一個或多個潛流池，通過多空隙通道實現(xiàn)隔離與聯(lián)通，在池中栽植各種益生性、功能性植物，進而做到對污水的深層次凈化。潛流型污水處理技術(shù)的優(yōu)勢在于處理效果好，無大量蚊蟲滋生，也沒有惡臭氣體放出，且污水處理的效率高。同時潛流型污水處理技術(shù)也存在建造造價高、維護費用多、氣候影響顯著等劣勢。

3.3生態(tài)型人工濕地的應(yīng)用

生態(tài)型人工濕地是將城市污水處理功能、城市環(huán)境工程統(tǒng)一在人工濕地建設(shè)這一大環(huán)境的系統(tǒng)性工程。由于人工濕地可以利用生物、化學(xué)、物理等一系列功能和作用，這使得人工濕地比傳統(tǒng)污水處理廠的運行成本低50%～70%，并且還有廣泛的生態(tài)效益，例如昆明市在洱海的改造過程中，加入生態(tài)型人工濕地工程建設(shè)，這使得洱海的生態(tài)系統(tǒng)進一步修復(fù)，不但避免了長期泛濫的藻類災(zāi)難，而且優(yōu)化了整個洱海流域的環(huán)境和生態(tài)。

4城市建設(shè)人工濕地過程中應(yīng)該注意的問題

4.1規(guī)劃和投入的問題

當(dāng)前城市建設(shè)中人們已經(jīng)看到了人工濕地的價值和功能，希望通過擴大人工濕地規(guī)劃，加快人工濕地建設(shè)，但是這里存在著投入不足的先天性問題，這會影響到人工濕地建設(shè)速度，同時也會帶來劣質(zhì)和不合格人工濕地工程的出現(xiàn)，不但不能發(fā)揮人工濕地的功能，而且還造成市政建設(shè)嚴(yán)重的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。因此，應(yīng)該采用科學(xué)、高效的策略，合理規(guī)劃人工濕地，確保人工濕地的投入，有步驟、有規(guī)劃、有目的地建設(shè)好城市人工濕地精品工程。

4.2人工濕地淤塞的問題

人工濕地對污水有節(jié)流、阻滯、沉降的作用，長期運行或者是濕地水體流通不暢，會產(chǎn)生填料床面的污泥淤積和栓塞，這不但會影響人工濕地的運行效果，同時也會增加人工濕地的維護與管理費用。因此，要在人工濕地建設(shè)過程中發(fā)揮城市規(guī)劃的職能，不但優(yōu)化人工濕地的填料床結(jié)構(gòu)，加速人工濕地中水體的流動速度，必要時進行人工濕地污水的處理和減排，預(yù)防人工濕地出現(xiàn)淤塞。

4.3人工濕地工程單一性問題

當(dāng)前全國城市看到了人工濕地的優(yōu)勢和長處，特別在北方區(qū)域城市需要人工濕地完成水體凈化、水資源保護、水生態(tài)重建等重要功能。但是在人工濕地興建的熱潮中出現(xiàn)工程“千篇一律”的現(xiàn)象，單一的模式和設(shè)計在人工濕地建設(shè)中普遍存在，導(dǎo)致人工濕地建設(shè)不能適應(yīng)具體城市的具體要求。因此，在人工濕地建設(shè)過程中既要借鑒國內(nèi)的先進理念和經(jīng)驗，同時也要做到人工濕地建設(shè)與自身城市建設(shè)的結(jié)合，要以城市發(fā)展作為出發(fā)點，構(gòu)建起具有生命力、獨特性的人工濕地工程。

5結(jié)論

人工濕地建設(shè)過程中應(yīng)該明確人工濕地的功能、機理和價值，要以城市發(fā)展和城市建設(shè)作為人工濕地建設(shè)的核心，要研討人工濕地與城市發(fā)展的契合點，將人工濕地看作是一個可以發(fā)展、建設(shè)和重構(gòu)的系統(tǒng)，進一步開發(fā)人工濕地在生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟上的價值，更好地發(fā)揮人工濕地的綜合性功能和作用，將人工濕地建設(shè)、城市發(fā)展整合為統(tǒng)一的整體，為城市生活、生產(chǎn)、生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展提供生物資源和生態(tài)工程。

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