人工濕地污水處理技術(shù)及應(yīng)用前景分析

張璐

摘 要：人工濕地是由人工打造的生態(tài)系統(tǒng)，其可以作為一種新型污水處理技術(shù)來對生活污水和工業(yè)廢水進行有效處理，人工濕地在處理污水過程中主要是將物理方法、化學(xué)方法和生物方法有效結(jié)合，具有低能耗、高效的特點。文中從人工濕地污水處理技術(shù)概述入手，分析了人工濕地去污原理，并進一步對人工濕地污水處理技術(shù)在我國的應(yīng)用進行了具體闡述。

關(guān)鍵詞：人工濕地；污水處理技術(shù)；類型；去污原理；應(yīng)用

中圖分類號：X703 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0156-02

前言

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，近年來我國水體呈現(xiàn)出嚴(yán)重污染的態(tài)勢，特別是水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，不僅破壞了水體的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而且還打破了水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡，導(dǎo)致水體中藻類瘋長，水體功能不斷弱化，對人和水生動物的生存和發(fā)展帶來了嚴(yán)重威脅。這也使人們加大了對生活污水和工業(yè)廢水深度處理的研究力度。當(dāng)前人工濕地污水處理技術(shù)在深度處理生活污水和工業(yè)廢水方向的應(yīng)用是生物治理的重要研究內(nèi)容，而且取得了一定的成效。人工濕地在對污水處理方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

1 人工濕地污水處理技術(shù)概述

人工濕地是模擬自然濕地由人工建造和控制，并以人工濕地填料作為基礎(chǔ)，種植特定濕地植物，從而形成人工濕地生態(tài)系統(tǒng)。因此可以充分的利用人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中的化學(xué)作用、物理作用和生物作用來對污水中的營養(yǎng)物質(zhì)和有害污染物進行吸收分解，實現(xiàn)污水的高效凈化。而且利用人工濕地來對污水進行深放處理，可以充分的發(fā)揮出資源的生產(chǎn)潛力，防范環(huán)境的二次污染，對于一些污水處理量不大及管理水平不高的城市非常適合，能夠有效的解決這類城市存在的生態(tài)問題。

當(dāng)前人工濕地可以分為幾大類，具體包括表流人工濕地、潛流人工濕地、垂直流人工濕地。表流人工濕地主要特點是水位線處于地面以上，在水里種植植被，而且植被沒出水位線，在這種類型的人工濕地中，由于污水僅在基層表面流過，因此對N、P的去除率處于較低水平。潛流人工濕地中由于水位在地面以下，水流通過基質(zhì)透入到床底。這種情況下，污水通過基質(zhì)，能夠與生長在基質(zhì)表面的微生物充分進行接觸，有效的提高了污染物的去除率。而且污水處于地表下進行流動，衛(wèi)生條件相對較好，這種濕地處理系統(tǒng)具有非常好的應(yīng)用前景。垂直流濕地中，污水會隨著水流垂直流動，通過濕地后，會流入到出水端底部的集水管，并排出系統(tǒng)，相較于其他兩種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要較高的基建水平，在實踐中應(yīng)用相對較少。

2 人工濕地去污原理分析

2.1 人工濕地凈化污水的原理

人工濕地對污水進行深度處理時，其主要是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物三重作用來實現(xiàn)凈化污水的效能。因此濕地系統(tǒng)要求的洼地不僅要具有一定的長度比例，同時底面還有一定的坡度，利用土壤和填料混合來作為填料床，凈化過程中污水會流動于床體的填料縫隙中，或是在床體表面流動。還要根據(jù)基質(zhì)填實的材質(zhì)和粒徑配比來選擇適宜的凈水植物進行種植，從而將其打造成為一個獨立的動植物生態(tài)環(huán)境，污水經(jīng)過濕地系統(tǒng)后，經(jīng)過了沉積、過濾、吸附和分解等作用達到凈化的效果，從而完成濕地對污水的有效處理。

2.2 人工濕地污水處理技術(shù)的去污機理

2.2.1 對COD和BOD的去除機理。在去除污水中的有機污染物時，可以利用潛流型人工濕地較強的降解能力，達到良好的降解效果。同時利用植物根系中生物膜的吸收和代謝來分解可溶性有機物。

2.2.2 對氮的去除機理。在污水的氮去除過程中，主要是利用人工濕地中植物吸附功能和離子交換作用，更好的發(fā)揮微生物的硝化功效和反硝化作用來實現(xiàn)去除氮的目的。在濕地系統(tǒng)中，植物能夠向根部輸送氧氣，以此來在濕地內(nèi)部產(chǎn)生連續(xù)的缺氧、厭氧和好氧的狀態(tài)，以此來形成諸多串聯(lián)或并聯(lián)的處理單元，并同時進行硝化和反硝化操作，不僅能夠有效的去除氮，而且對復(fù)雜的有機物也能夠達到有效的降解目的。

2.2.3 磷的去除機理。利用人工濕地去除磷過程中，主要是通過植物、微生物及填料床三者的協(xié)同作用共同達到去除磷的目的。這其中吸附與化學(xué)沉淀發(fā)揮出非常重要的作用。在濕地系統(tǒng)中去除磷過程中會受到較多因素的影響，這其中植物對于污水中可溶性磷酸鹽的去除發(fā)揮著重要的作用，主要是發(fā)揮植物的吸收和同化作用，將其合成為相應(yīng)的有機成分，通過收割植物來達到去除磷的目的。

2.2.4 重金屬的去除機理。利用人工濕地去除重金屬過程中，主要是依賴于植物的吸收、微生物的富集、基質(zhì)的吸附沉淀等來達到去除的目的。而且在具體操作過程中，還需要設(shè)置必要的前處理和后處理設(shè)施，與人工濕地一起共同構(gòu)成人工濕地污水處理系統(tǒng)。

3 人工濕地污水處理技術(shù)在我國的應(yīng)用

3.1 人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

利用人工濕地來對污水進行處理，不僅工程建造具有較好的經(jīng)濟性，而且設(shè)備維護更為簡單，相較于普通污水處理廠的成本，人工濕地污水處理系統(tǒng)建設(shè)成本和運營成本僅為其百分之十左右，因此具有非常好的經(jīng)濟效益，可以大面積進行推廣使用。

在當(dāng)前人工濕地污水處理系統(tǒng)中，其組成主要為人工基質(zhì)及水生植物，這其中人工基質(zhì)能夠選擇的范圍較大，許多材料都能夠作為填料，但不同的填料組成的基質(zhì)其去污能力也存在一定的差異，因此在選料時，需要針對污染物種類和性質(zhì)來選擇適宜的填料組織，以便于達到良好的污水處理效果。在人工濕地污水處理系統(tǒng)中，水生植物種類具有多樣性特點，不同的水生植物對污染物凈化能力也不相同，因此要選擇適宜的水生植物，從而提升濕地對污水的凈化能力。

利用人工濕地處理污水過程中，當(dāng)進水濃度處于較低水平時，其對COD、氮、磷、農(nóng)藥及重金屬的去除率都達到了較高的水平，優(yōu)于傳統(tǒng)的污水處理工藝，具有較強的去污能力。

3.2 人工濕地污水處理技術(shù)的不足endprint

相較于傳統(tǒng)污水處理工藝，利用人工濕地來對污水處理具有較多的優(yōu)勢。但由于人工濕地處理污水機理具有一定的特殊性，在具體污水處理過程中容易受到氣候環(huán)境變化的影響，特別是在我國北方地區(qū)，冬季會對濕地污水處理功能帶來較大的限制。而且在人工濕地污水處理過程中，其主要是儲存于自身系統(tǒng)來完成去污凈化，隨著重金屬及有機物的不斷累積，會有大量微生物繁殖生長，這種情況下一旦維護操作不合理，則會導(dǎo)致淤積問題發(fā)生，降低水體的傳導(dǎo)性和處理效用。同時還要定期對基質(zhì)進行去污處理，避免水體中基質(zhì)飽和情況下失去去污能力。

3.3 人工濕地污水處理系統(tǒng)的工藝流程

人工濕地污水處理系統(tǒng)由預(yù)處理單元和人工濕地單元組成。通過合理設(shè)計，可將BOD5、SS、營養(yǎng)鹽、原生動物、金屬離子和其他物質(zhì)處理達到二級和高級處理水平。預(yù)處理的目的主要是減少污水中的懸浮物，防止?jié)竦靥盍隙氯?，確保人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加濕地處理壽命和處理能力。其設(shè)施包括格柵、沉砂池、沉淀池。人工濕地系統(tǒng)一般工藝流程如下：污水→格柵→沉砂池→沉淀池→人工濕地→出水。

3.4 人工濕地在我國的應(yīng)用前景

利用人工濕地對污水處理，作為一種全新的污水處理方式，無論是從投資，還是從日常運行費用方面考慮，其都具有非常好的經(jīng)濟性，可謂是集環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益于一體。但基于當(dāng)前我國經(jīng)濟的發(fā)展水平，當(dāng)前利用人工濕地來處理污水過程中二級處理工藝和三級處理工藝的普及和推廣還存在較大的難度。雖然我國地域遼闊能夠有效解決人工濕地占地面積大的問題，但在實際應(yīng)用過程中，還應(yīng)該盡量的節(jié)約土地，盡可能的選擇荒廢的地段來建設(shè)人工濕地。同時還要與當(dāng)?shù)貙嶋H情況有效結(jié)合，選擇適宜的濕地系統(tǒng)和適宜的植物。充分的吸取和借鑒其他國家的成功經(jīng)驗和先進技術(shù)，從而使人工濕地能夠更好的服務(wù)于我國的污水處理事業(yè)。

4 結(jié)束語

利用人工濕地來對污水進行處理，相較于傳統(tǒng)污水處理工藝，無論是工程造價、運營成本還是去污效果都具有較大的優(yōu)勢。但在實際應(yīng)用過程中，由于還受到諸多因素的影響，因此各地需要針對自身的實際情況，合理發(fā)展和應(yīng)用人工濕地污水處理技術(shù)，確保達到良好的污水去除效果，更好的推動我國污水處理事業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

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