人工濕地污水處理技術(shù)研究

楊美榮

摘要：濕地是由水陸相互作用形成的自然綜合體，同時(shí)也是自然界中具有生物多樣性的生態(tài)景觀，被譽(yù)為“自然之肺”“文明的發(fā)祥地”，我國(guó)是世界上濕地資源最為豐富的國(guó)家之一，其濕地面積僅在加拿大、美國(guó)及俄羅斯之后。近年來過度耗水、任意排放污染物、氣候暖干化等問題嚴(yán)重，使得我國(guó)濕地面積不斷退化，為了有效保護(hù)濕地，各地紛紛建立起濕地自然保護(hù)區(qū)，此舉不僅可保護(hù)自然濕地，同時(shí)還可構(gòu)建人工濕地，為人類造福。本文從不同角度對(duì)人工濕地污水處理技術(shù)進(jìn)行了深入分析與探究。

關(guān)鍵詞：人工濕地;污水處理;持續(xù)發(fā)展

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2020.25.072

1人工濕地的概念

所謂人工濕地實(shí)質(zhì)上指的是一種人工方式建設(shè)形成的濕地系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠形成對(duì)污水、污泥的有效凈化處理，而在該系統(tǒng)之中植物屬于十分重要的組成部分，在人工建設(shè)中需依據(jù)實(shí)際情況構(gòu)建不同類型的植物，這樣才能將人工濕地的作用發(fā)揮出來。依照植物的類型進(jìn)行分類，在建設(shè)的過程中可以建立浮游植物、沉水植物、挺水植物等類型，實(shí)現(xiàn)對(duì)人工濕地系統(tǒng)的全面布局，使不同水位的污水都能夠得到有效凈化。故，在實(shí)際設(shè)計(jì)中可應(yīng)因地制宜、以本土植物為主的原則，在濕地環(huán)境中搭配合適的植物類型，從而最大化發(fā)揮人工濕地的凈化效果。

2優(yōu)勢(shì)與不足之處

人工濕地在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出較多的優(yōu)勢(shì)與不足之處，如在優(yōu)勢(shì)上存在應(yīng)用成本較低、有助于水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，但其存在的缺陷是污水凈化能力較為有限，受氣候環(huán)境的影響較為嚴(yán)重，難以在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出較為理想的效果。

2.1優(yōu)勢(shì)

2.1.1成本較低

與傳統(tǒng)污水處理技術(shù)相比，人工濕地污水技術(shù)在成本上存在較大優(yōu)勢(shì)，與此同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)維護(hù)起來也比較方便，可對(duì)污水進(jìn)行集中處理，有效節(jié)約資源。這項(xiàng)技術(shù)共分成兩部分，分別為人工基質(zhì)與水生植物，前者組成部分包括沙礫與土壤等;后者需以植物為介質(zhì)凈化污水，對(duì)于不同水質(zhì)的污水而言，不同植物的處理效果自然也存在較大差異，因此只有將人工基質(zhì)與水生植物結(jié)合起來，對(duì)其進(jìn)行有效分配，這樣才能達(dá)到更好的人工濕地處理污水技術(shù)，最終達(dá)到最佳的污水凈化效果。

2.1.2保護(hù)環(huán)境

植物在人工濕地中是必不可少的，各類水生植物生長(zhǎng)在濕地中均可起到很好的凈化效果。人工濕地地域達(dá)到了一定程度之后，水生植物也會(huì)生長(zhǎng)至一定規(guī)模，其作用可比做城市中的綠化帶，在環(huán)境保護(hù)方面起到有效作用。城市中的環(huán)境無比嘈雜，植物為在城市中生活的人們提供一方凈土，是一份非常難得的自然資源。

2.2不足

2.2.1超出能力承載

在污水處理工作中，人工濕地起到了重要作用，隨著去污工作的推進(jìn)，由去污造成了大量污染物，但是隨著使用濕地強(qiáng)度的增大，這些污染物的數(shù)量也不斷增多，而設(shè)計(jì)者在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，很難對(duì)多種因素進(jìn)行綜合考慮，一旦污染物數(shù)量超出預(yù)期，那么以后的修補(bǔ)將不能與其相協(xié)調(diào)，從而引發(fā)人工濕地運(yùn)行不暢的問題，這樣不僅不能達(dá)到及時(shí)處理污水的目的，提供時(shí)還會(huì)對(duì)其自身的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展造成影響。

2.2.2節(jié)氣影響

從某種程度上來說，水生植物決定了處理污水的效果，而水生生物是按照季節(jié)性而生長(zhǎng)的，在北方溫度較低的地方，特別是在冬季，水面普遍結(jié)冰，因此濕地亦會(huì)結(jié)冰，這無疑會(huì)對(duì)濕地的運(yùn)行造成不利影響，對(duì)污水處理效果造成不利影響。

3人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用

目前人工濕地污水處理技術(shù)已從最開始處理生活污水逐步拓展至各領(lǐng)域。下面就主要從生活污水、橡膠廢水、養(yǎng)殖廢水及油田廢水等方面對(duì)人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入分析。

3.1生活污水處理

近年來我國(guó)城市化進(jìn)程逐步推進(jìn)，這種情況下城市也隨之產(chǎn)生了大量的生活污水，生活污水排放量也明顯增加。大量操作經(jīng)驗(yàn)顯示，運(yùn)用傳統(tǒng)技術(shù)處理氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的效果不佳，同時(shí)其基建需較大投資，且需較大資金投入到運(yùn)行之中，然而人工濕地技術(shù)的投資較少，運(yùn)行維護(hù)亦比較方便，效果也比較好，為解決好傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題，人工濕地處理技術(shù)為其提供了嶄新的途徑。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)人工濕地處理生活污水已提出了很多方法，這些方法經(jīng)多次測(cè)試目前已投入應(yīng)用。例如，間歇流的運(yùn)用可緩解植物根系釋放氧氣不足的問題，因此可運(yùn)用間歇流人工濕地去除污染物，充分發(fā)揮其處理性能。同時(shí)，大量實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)三級(jí)串聯(lián)垂直流人工濕地今習(xí)慣改進(jìn)后，可對(duì)二級(jí)出水行深度處理，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人工濕地可有效凈化城市生活污水，可有效確保出水水質(zhì)的凈化效果。

3.2養(yǎng)殖廢水處理

牲畜排泄物與沖洗水混合而成的物質(zhì)即為養(yǎng)殖廢水，所以此類廢水中的有機(jī)物、氮磷及高懸浮物含量較高，經(jīng)常會(huì)散發(fā)出很大的臭味，是一種濃度較高的有機(jī)廢水，現(xiàn)采用復(fù)合垂直流人工濕度對(duì)含高濃度氮磷、有機(jī)物的養(yǎng)殖場(chǎng)污水進(jìn)行處理。研究結(jié)果顯示，在硝化反應(yīng)進(jìn)行的過程中，其pH值在逐漸降低，引入部分氧氣之后，循環(huán)出水可延長(zhǎng)污染物附著在植物根系微生物二者接觸的時(shí)間，從而使去除污染物的效果得到提升。

3.3橡膠廢水處理

浮膠顆粒、橡膠乳清、脂肪、糖類、植物蛋白等有機(jī)污染物均存在于橡膠生產(chǎn)廢水之中，在橡膠生產(chǎn)過程中，大量甲酸、氨水被釋放出來，因此廢水之中污染物具有較高含量，如運(yùn)用潛流式人工濕地處理技術(shù)對(duì)橡膠廢水進(jìn)行處理，可對(duì)COD與BOD5等污染物進(jìn)行較好的處理，同時(shí)系統(tǒng)存在較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷性，且出水水質(zhì)亦比較穩(wěn)定。

3.4油田廢水處理

常用于油田廢水處理的技術(shù)有三種：一是超稠油廢水可使用自由表面流蘆葦濕地進(jìn)行處理，經(jīng)處理后，可明顯減小超稠油廢水對(duì)污染造成的污染，同時(shí)亦不會(huì)對(duì)蘆葦生長(zhǎng)造成任何損害;二是煉油廢水可運(yùn)用蘆葦、蒲草與香根草等搭建的人工濕地進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)測(cè)試證明，搭建的人工濕地可于前期對(duì)煉油廢水進(jìn)行有效凈化，其凈化效率較高，特別是對(duì)氨氮等，但其凈化效果亦會(huì)隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)一定程度的下降，最終其程度會(huì)處于較為穩(wěn)定的狀態(tài);三是采油污水可運(yùn)用人工濕地與工廠式生物處理相結(jié)合的方法進(jìn)行處理，目前該項(xiàng)技術(shù)亦已投入應(yīng)用，達(dá)到了非常明顯的凈化效果，并且其系統(tǒng)運(yùn)行亦會(huì)處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)之中。