試論人工濕地污水處理技術(shù)在城市生態(tài)建設(shè)中的運(yùn)用

李偉

【摘 要】人工濕地對(duì)污水的處理綜合了物理、化學(xué)和生物的三種方法，具有凈化效果、可塑性強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)便捷等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)城市地理環(huán)境實(shí)際，建設(shè)相對(duì)集中的人工濕地污水處理設(shè)施，對(duì)提高城市污水收集處理率、中水尾水綜合利用、節(jié)約水資源等方面具有良好的成效。本文主要闡述了人工濕地污水處理技術(shù)的概念、優(yōu)勢(shì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)性及可行性，探討了在現(xiàn)代城市生態(tài)文明建設(shè)中應(yīng)如何推動(dòng)該技術(shù)的運(yùn)用，具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】人工濕地；污水處理技術(shù)；優(yōu)勢(shì)；經(jīng)濟(jì)性；可行性

人工濕地污水處理技術(shù)主要是模擬天然濕地的結(jié)構(gòu)，通過(guò)人為的選擇生物種類來(lái)構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)，利用其生態(tài)功能來(lái)處理污水的一項(xiàng)技術(shù)。它可以充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的第二次污染，比較適合于處理水量不大和管理水平不高的城市污水，在一定程度上可解決目前城市發(fā)展所面臨的生態(tài)問(wèn)題，正日益得到人們的關(guān)注。

1.人工濕地污水處理技術(shù)地位和優(yōu)勢(shì)

人工濕地污水處理系統(tǒng)其實(shí)就是生態(tài)學(xué)中的人工濕地系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，生態(tài)系統(tǒng)能流、物流可以得到正常循環(huán)，生物多樣性、人類的環(huán)境和動(dòng)植物的生境均得到了很好的保護(hù)。人工濕地建成后可以節(jié)約水資源和能源消耗，增加城市綠化面積，推動(dòng)城市建設(shè)走可持續(xù)發(fā)展道路，因此人工濕地污水處理技術(shù)在生態(tài)文明建設(shè)中具有舉足輕重的地位。

人工濕地污水處理技術(shù)在生態(tài)文明建設(shè)中優(yōu)勢(shì)明顯，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1.1人工濕地能耗少、維持技術(shù)低

在人工濕地系統(tǒng)中，由于污水沿著基質(zhì)的坡度自然流動(dòng)，基本上不需要機(jī)電設(shè)備，因而對(duì)能源的消耗非常少，可是傳統(tǒng)工藝中的提升泵房和鼓風(fēng)機(jī)房則需要消耗大量的電能。對(duì)于運(yùn)行期間的維護(hù)，人工濕地也簡(jiǎn)單得多，主要是清理渠道及管理作物，普通人員完全可以承擔(dān)，只需個(gè)別專業(yè)人員進(jìn)行定期檢查即可。

1.2顯著的環(huán)境效益

人工濕地的建成和運(yùn)行將起到涵蓄水源、調(diào)節(jié)水量、補(bǔ)充地下水資源的作用，而且處理后的出水還可作為灌溉用水、工業(yè)或城市生活用水的水源，有利于緩解用水緊缺的狀況，促進(jìn)區(qū)域環(huán)境的良性發(fā)展。

1.3生態(tài)與景觀效益

人工濕地系統(tǒng)不僅可以為水禽類提供豐富的食物來(lái)源、繁茂的植物群落，也可以為多種水生生物提供棲息繁殖場(chǎng)所，在增加生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜和穩(wěn)定性、維持自然平衡、調(diào)節(jié)局部氣候中起著非常重要的作用。

2.人工濕地污水處理技術(shù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)性

目前處理大量生活污水的措施只要是采用二級(jí)生化處理工藝，但是這需要龐大的充氧曝氣設(shè)施，大規(guī)模的收集管網(wǎng)來(lái)輔助，而且運(yùn)行起來(lái)往往需要較高的費(fèi)用和管理水平加以維持，其中，較大的缺點(diǎn)就是去除磷、氮等污染物的能力較差，容易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，另外，由于產(chǎn)生的污泥并未找到真正“減量化、資源化”的出路？目前國(guó)內(nèi)大城市，均面臨一個(gè)“污泥圍城”的難題。而人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用則不需要大規(guī)模的收集管網(wǎng)，運(yùn)距的成本也比較低，其建設(shè)成本可由政府或采取BOT模式承擔(dān)，減輕了政府治理水污染資金短缺的問(wèn)題。

人工濕地的土建施工比較簡(jiǎn)單并且基本不需耗能，因而其處理系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用僅為二級(jí)污水處理廠的1/10-1/2，一般每噸污水的處理費(fèi)用僅為0.1-0.2元，基建費(fèi)用分?jǐn)偟矫繃嵨鬯弦矁H為150-800元，是傳統(tǒng)二級(jí)污水處理廠的1/5-1/2?，F(xiàn)今，城市居民繳納的污水處理費(fèi)足以承擔(dān)其必要的維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用。

人工濕地污水處理技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì)是其能夠?qū)⑹芪廴镜乃w處理凈化后作為中水回收，對(duì)于城市生態(tài)建設(shè)來(lái)講，這樣不僅補(bǔ)充了區(qū)域的中水回用，還兼顧了綠化和美化區(qū)域環(huán)境的作用。另外濕地的水生植物還能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，例如席草可以用來(lái)編織草席，蘆葦可用作造紙或編制人造纖維布；同樣的，水生動(dòng)物如魚、蝦等也可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。人工濕地污水處理技術(shù)投資小、可充分利用閑置的荒地、綠地，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.人工濕地污水處理技術(shù)處理城市生活廢水的可行性

城市生活廢水主要含有大量固體懸浮物、可化學(xué)或生物降解的溶解性或膠態(tài)分散有機(jī)物，并且含有大量的氮化合物、磷酸鹽、鉀鈉及重金屬離子等，如果污水不經(jīng)過(guò)處理直接排除，則將導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。人工濕地污水處理技術(shù)可以去除污水中的氮、磷等離子，具體如下：

（1）人工濕地污水處理技術(shù)對(duì)氮的去除主要包括植物吸收、氨的揮發(fā)、介質(zhì)的吸附以及微生物的硝化和反硝化脫氨，濕地中氮的循環(huán)主要是通過(guò)一系列復(fù)雜生物化學(xué)作用方式發(fā)生的，包括直接轉(zhuǎn)化成氮化物和其他礦物質(zhì)結(jié)合起來(lái)。

（2）人工濕地污水處理技術(shù)對(duì)磷的去除主要是通過(guò)基質(zhì)吸附，植物攝取和微生物同化3方面一起進(jìn)行，其中基質(zhì)吸附是最主要的一個(gè)因素，而磷最終從系統(tǒng)個(gè)去除依賴于濕地植物的收割和飽和基質(zhì)的更換。

（3）人工濕地污水處理技術(shù)對(duì)重金屬的去除主要集中在植物對(duì)重金屬的去除作用上，包括植物穩(wěn)定、生物富集和攝取吸收，還可通過(guò)植物揮發(fā)、甲基化等作用達(dá)到目的。

（4）人工濕地對(duì)一些有機(jī)質(zhì)、懸浮物、病原體和非金屬元素也有一定的去除效果。例如，在人工濕地水體的厭氧區(qū)域部分硫離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)后被還原成硫酸根離子，硫酸根離子隨著水流的波動(dòng)在水體表層經(jīng)過(guò)曝氣作用又被氧化成硫單質(zhì)，從系統(tǒng)中去除。

人工濕地系統(tǒng)能全面利用自然中的濕地植物和基質(zhì)的自然凈化能力，并在污水凈化工程中促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，增加綠化面積，并未野生動(dòng)物提供棲息地，有利于生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)許多城市努力爭(zhēng)創(chuàng)生態(tài)文明城市的前提下，選擇生態(tài)化的污水處理技術(shù)用于城市生活污水的處理、飲用水源的保護(hù)、綠地公共景觀的建設(shè)便成為一項(xiàng)重要的指標(biāo)。在利用人工濕地處理城市生活廢水的同時(shí)可以美化環(huán)境。為市民和外來(lái)游客創(chuàng)造良好的生態(tài)人居環(huán)境，可以取得顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4.如何推動(dòng)人工濕地污水處理技術(shù)的運(yùn)用

首先根據(jù)城市的功能區(qū)劃，結(jié)合地理?xiàng)l件和區(qū)域?qū)嶋H，規(guī)劃設(shè)計(jì)相對(duì)集中的人工濕地污水處理系統(tǒng)，對(duì)規(guī)模、收集區(qū)域、投資、運(yùn)行維護(hù)、回報(bào)等方面進(jìn)行科學(xué)籌劃。之后采用政府投資或BOT項(xiàng)目投資等方式解決項(xiàng)目投入問(wèn)題。人工濕地對(duì)生活污水進(jìn)行處理，能營(yíng)造出一個(gè)綠化美景，經(jīng)人工濕地凈化過(guò)的水，也可以用于灌溉植被、沖洗小區(qū)等，給居民產(chǎn)生許多方便，這樣的結(jié)果是居民所樂(lè)于接受。

對(duì)于較大的人工濕地，還應(yīng)該做好人工濕地的運(yùn)行期管理工作，確保有足夠的專業(yè)人員、充足的管理費(fèi)用來(lái)維護(hù)人工濕地的正常運(yùn)作。其建成后結(jié)合城市發(fā)展實(shí)際，加大對(duì)人工濕地污水處理技術(shù)的科研投入，與科研單位聯(lián)合建立研究基地，將人工濕地打造成污水處理的示范基地，注重污水處理、生態(tài)旅游和環(huán)保教育為一體，推動(dòng)城市環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

與此同時(shí)我們還可以利用濕地污水處理技術(shù)與濕地園林造景技術(shù)建成人工濕地生態(tài)公園，從根本上解決城市市區(qū)景觀單調(diào)的問(wèn)題，另外還能改善水體質(zhì)量，為城市居民提供休憩、娛樂(lè)的場(chǎng)所。利用濕地植被進(jìn)行人工培植，打造一道獨(dú)特的城市風(fēng)景線，開(kāi)發(fā)利用濕地自身的生物學(xué)價(jià)值，為城市生態(tài)文明建設(shè)盡一份力。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，人工濕地污水處理技術(shù)通過(guò)模擬天然（下轉(zhuǎn)第417頁(yè)）（上接第324頁(yè)）濕地的結(jié)構(gòu)達(dá)到污水治理的良好效果，不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，在處理城市生活廢水方面也具有獨(dú)到的可行性，能很大程度地改善當(dāng)前的城市水體污染問(wèn)題，對(duì)城市生態(tài)建設(shè)具有非常重要的推動(dòng)作用。它非常適合中國(guó)建設(shè)節(jié)約型城市的國(guó)情，是創(chuàng)新思維與城市可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合的一個(gè)新舉措，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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