淺談人工濕地污水處理技術(shù)

韓 冬

（黑龍江省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,哈爾濱 150056）

濕地是介于陸地和河水之間的產(chǎn)物，是地球表層的組成部分之一，具有復(fù)合型的生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境有十分重要的作用。

隨著我國(guó)對(duì)濕地了解的不斷加深，我國(guó)對(duì)于濕地的開(kāi)發(fā)和利用也越來(lái)越多，是世界上對(duì)于濕地保護(hù)和利用較好的國(guó)家。在濕地的開(kāi)發(fā)和利用時(shí)應(yīng)注意水污染，如不能有效的防治，則會(huì)給建成后的濕地帶來(lái)一定的問(wèn)題。

1 人工濕地的概念及分類

（1）人工濕地的概念。人工濕地是指由人工建造或控制運(yùn)行的類似于沼澤的地面，將污泥、污水合理加入到人工建造的濕地上，污水和污泥沿一定的方向流動(dòng)，利用植物、微生物、土壤等的物理、化學(xué)、生物的共同作用，對(duì)污水有效處理的綜合系統(tǒng)。

（2）人工濕地的分類。人工濕地按濕地中的植物可分為：沉水植物系統(tǒng)、浮游植物系統(tǒng)和挺水植物系統(tǒng)；按污水在濕地中的水位不同分為：潛流型人工濕地和自由水面人工濕地；按污水在濕地中水流方向不同分為：垂直流人工濕地和水平流人工濕地。

（3）人工濕地植物。人工濕地的植物在濕地系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。按照應(yīng)用的類型可分為：草皮植物、地被植物和觀花植物等；按照生長(zhǎng)環(huán)境可分為：水生生物、沼生生物和濕生植物；人工濕地系統(tǒng)中最常見(jiàn)的植物通常有：蘆葦、荷花和美人蕉等。為更好的發(fā)揮人工濕地處理系統(tǒng)的作用，應(yīng)對(duì)人工濕地內(nèi)種植的植物進(jìn)行合理挑選，適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和污水特征。

2 人工濕地的去污機(jī)理

2.1 人工濕地去除有機(jī)污染物

人工濕地對(duì)于有機(jī)物的去除能力較強(qiáng)。污水中的有機(jī)物可分為溶解性有機(jī)物、不溶性有機(jī)物和顆粒性有機(jī)物。有機(jī)物通過(guò)植物的根系的微生物吸附，經(jīng)過(guò)同化或異化作用后，得到去除。同時(shí)，植物根系對(duì)氧的釋放使污染物被植物和微生物吸收，且可以通過(guò)硝化、反硝化和吸附等作用增大去除率。不溶性有機(jī)物通過(guò)濕地的沉淀、過(guò)濾作用，可以被微生物利用。污水中大部分有機(jī)物被異氧微生物轉(zhuǎn)化為微生物體、二氧化碳和水，通過(guò)定期的基質(zhì)更替和對(duì)植物的更換使有機(jī)體從濕地系統(tǒng)中去除。

2.2 人工濕地去除氮

污水中的氮包括兩種形式：無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮。無(wú)機(jī)氮是指氨氮，硝酸鹽和亞硝酸鹽；有機(jī)氮指的尿素，嘧啶和嘌呤。通過(guò)研究證實(shí)，人工濕地系統(tǒng)對(duì)廢水中氮的去除，主要是通過(guò)過(guò)濾、沉淀、吸收、揮發(fā)和反硝化等方式。人工濕地中的基質(zhì)介質(zhì)可以通過(guò)離子交換、吸收和過(guò)濾等方式對(duì)廢水中的氮進(jìn)行去除。

2.3 人工濕地去除磷

磷在廢水中的存在形式通常為兩種：活性磷和非活性磷。去除人工濕地水中的磷主要是通過(guò)生物吸收、吸附基質(zhì)吸收和微生物累積等方式來(lái)完成的。

2.4 人工濕地去除重金屬

工業(yè)廢水、生活污水和油砂廢水含有重金屬離子較多。人工濕地對(duì)含有重金屬的污水也有一定的去除能力。人工濕地去除水中的重金屬離子主要是通過(guò)土壤膠體顆粒吸附、懸浮顆粒沉降和植物吸收等方式完成對(duì)污水中重金屬的去除。

2.5 人工濕地去除懸浮物

污水中的懸浮物含有大量的污染物，有效的對(duì)懸浮物進(jìn)行處理，會(huì)提高整個(gè)水體的去除效率。人工濕地去除懸浮物是通過(guò)微生物生長(zhǎng)、基質(zhì)過(guò)濾和沉淀等方式完成的。

3 人工濕地污水處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 人工濕地污水處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低。人工濕地污水處理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比，具有建設(shè)成本低，運(yùn)行費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。因此，人工濕地對(duì)我國(guó)的污水進(jìn)行集中處理，相對(duì)傳統(tǒng)工藝可以減少一大部分的資金投入和運(yùn)行費(fèi)用。

（2）人工濕地污水處理系統(tǒng)具有針對(duì)性和多樣性。人工濕地污水處理技術(shù)主要包括人工基質(zhì)和水生植物兩部分。第一部分由土壤和砂礫等組成，不同的基質(zhì)對(duì)污水的處理效果不同。第二部分是通過(guò)植物對(duì)污水進(jìn)行凈化處理，例如蘆葦、美人蕉等植物對(duì)不同水質(zhì)的污水處理效果也是不同的。因此，對(duì)于這兩部分的作用應(yīng)充分了解后，合理的搭配使用才能更加具有針對(duì)性，使污水達(dá)到最佳的處理效果。

（3）綠化環(huán)境。自然濕地和人工濕地內(nèi)種植的各類水生植物可以綠化環(huán)境。當(dāng)人工濕地內(nèi)種植的生物達(dá)到一定的規(guī)模后，相當(dāng)于增加了城市的綠化面積，對(duì)環(huán)境的保護(hù)起到積極作用，且可以成為城市的一個(gè)景觀，作為旅游用途使用。

3.2 人工濕地污水處理技術(shù)的不足

（1）受季節(jié)影響大。人工濕地中種植的水生生物很大程度上決定污水處理效果的好壞，而水生生物的生長(zhǎng)時(shí)具有季節(jié)性的。因此，季節(jié)對(duì)人工濕地處理系統(tǒng)的影響十分明顯，直接決定人工濕地系統(tǒng)能否對(duì)污水有效的處理。另外，在北方地區(qū)，冬季的氣溫較低，會(huì)使人工濕地中的水產(chǎn)生冰凍的現(xiàn)象，這會(huì)直接影響人工濕地的正常運(yùn)行和降低人工濕地對(duì)污水的處理效果。

（2）占地面積大。人工濕地對(duì)污水的處理效果好壞還有一個(gè)重要的因素，那就是人工濕地的占地面積。當(dāng)人工濕地面積越大時(shí)，污水處理的速度和處理效果會(huì)大大提高。當(dāng)人工濕地面積越小時(shí)，污水處理的時(shí)間也會(huì)比原來(lái)長(zhǎng)，造成處理速度慢的情況。

（3）容易出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。人工濕地能夠有效去除水中的污染物，但是隨著人工濕地使用時(shí)間的增長(zhǎng)，會(huì)造成人工濕地的污水中累積大量的污染物，超過(guò)的人工濕地設(shè)計(jì)時(shí)的處理能力和水體自然的凈化能力，造成人工濕地運(yùn)行不正常，無(wú)法有效的對(duì)污水進(jìn)行處理。

4 展望

人工濕地生態(tài)系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用證明，其具有投資少、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，且符合國(guó)家的節(jié)能環(huán)保政策，應(yīng)用前景十分廣闊。目前，我國(guó)對(duì)于人工濕地技術(shù)的研究也越來(lái)越多，希望進(jìn)一步的提高人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水的處理效率，優(yōu)化改良現(xiàn)有的技術(shù)參數(shù)，保證長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。

[1]趙振國(guó)，劉麗.人工濕地污水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].東北水利水電,2011(06).

[2]李川，李秋紅.人工濕地污水處理系統(tǒng)研究[J].甘肅水利水電技術(shù),2009(02).

[3]王淑君，黃章富.論人工濕地污水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(07).

[4]劉恩玲，謝拾冰.人工濕地污水處理技術(shù)應(yīng)用研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(01).