淺述人工濕地在我國的應用發展及存在問題

黃天鳳

【摘 要】人工濕地是近幾十年新興的一項污水處理技術。該技術已越來越受到各國的普遍重視，并被廣泛研究、應用。本文主要介紹了人工濕地的概念、分類、特點和構造；并在實地參觀了人工濕地系統和參考了大量文獻資料的基礎上，總結了人工濕地處理技術在我國的發展、應用情況和所存在的問題。

【關鍵詞】人工濕地；應用發展；存在問題

文章編號:ISSN1006—656X(2013)06?-0194-01

一、人工濕地簡述

（一）人工濕地的定義和分類

人工濕地是一種人為建造和監督控制的與自然濕地類似的地面。是人為利用地面的土壤與填料，并有選擇性地在土壤填料中種植植物來進行污水處理的生態系統。人工濕地系統污水處理技術具有投資費用低，環境生態效益高等特點，所以目前正在世界各地廣受重視[1]。人工濕地作為利用自然條件，運行成本較低的污水處理技術，起源于上世紀50年代，1969年和1974年分別在荷蘭和德國建成了第一座表面流人工濕地和潛流人工濕地，目前全球已建有兩萬多座，在世界各國都有應用并已經積累了較豐富的建設和運行經驗[2]。人工濕地根據水流動方式的差異，可分為自由表面流人工濕地、潛流型人工濕地和垂直流人工濕地三種。

（二）人工濕地的特點和構造

人工濕地與傳統的污水處理技術比較，具有投資低、運轉費用低、維護技術要求低、處理效果好等優點。其中不同類型的人工濕地又各具特點：表面流濕地與自然濕地相似，污水在填料表面漫流，絕大部分有機物的降解由位于植物水下莖稈上的生物膜來完成，這種類型未能充分發揮填料和豐富的植物根系的作用，且衛生條件不好；潛流型濕地是水在填料表面下潛流，充分利用整個系統的協同作用，衛生條件較好，占地小，處理效果較好；立式流濕地水流情況綜合了表面流濕地和潛流濕地的特點，但其建造要求高，易滋生蚊蟲[3]。

人工濕地構造一般主要由三部分組成：預處理系統→人工濕地處理系統→后處理系統。隨著人工濕地在我國的發展和深入研究，其構造越來越多地采用復合型人工濕地結構。復合型人工濕地就是將不同水流方式的人工濕地進行改造、結合，綜合不同類型的人工濕地的優點來提高處理污水效果的方式。比如：徐州某學院人工濕地污水處理系統是將該院生、污水及收集的雨水經處理后．利用自然環境特點營造成人工湖，是自然與人文環境的結合[4]。

二、人工濕地在我國的應用發展

我國對人工濕地技術的研究起步較晚，在“七五”期間才開始。1987年天津市環保所建成了我國的第一個蘆葦地工程之后，在1989年和1990年又分別在北京昌平縣和深圳白泥坑等地建成了濕地處理系統示范工程。到目前為止，已經成功運行的還有廣州抽水蓄能電站(管理區和庫區移民區 )污水處理場 、沙田人工濕地污水處理廠和膠南市 人工濕地污水處理廠等[5]。近十幾年來，我國在人工濕地處理技術方面的研究和工程應用上取得了較大的進展，有關的工藝設計資料和應用實例越來越多，人工濕地處理污水的技術在國內逐漸得到推廣應用。

目前，人工濕地技術在我國應用的范圍主要有以下一些方面：（1）作為集中污水處理方式：如深圳的白泥坑人工濕地工程，2008年山東日照市的山海天旅游區的人工濕地工程。目前深圳、沈陽、上海等地已展開積極的設計、規劃工作。（2）處理城鎮污水]：2003年，南京市浦口區湯泉鎮建造了第一個人工濕地系統污水處理廠。（3）作為景觀公園利用：1997年深圳市境科學研究所設計了洪湖公園人工濕地系統水質凈化工程，由于該工程生態效益顯著，已被國家環保總局列為國家重點環境保護實用技術示范工程之一。（4）開始被研究利用于處理農村污水：范建偉等在《加強型生物化糞池／潛流人工濕地處理農村生活污》中的結論是“采用加強型化糞池/潛流人工濕地組合對農村生活污水進行處理。對農村生活污水的處理具有較好的經濟技術適用性?！?/p>

三、人工濕地仍存在的問題

雖然人工濕地處理技術在我國已得到較大的發展和實踐應用，但從目前的一些工程實踐來看該技術也還存在著不少的問題。歸納起來主要有以下這些方面:

1、易發生淤積堵塞，據美國環保局對100多個運行中人工濕地的調查．有將近1／2的濕地系統在投入使用后的5年內形成了堵塞。造成堵塞的原因，鄭姝卉等人認為：一是污水沒有經過預處理直接排入濕地；二是在人工濕地運行的初期植物根系不發達導致去除懸浮物能力較差；三是由于進水水力負荷太大或是洪水暴雨對人工濕地床體的沖擊而造成堵塞。而李雪娟[22]等人則認為堵塞層是由沉降和被過濾的固體顆粒在微生物作用下累積而成，由嵌入在細菌胞外的多聚物、腐殖質組成。對于濕地淤積堵塞問題，目前國外流行的做法是停床休整恢復部分滲透性，國內采用人工翻曬的方法清除堵塞物。預防堵塞要從工藝、填料、植物等的選擇進行考慮，比如選擇多孔質輕且不易板結填料或者定期更換表層填料、選擇根際輸氧能力強、分泌難降解物質少的植物并及時維護、定期收割地上部分。對進水加強預處理、采用適當的操作工藝等。

2、占地面積大，人工濕地凈化的機理與特點使其需要較大的占地面積，一般認為大約是傳統污水處理工藝占地面積的2～3倍左右。這一缺點是人工濕地在大城市被廣泛推廣應用的一大障礙。劉東閣等提議可以采取將工程建設在市郊區域，另外，可采用組合工藝，以提高凈化效率，減少占地面積。然而這一問題對于廣大的農村來說基本上是不存在的；由于農村中地多人少，正是可以利用一些荒蕪的土地來建造濕地進行處理污水。

３、對周圍土壤有滲透的影響。這一問題已引起部分研究人員的注意，不過目前還沒有相關的解決辦法。

四、總結與展望

雖然我國對人工濕地技術的研究較晚，對該技術的認知和應用還只是處于初步，與國外差距較大。但經研究分析，人工濕地投資少、管理簡便、處理效果理想等特點非常適合于我國國情，尤其適合管理水平不高，處理量不多、水質變化不大的城郊和農村。而目前在我國內利用人工濕地處理農村（新農村）生活污水的實踐和相關研究、經驗總結還不多，所以該技術在我國的應用一定具有非常廣闊的前景。相信隨著時間的推移，在眾多科研人員和社會各種力量的共同努力下，該技術將會日漸成熟，造福萬代。

參考文獻：

[1] 錢汪洋,許靜,孫勤芳.淺析人工濕地系統污水處理技術①[J].科技資訊, 2009,17:150.

[2] 周 琪.人工濕地技術在污水處理與水環境保護中的應用及展望[J].給水排水,2009,7(35):1～3.

[3] 成先雄,尹艷芬,張濤等.人工濕地處理贛南新農村生活污水探討[J].農業環境與發展,2009 (1)：53～55.

[4] 馬芳1,靳大勇1 ,郭蓮秀1 等 .人工濕地的研究、應用現狀及前景分析[J]. 現代農業科學, 2009,16(10):69～70.

[５]李雪娟，和樹莊，楊海華.人工濕地堵塞機制及其模型化的研究進展[J].環境科學導刊，2008，27（1）：1～4.

[６]李杰，鐘成華，鄧眷光．人工濕地研究進展[J]．安徽農業科學，2007，35(6)：1778～1780.