淺談人工濕地污水處理技術

韓 冬

（黑龍江省環境監測中心站,哈爾濱 150056）

濕地是介于陸地和河水之間的產物，是地球表層的組成部分之一，具有復合型的生態系統，對調節生態環境有十分重要的作用。

隨著我國對濕地了解的不斷加深，我國對于濕地的開發和利用也越來越多，是世界上對于濕地保護和利用較好的國家。在濕地的開發和利用時應注意水污染，如不能有效的防治，則會給建成后的濕地帶來一定的問題。

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，利用植物、微生物、土壤等的物理、化學、生物的共同作用，對污水有效處理的綜合系統。

（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、浮游植物系統和挺水植物系統；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中起著至關重要的作用。按照應用的類型可分為：草皮植物、地被植物和觀花植物等；按照生長環境可分為：水生生物、沼生生物和濕生植物；人工濕地系統中最常見的植物通常有：蘆葦、荷花和美人蕉等。為更好的發揮人工濕地處理系統的作用，應對人工濕地內種植的植物進行合理挑選，適應當地的氣候條件和污水特征。

2 人工濕地的去污機理

2.1 人工濕地去除有機污染物

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

2.2 人工濕地去除氮

污水中的氮包括兩種形式：無機氮和有機氮。無機氮是指氨氮，硝酸鹽和亞硝酸鹽；有機氮指的尿素，嘧啶和嘌呤。通過研究證實，人工濕地系統對廢水中氮的去除，主要是通過過濾、沉淀、吸收、揮發和反硝化等方式。人工濕地中的基質介質可以通過離子交換、吸收和過濾等方式對廢水中的氮進行去除。

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生物吸收、吸附基質吸收和微生物累積等方式來完成的。

2.4 人工濕地去除重金屬

工業廢水、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，有效的對懸浮物進行處理，會提高整個水體的去除效率。人工濕地去除懸浮物是通過微生物生長、基質過濾和沉淀等方式完成的。

3 人工濕地污水處理技術的優缺點

3.1 人工濕地污水處理技術的優點

（1）運營維護成本低。人工濕地污水處理系統與傳統的污水處理工藝相比，具有建設成本低，運行費和維護費用低的優點。因此，人工濕地對我國的污水進行集中處理，相對傳統工藝可以減少一大部分的資金投入和運行費用。

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

（3）綠化環境。自然濕地和人工濕地內種植的各類水生植物可以綠化環境。當人工濕地內種植的生物達到一定的規模后，相當于增加了城市的綠化面積，對環境的保護起到積極作用，且可以成為城市的一個景觀，作為旅游用途使用。

3.2 人工濕地污水處理技術的不足

（1）受季節影響大。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，而水生生物的生長時具有季節性的。因此，季節對人工濕地處理系統的影響十分明顯，直接決定人工濕地系統能否對污水有效的處理。另外，在北方地區，冬季的氣溫較低，會使人工濕地中的水產生冰凍的現象，這會直接影響人工濕地的正常運行和降低人工濕地對污水的處理效果。

（2）占地面積大。人工濕地對污水的處理效果好壞還有一個重要的因素，那就是人工濕地的占地面積。當人工濕地面積越大時，污水處理的速度和處理效果會大大提高。當人工濕地面積越小時，污水處理的時間也會比原來長，造成處理速度慢的情況。

（3）容易出現飽和現象。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間的增長，會造成人工濕地的污水中累積大量的污染物，超過的人工濕地設計時的處理能力和水體自然的凈化能力，造成人工濕地運行不正常，無法有效的對污水進行處理。

4 展望

人工濕地生態系統在污水處理中的應用證明，其具有投資少、操作簡單、維護方便等優點，且符合國家的節能環保政策，應用前景十分廣闊。目前，我國對于人工濕地技術的研究也越來越多，希望進一步的提高人工濕地系統對污水的處理效率，優化改良現有的技術參數，保證長期運行的可靠性。

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