人工濕地污水處理技術(shù)及應(yīng)用前景分析

張璐

摘 要：人工濕地是由人工打造的生態(tài)系統(tǒng)，其可以作為一種新型污水處理技術(shù)來對(duì)生活污水和工業(yè)廢水進(jìn)行有效處理，人工濕地在處理污水過程中主要是將物理方法、化學(xué)方法和生物方法有效結(jié)合，具有低能耗、高效的特點(diǎn)。文中從人工濕地污水處理技術(shù)概述入手，分析了人工濕地去污原理，并進(jìn)一步對(duì)人工濕地污水處理技術(shù)在我國的應(yīng)用進(jìn)行了具體闡述。

關(guān)鍵詞：人工濕地；污水處理技術(shù)；類型；去污原理；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）25-0156-02

前言

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，近年來我國水體呈現(xiàn)出嚴(yán)重污染的態(tài)勢，特別是水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，不僅破壞了水體的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而且還打破了水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡，導(dǎo)致水體中藻類瘋長，水體功能不斷弱化，對(duì)人和水生動(dòng)物的生存和發(fā)展帶來了嚴(yán)重威脅。這也使人們加大了對(duì)生活污水和工業(yè)廢水深度處理的研究力度。當(dāng)前人工濕地污水處理技術(shù)在深度處理生活污水和工業(yè)廢水方向的應(yīng)用是生物治理的重要研究內(nèi)容，而且取得了一定的成效。人工濕地在對(duì)污水處理方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

1 人工濕地污水處理技術(shù)概述

人工濕地是模擬自然濕地由人工建造和控制，并以人工濕地填料作為基礎(chǔ)，種植特定濕地植物，從而形成人工濕地生態(tài)系統(tǒng)。因此可以充分的利用人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中的化學(xué)作用、物理作用和生物作用來對(duì)污水中的營養(yǎng)物質(zhì)和有害污染物進(jìn)行吸收分解，實(shí)現(xiàn)污水的高效凈化。而且利用人工濕地來對(duì)污水進(jìn)行深放處理，可以充分的發(fā)揮出資源的生產(chǎn)潛力，防范環(huán)境的二次污染，對(duì)于一些污水處理量不大及管理水平不高的城市非常適合，能夠有效的解決這類城市存在的生態(tài)問題。

當(dāng)前人工濕地可以分為幾大類，具體包括表流人工濕地、潛流人工濕地、垂直流人工濕地。表流人工濕地主要特點(diǎn)是水位線處于地面以上，在水里種植植被，而且植被沒出水位線，在這種類型的人工濕地中，由于污水僅在基層表面流過，因此對(duì)N、P的去除率處于較低水平。潛流人工濕地中由于水位在地面以下，水流通過基質(zhì)透入到床底。這種情況下，污水通過基質(zhì)，能夠與生長在基質(zhì)表面的微生物充分進(jìn)行接觸，有效的提高了污染物的去除率。而且污水處于地表下進(jìn)行流動(dòng)，衛(wèi)生條件相對(duì)較好，這種濕地處理系統(tǒng)具有非常好的應(yīng)用前景。垂直流濕地中，污水會(huì)隨著水流垂直流動(dòng)，通過濕地后，會(huì)流入到出水端底部的集水管，并排出系統(tǒng)，相較于其他兩種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要較高的基建水平，在實(shí)踐中應(yīng)用相對(duì)較少。

2 人工濕地去污原理分析

2.1 人工濕地凈化污水的原理

人工濕地對(duì)污水進(jìn)行深度處理時(shí)，其主要是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物三重作用來實(shí)現(xiàn)凈化污水的效能。因此濕地系統(tǒng)要求的洼地不僅要具有一定的長度比例，同時(shí)底面還有一定的坡度，利用土壤和填料混合來作為填料床，凈化過程中污水會(huì)流動(dòng)于床體的填料縫隙中，或是在床體表面流動(dòng)。還要根據(jù)基質(zhì)填實(shí)的材質(zhì)和粒徑配比來選擇適宜的凈水植物進(jìn)行種植，從而將其打造成為一個(gè)獨(dú)立的動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境，污水經(jīng)過濕地系統(tǒng)后，經(jīng)過了沉積、過濾、吸附和分解等作用達(dá)到凈化的效果，從而完成濕地對(duì)污水的有效處理。

2.2 人工濕地污水處理技術(shù)的去污機(jī)理

2.2.1 對(duì)COD和BOD的去除機(jī)理。在去除污水中的有機(jī)污染物時(shí)，可以利用潛流型人工濕地較強(qiáng)的降解能力，達(dá)到良好的降解效果。同時(shí)利用植物根系中生物膜的吸收和代謝來分解可溶性有機(jī)物。

2.2.2 對(duì)氮的去除機(jī)理。在污水的氮去除過程中，主要是利用人工濕地中植物吸附功能和離子交換作用，更好的發(fā)揮微生物的硝化功效和反硝化作用來實(shí)現(xiàn)去除氮的目的。在濕地系統(tǒng)中，植物能夠向根部輸送氧氣，以此來在濕地內(nèi)部產(chǎn)生連續(xù)的缺氧、厭氧和好氧的狀態(tài)，以此來形成諸多串聯(lián)或并聯(lián)的處理單元，并同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化操作，不僅能夠有效的去除氮，而且對(duì)復(fù)雜的有機(jī)物也能夠達(dá)到有效的降解目的。

2.2.3 磷的去除機(jī)理。利用人工濕地去除磷過程中，主要是通過植物、微生物及填料床三者的協(xié)同作用共同達(dá)到去除磷的目的。這其中吸附與化學(xué)沉淀發(fā)揮出非常重要的作用。在濕地系統(tǒng)中去除磷過程中會(huì)受到較多因素的影響，這其中植物對(duì)于污水中可溶性磷酸鹽的去除發(fā)揮著重要的作用，主要是發(fā)揮植物的吸收和同化作用，將其合成為相應(yīng)的有機(jī)成分，通過收割植物來達(dá)到去除磷的目的。

2.2.4 重金屬的去除機(jī)理。利用人工濕地去除重金屬過程中，主要是依賴于植物的吸收、微生物的富集、基質(zhì)的吸附沉淀等來達(dá)到去除的目的。而且在具體操作過程中，還需要設(shè)置必要的前處理和后處理設(shè)施，與人工濕地一起共同構(gòu)成人工濕地污水處理系統(tǒng)。

3 人工濕地污水處理技術(shù)在我國的應(yīng)用

3.1 人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

利用人工濕地來對(duì)污水進(jìn)行處理，不僅工程建造具有較好的經(jīng)濟(jì)性，而且設(shè)備維護(hù)更為簡單，相較于普通污水處理廠的成本，人工濕地污水處理系統(tǒng)建設(shè)成本和運(yùn)營成本僅為其百分之十左右，因此具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益，可以大面積進(jìn)行推廣使用。

在當(dāng)前人工濕地污水處理系統(tǒng)中，其組成主要為人工基質(zhì)及水生植物，這其中人工基質(zhì)能夠選擇的范圍較大，許多材料都能夠作為填料，但不同的填料組成的基質(zhì)其去污能力也存在一定的差異，因此在選料時(shí)，需要針對(duì)污染物種類和性質(zhì)來選擇適宜的填料組織，以便于達(dá)到良好的污水處理效果。在人工濕地污水處理系統(tǒng)中，水生植物種類具有多樣性特點(diǎn)，不同的水生植物對(duì)污染物凈化能力也不相同，因此要選擇適宜的水生植物，從而提升濕地對(duì)污水的凈化能力。

利用人工濕地處理污水過程中，當(dāng)進(jìn)水濃度處于較低水平時(shí)，其對(duì)COD、氮、磷、農(nóng)藥及重金屬的去除率都達(dá)到了較高的水平，優(yōu)于傳統(tǒng)的污水處理工藝，具有較強(qiáng)的去污能力。

3.2 人工濕地污水處理技術(shù)的不足endprint

相較于傳統(tǒng)污水處理工藝，利用人工濕地來對(duì)污水處理具有較多的優(yōu)勢。但由于人工濕地處理污水機(jī)理具有一定的特殊性，在具體污水處理過程中容易受到氣候環(huán)境變化的影響，特別是在我國北方地區(qū)，冬季會(huì)對(duì)濕地污水處理功能帶來較大的限制。而且在人工濕地污水處理過程中，其主要是儲(chǔ)存于自身系統(tǒng)來完成去污凈化，隨著重金屬及有機(jī)物的不斷累積，會(huì)有大量微生物繁殖生長，這種情況下一旦維護(hù)操作不合理，則會(huì)導(dǎo)致淤積問題發(fā)生，降低水體的傳導(dǎo)性和處理效用。同時(shí)還要定期對(duì)基質(zhì)進(jìn)行去污處理，避免水體中基質(zhì)飽和情況下失去去污能力。

3.3 人工濕地污水處理系統(tǒng)的工藝流程

人工濕地污水處理系統(tǒng)由預(yù)處理單元和人工濕地單元組成。通過合理設(shè)計(jì)，可將BOD5、SS、營養(yǎng)鹽、原生動(dòng)物、金屬離子和其他物質(zhì)處理達(dá)到二級(jí)和高級(jí)處理水平。預(yù)處理的目的主要是減少污水中的懸浮物，防止?jié)竦靥盍隙氯_保人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加濕地處理壽命和處理能力。其設(shè)施包括格柵、沉砂池、沉淀池。人工濕地系統(tǒng)一般工藝流程如下：污水→格柵→沉砂池→沉淀池→人工濕地→出水。

3.4 人工濕地在我國的應(yīng)用前景

利用人工濕地對(duì)污水處理，作為一種全新的污水處理方式，無論是從投資，還是從日常運(yùn)行費(fèi)用方面考慮，其都具有非常好的經(jīng)濟(jì)性，可謂是集環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益于一體。但基于當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，當(dāng)前利用人工濕地來處理污水過程中二級(jí)處理工藝和三級(jí)處理工藝的普及和推廣還存在較大的難度。雖然我國地域遼闊能夠有效解決人工濕地占地面積大的問題，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，還應(yīng)該盡量的節(jié)約土地，盡可能的選擇荒廢的地段來建設(shè)人工濕地。同時(shí)還要與當(dāng)?shù)貙?shí)際情況有效結(jié)合，選擇適宜的濕地系統(tǒng)和適宜的植物。充分的吸取和借鑒其他國家的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)，從而使人工濕地能夠更好的服務(wù)于我國的污水處理事業(yè)。

4 結(jié)束語

利用人工濕地來對(duì)污水進(jìn)行處理，相較于傳統(tǒng)污水處理工藝，無論是工程造價(jià)、運(yùn)營成本還是去污效果都具有較大的優(yōu)勢。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于還受到諸多因素的影響，因此各地需要針對(duì)自身的實(shí)際情況，合理發(fā)展和應(yīng)用人工濕地污水處理技術(shù)，確保達(dá)到良好的污水去除效果，更好的推動(dòng)我國污水處理事業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜娟娟，李榮峰，李揚(yáng)，等.人工濕地污水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].山西水利科技，2015（02）.

[2]梁大山.人工濕地污水處理技術(shù)機(jī)理與發(fā)展展望[J].中國科技博覽，2015（21）.

[3]王中華，項(xiàng)學(xué)敏，周集體.人工濕地污水處理技術(shù)及其在我國中小城鎮(zhèn)的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理，2009，29（12）.

[4]黃健，杜少文.人工濕地技術(shù)及其在我國北方地區(qū)的研究進(jìn)展[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，40（11）.endprint