人工濕地污水處理技術與應用現狀

李興盼

【摘??要】如今環境治理成為發展中的重要工作之一，污水是重要的治理對象，人工濕地污水處理具有很多優勢，在改善生態環境方面也具有耗資少、操作簡單等優點，并且符合我國國情，因此，勢必會成為未來污水處理的重要方式之一。基于此，本文分析人工濕地污水處理技術，僅供參考。

【關鍵詞】人工濕地理論;污水處理;技術應用

引言

為有效緩解生態環境惡化，我國采取了各類環保措施，人工濕地污水處理技術作為其中一項內容，取得了顯著成效，并且具有操作簡單、投資較少等特點，得到了社會各界的廣泛認可。

1人工濕地理論概述

1.1人工濕地

人工濕地是由人工建造、具有自然濕地凈化功效并可以人工強化控制，是一種集物理、化學和生化反應于一體的污水處理體系，是通過鋪設人工介質、種植植物和微生物培養，利用三者之間的物理、化學和微生物的協同作用，在一定程度上模擬自然濕地的生態工程系統。表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直流人工濕地是根據水流形態定義的三種類型的人工濕地，兩個或者更多類型的人工濕地可以組成復合人工濕地系統，這種系統被認為是一個比較新型而且去除效率穩定的人工濕地。

1.2發展情況

人工濕地污水處理系統起源于德國，在西方發達國家已有廣泛應用，主要利用了物質循環、物種共生的原理，在結構與功能上相互協調，促進生態系統中物質的良性循環，充分發揮物質再生的潛質，防止環境二次污染，是一種良性的污水處理方式。我國直到1987年才真正建立起第一個人工濕地污水處理基地，之后對該污水處理系統進行了跟蹤研究，并取得一定進展，實踐表明，對于管理水平不高、水量不大的城鎮及農村較分散的污水處理都是十分可行的。目前已有發達國家將人工濕地污水處理技術運用到特殊工業廢水方面，這是未來發展的新趨勢。

2人工濕地技術應用

2.1微生物

微生物在好氧或缺氧的條件下可以通過生物降解作用去除有機化合物，此過程涉及到很多種類的微生物，例如異養細菌、自養細菌等。微生物脫氮作用包括氨化作用和硝化-反硝化作用，在微生物正常生理活動中有磷的參與，主要是通過微生物對磷的吸收和累積兩種途徑。

2.2填料床設施

填料床設施可以用于承載微生物與植物，進而構成了關鍵的污水處理場所。具體而言，流經填料床的化工污水將會表現為吸附、沉淀、離子交換以及吸收現象，并且填料床還能用于攔截污水附帶的各種營養成分。經過以上的填料床處理后，污水就可以脫除磷元素與氮元素等很多營養物質。此外，填料床的基質還可以用來過濾有機物，確保做到全面濾除有機物。在此過程中，關于布置填料床的污水處理設施需要做到格外注意滲透系數的設計，避免填料床被堵塞。

2.3基質

基質又可以叫做填料、濾料，在人工濕地體系中起到支撐骨架的作用，對水質凈化起作用的大部分生化反應都是在基質中進行的，同時也可以為植物提供適當的生長介質。良好的透水性和透氣性應是人工濕地基質應具有的首要條件，因此在人工濕地系統中選擇合適的基質對污水處理是一個關鍵的問題。目前人工濕地主要以天然材料、工業廢料、人工合成材料中的一種或者幾種組合作為基質。天然材料具有便于取材、價格低廉等優點，貝殼、頁巖、沸石、礫石、黏土、大理石、石灰石、沙子、灰土等是經常使用的天然材料;當前研究較多的工業廢料有煤矸石、碎磚塊、爐渣、鋼渣等;人工合成基質填料是通過加工天然材料、工業垃圾、工業廢料等，生產新的基質填料，或是對已有基質進行改性、改善理化性質從而增強其吸附性能。污水中的污染物可以經基質交換、吸收、沉淀和絡合作用而去除，但隨著人工濕地系統運行的時間延長，系統內的水壓和污染負荷容易影響基質對氮、磷等污染物的吸附能力。人工濕地中氮的去除是通過濕地基質過濾吸附、植物吸收、微生物硝化和反硝化協同作用實現對氮的去除。

2.4植物

人工濕地中生長的植物，對水質凈化有重要作用，是濕地設計的基本組成部分。濕地中植物自身的生長狀況與生理特性，影響著水質最終的凈化效果。濕地中植物的根系發育程度、根系泌氧能力以及光合效率等都與污染物的去除有密不可分的關聯。濕地床層中由于植物根系釋放氧氣從而影響不同深度處溶解氧含量不同，此外，根系對氧的傳遞與釋放影響著濕地系統中的微環境，濕地深度及不同區域分別存在好氧、缺氧及厭氧多種氧含量狀態，不僅保障了污水中氮素、磷素營養源能被植物直接吸收，同時還能使得微生物通過硝化與反硝化、微生物聚磷作用將污水中的氮、磷等污染物去除，待濕地系統中植物成熟后將其收割，最終實現在人工濕地系統中徹底去除污染物，達到凈化水質的目的。

3應用中發現的問題

雖然人工濕地對凈化水質、改善水環境有巨大貢獻，且人工濕地系統具有資金投入低、操作簡單、能耗低等優點，但在發展與應用過程中一些問題也開始凸顯出來：

1）占地面積大，在建設人工濕地時，需要考慮選址的經濟效益和環境效益的結合與統一;

2）易堵塞，導致系統處理條件惡化，污染物去除效果下降;

3）人工濕地研究過程中，與自然濕地相比使用的植物過于單一;

4）環境因素（溫度、區域差異和氣候特征等）、濕地運行工況（進水負荷、水力停留時間等）和系統設計類型等都會對人工濕地凈化效果產生影響，而且關于人工濕地研究與應用缺少統一的對比標準，導致研究結果缺乏可比性。

結束語

人工濕地的去除效果受運行條件、濕地類型、結構特點等因素的影響，使用合適的填料、植物，或采取改善濕地結構、環境條件和優化人工濕地運行參數等合理措施，可達到濕地系統中高效去除受污染水體中氮磷等污染物的效果。

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（作者單位：賽飛特工程技術集團有限公司）