摘要：在我国,由于中小城镇众多,人口密集,资金及技术有限,发展大型的污水处理厂有很大的困难性，因此人工湿地技术在我国有着广阔的应用前景。国内数家研究单位已在深圳白泥坑、北京昌平等地进行了人工湿地系统的有益尝试。 关键词：人工湿地、微生物、植物
一、人工湿地概况：
人工湿地(Const ructed wetland) 作为一种新兴的污水处理工艺,兴起于70 年代的美国、澳大利亚、荷兰、丹麦、英国等国家,因其建造及运转费用低、维护简单、效果好、适用面广、对负荷变化的适应能力强等特点,从而成为替代生化二级污水处理厂的切实可行的途径之一，它由人工基质和生长在其上的植物组成,形成一个独特的土壤-植物-微生物生态系统,用以净化污水。用人工湿地系统处理污水是国内外方兴未艾的治理技术，它在保护生态环境和节约能源及投资方面具有传统二级生化处理技术难以比拟的优点；作为一项低投资、
低能耗、低运行费、高生态环境效益的治理工程技术,目前人工湿地已广泛地应用于城市污水或工业废水处理的实践中。
人工湿地的分类及其特点：
人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两种类型: ①水面式人工湿地(简称FWS) , ②潜流型人工湿地(简称SFS)。FWS 系统中,废水在湿地的土壤表层流动,水深较浅(一般在0. 1 - 0. 6m) 。与SFS 系统相比,其优点是投资省,缺点是负荷低。北方地区冬季表面会结冰,夏季会滋生蚊蝇、散发臭味,目前已较少采用。而SFS 系统,污水在湿地床的表面下流动,一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用,提高处理效果和处理能力;另一方面由于水流在地表下流动,保温性好,处理效果受气候影响较小,且卫生条件较好,是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统,但此系统的投资比FWS 系统略高。
二、人工湿地水处理机理：
人工湿地水处理机制主要有宏观和微观两方面构成，本文简单介绍微生物菌对污水中N及有机物的去除和绿植物对污水中N、P及重金属的去除；
微生物菌落除N及有机物简介：人工湿地污水处理系统是一个高含氮环境,有大量微生物参与N 素物质的转化。实际测定的结果表明,人工湿地系统中氨化细菌,亚硝化菌、硝化菌,反硝化细菌数量都处于较高水平,其中的硝化菌达到肥沃土壤104 的水平 ,因此具有硝化-反硝化脱氮的良好基础和很大潜力。但由于系统中整体厌氧,因此不能提供良好的硝化作用环境条件,硝化-反硝化脱氮的途径不畅通,不能产生大量反硝化作用底物———硝酸盐,为反硝化作用打下基础。要使硝化-反硝化途径畅通,提高氮的去除速率最重要的是提高湿地系统中的硝化作用强度。我们认为对进入湿地的污水进行曝气,以增加污水中的溶解氧,或使污水中的氮素物质在进入人工湿地前作预处理,转化成硝态N ,也可以增加湿地植物的密度,或采用间歇进水方法,提高系统中的氧浓度。当然如果进入湿地的氮是硝态氮,则可以取得良好的脱氮效果。同时微生物的代谢作用是污水中有机污染物降解
的主要机制，主要包括好氧菌的有氧呼吸及厌氧菌的发酵作用。
绿植物除N、P磷及重金属简介：植物是湿地中重要去污成分之一，其生长发育（包括植株增高、分蘖数增多、根系伸长、光合作用、根际活动增强、生物量积累等）过程中会摄取水体中的N、P元素，直接影响到出水的水质。目前人工湿地常用的植物有芦苇、席草、
大米草、水花生、水葱、香蒲、灯心草、沼生蔗草、池杉、柳等。不同物种或同一物种在不同湿地环境中的净化效率有较大差异。人工湿地植物选择趋向于从当地的天然湿地中选择抗污能力强、净化效果好的物种。
采用植物净化污水,较符合我国的国情。它不仅投资少,运行费用低,还有以下优点:
(1) 处理污水中营养物质(N、P) 及其他污染物等方法简单,易操作; (2) 植物资源可回收再利用,并获得一定经济效益;
(3) 环境扰动少;
(4) 有较高美化环境价值易为社会接受。
当然,它也有不足之处:1. 植物系统易遭虫害,应注意防虫玉石板;2. 植物的枯枝败叶易造成营养释放,应注意及时清理,另外植物死亡后应该及时补栽;3. 在冬季多数植物地上部分枯死,净化效果有所降低;4. 植物净化系统一般占地面积较大。与此同时绿植物能吸附、富集一些有毒有害物质,如重金属pb、cd、Hg、As、Ca 、Cr 等,其吸收积累能力为沉水植物> 飘浮植物> 挺水植物。不同部位,浓缩倍数不同,一般根> 茎> 叶。
人工湿地应用展望
人工湿地作为一种新型生态污水处理技术,具有投资省、运行简便、处理效果稳定、出水水质好等诸多优点,不失为我国经济尚欠发达、地理条件相对宽裕的广大中小城镇、居民小区污水处理的优选方案。但由于国内人工湿地污水处理技术的发展及其应用时间还相对较短,人们对其的认识也有一个过程,加之技术相对滞后,因而人工湿地的应有潜力未能得到深入挖掘。但从近年来国内外的研究进展,特别是国内如火如荼的开发应用,及包括去污机理、动力学模型等理论的进一步成熟,人工湿地作为一种经济有效的污水处理手段,必将成为我国污水处理的重要工艺而得到广泛应用。
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