关艳艳等
目前，国内外研究的人工湿地类型主要有表面流人工湿地、潜流人工湿地以及组合人工湿地系统 3 类。其中潜流人工湿地根据水流形态又分为水平流和垂直流两类。Dongqing Zhang 等人比较了国内表面流、水平潜流、垂直潜流和组合系统的人工湿地运行数据，指出组合系统对 TSS，BOD5，COD 和 TP 的去除率是最高的。相对于垂直潜流系统，水平潜流湿地对 BOD5和TP 的去除率较高，对 TN 的去除则呈现出明显的优势，而垂直潜流系统对 TSS 有较高的去除率。 2.1 表面流人工湿地
表面流人工湿地（SF）是各类型湿地中最接近自然湿地的一种。绝大部分有机物的去除是由长在植物水下茎、杆上的生物膜来完成，因而不能充分利用填料及丰富的植物根系
目前国内较少采用，具体到应用表面流人工湿地处理污染河水，这方面的研究就更少了。
2.2 潜流人工湿地
潜流人工湿地常用的植物有香蒲、芦苇、风车草、再力花、灯芯草等。在美国，大约 40%的潜流型湿地只种植香蒲一种植物。欧洲国家多数种植芦苇，也有一些是种植多种植物的系统。我国潜流人工湿地系统多采用多种植物交叉栽种。
2.2.1 水平潜流人工湿地
水平潜流人工湿地无线投票系统(HF)系统污水在填料床内部流动，水位较深，可以充分利用填料表面、
植物根系上生长的生物膜和丰富的植物根系、表土层以及填料的截留等作用，处理效果较好。同时，该种系统的保温性较好、处理能力受气候影响小、卫生条件好，是国内外应用最广泛的人工湿地系统。
香蒲根系发达，植株较矮，去污能力强，特别是应用在人工湿地系统中时对氮和磷去除能力较强，适合用于人工湿地污水处理系统，特别是处理低浓度废水，而其处理高浓度废水还有待进一步的研究。
在 TN 的去除中硝化菌和反硝化菌占据重要作用，并且这两种菌对温度的变化较为敏感，而有机物的去除主要通过植物的吸收和微生物的转化，填料介质对磷的物理截流占总除磷
量的 70%左右，SS 的去除主要是植物根系和填料的吸附和截流作用，所以，温度的变化对氨氮的去除有较明显的影响，对 COD、TP、SS 的影响不明显。
夏季氨氮去除率可达 70%左右，但冬季水温降低到15℃以下时，氨氮去除率降低到30%以下，而温度对人工湿地 COD 去除效果的影响很小。
针对冬季运行处理效率低的问题，有学者提出可以在湿地表面覆盖一层地膜。研究表明，在湿地表面覆盖塑料地膜后，氨氮平均去除率由 29.4%上升到 67.6%，COD的平均去除率由 29.0%提高到 46.6%，证明覆盖地膜能有效地提高系统对污染物的去除效果。此外，除了采用塑料膜，还可以考虑覆盖秋季收割的湿地植物保温（因为植物被水浸泡会释放一定量的氮磷等营养物质，所以该种方法只适用于正常运行的水平潜流湿地，不适用于表面有积水的表面流和垂直潜流湿地） 或通过增加水力停留时间来适当弥补。
水力停留时间（HRT）对潜流湿地系统净化效果也有重要影响。HRT 较小时，随着 HRT 的延长，COD、TN、TP 的去除率均不断增加，当 HRT 超托瓦过一定时间之后，去除率变化不再明显。这种变化是因为一定量的植物和一定体积填料上的生物膜能处理的有机物负荷等有一定的限值，同时植物和微生物的吸收和转化需要一定的时间。SS的去除基本不受H
RT的洗肾机影响。填料的选择是构建人工湿地系统时应该认真考虑的一方面内容。相对于其他污染物质来说，由于磷的去除主要是通过填料对不溶性磷的吸附和沉积作用，不同填料对磷的去除有较大影响，因此若待处理的污染河水中磷的含量较高，人工湿地最好选择飞灰或页岩为填料，其次是铝矾土、石灰石、膨润土。另外，填料的堵塞问题是影响人工湿地系统正常运行的主要问题之一。研究表明，填料的孔隙堵塞现象主要发生在系统的前段，堵塞物质主要为无机颗粒物。在低负荷运行的系统中，植物对填料堵塞问题的改善作用并不显著。因此，为防止低负荷潜流人工湿地系统中的填料堵塞，需增加能够有效去除无机颗粒物的预处理工艺。
2.2.2 垂直潜流人工湿地
垂直潜流人工湿地（VF）系统的水流运行综合了表面流人工湿地和水平潜流人工湿地的特点，例如下行垂直流湿地，水流在填料床中基本呈由上向下的垂直流动，水流流经床体后被铺设在出水端底部的集水管收集而排出处理系统。这种湿地系统节约建设面积，利于脱氮、除磷，而且处理效果稳定，单位面积处理效率高，硝化能力高于水平潜流湿地，但其建造要求较高，较易滋生蚊蝇，目前应用不多。
考虑到除污效率，在以往的研究中，单独采用上行或下行垂直潜流系统的研究应用较少，多数采用复合垂直流方式（IVF）。近几年，对于复合垂直流的研究日益兴起，其中应用于处理污染河水的研究也越来越普遍。通常该种类型湿地由下行流和上行流两池组成，两池中间设有隔墙，底部连通。下行池和上行池中均填有不同粒径的砂和砾石作为填料，为了保证水流的顺畅，下行池填料层比上行池的填料层要高 10～20 cm，两池底部均设颗粒较大的砾石层连通。
总的来说，复合垂直流的整体处理效果要高于水平潜流系统，高于表面流系统。管串
2.3 组合湿地系统
废水的来源多种多样，一般来说，用一种单一的湿地系统处理很难达到预期效果。组合湿地系统(Hybrid wetland systems) 是由多种类型的湿地系统串联而成的，这种系统在欧洲得到越来越广泛的关注。多种类型的人工湿地最佳组合方式取决于目标污染物。对于总氮含量较高的污染河水，由于单级人工湿地无法同时提供有氧和无氧的条件，因此单级人工湿地对总氮的去除率不是很高，为了提高氮的去除率，经常将水平潜流与硝化作用较好的垂直潜流组合应用，并且这种组合方式已经证明是有效的。另外，国内还有将垂直潜流和表
面流串联起来处理污染河水的实例。除了将多种类型的湿地系统进行组合之外，也可以考虑将湿地系统与各种物理化学处理系统（如砂滤系统、絮凝沉淀、接触氧化、微曝气系统等）进行组合。
采用低溶解氧接触氧化与微曝气垂直流人工湿地的组合工艺，解决了人工湿地在高负荷下运行时易堵塞和效率低的问题。增设预处理设备固然可以一定程度上提升出水水质，但是相应的也会增加处理费用，因此，实际工程应用时应综合考虑各方面的因素，选择适宜的处理工艺。
复合人工湿地系统净化城市富营养水体的应用研究
黄新等拆装螺杆料筒
（例1. 表面流人工湿地与水平潜流人工湿地相结合）
一、武汉紫阳湖公园复合人工地湿地系统的组成
复合人工地湿地系统位于武汉市紫阳湖公园湖心岛西侧，面积 2190 m2水泵远程监控，水力表面负荷为1m3/（m2·d）。根据地形特点，同时为保证对湖水污染物的去除效果，设计成在垂直方向表面流人工湿地与水平潜流人工湿地进行复合的人工湿地系统。由集水池、进水配水渠、表面流人工湿地及其正下方的水平潜流人工湿地、中间配水池等五大部分组成。
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