人工濕地處理污水系統節能減排工藝研究

黃東升

（東臺市環境監測站 江蘇東臺 224200）

水是人類最重要的環境資源，也是生態系統各種物質循環和能量流通的基礎。我國的水資源短缺，水污染現象普遍，隨著經濟社會發展這種情況并未得到根本改變，我們既要保護水資源，又要控制和減少污染物的排放。污水處理可以使我國水資源環境得到改善，能夠緩解水資源緊缺的現實。盡管污水處理并不能改變水資源短缺的現狀，但它能在一定程度上代替部分工業用水和其他衛生條件要求不高的水資源需求，減少清潔水的使用，傳統污水處理工藝復雜、能耗高，為降低污水處理成本，提高污水處理的效益，我們應在利用生態系統來進行污水處理，緩解水資源的危機[1]。

1 人工濕地

1.1 人工濕地污水處理系統的定義

人工濕地是通過模擬自然濕地，人為的設計與建造出飽和基質、水上和水下植被、動物與水體組成的復合系統，來為人類進行污水處理利用。簡單說，即為通過模擬天然濕地的結構功能，依據人民的需求在一定的位置通過人為設計而建成的濕地系統[2]。

1.2 人工濕地處理系統類型與主要植物

目前存在的濕地可以按照人工濕地的處理系統可分為四類：一是人工條件濕地，主要作用是輔助天然濕地，作為天然濕地的緩沖區維護生物多樣性；二是人工泄洪濕地，它具有防汛和抗洪功能；三是人工水產養殖濕地，主要用來做水產養殖；四是人工污水處理系統濕地，主要用來處理生活污水。通過組合以上不同類型的濕地可以建成多功能人工濕地。本文中的人工濕地為凈化污水的處理濕地[3]。

人工濕地植物系統是降解污染物的主要載體，濕地植物根據其植物生長狀態可以分為浮水性植物系統、挺水性植物系統和沉水性植物系統。所謂浮水植物系統，對脫氮除磷和提高穩定塘效率有重要意義。沉水性植物系統還沒有進行實踐應用，目前還在試驗階段，這種系統能用于污水處理系統后的深度污水處理系統。挺水性植物系統是應用最為廣泛的，是人工濕地的主要采用方式，這種系統根據水流方式不同分為了自由表面流和潛流系統。

1.3 人工濕地結構設計及類型

人工濕地系統設計方式與傳統污水處理系統不同，他要根據處理量設計一定長寬比和一定底面坡度的洼地，在其中填入一些土壤、礫石、碎石等填料作為填料床，在其表面種植蘆葦、香蒲、燈芯草、大米草等此類成活率高、抗水性強并且處理性能好的植物，從而形成小范圍的生態系統[4]。

2 人工濕地運行機制及其影響因素

2.1 人工濕地降解污染物原理

人工濕地處理污水的原理和機制頗為復雜。我們認為構成人工濕地處理系統的四個基本要素是水體、基質、水生生物以及其中的微生物。人工濕地處理污染物的機制過程主要有植物的吸收作用、微生物代謝過程和基質的吸附沉淀作用，這些過程中是物理過程、化學反應和生物作用這三種共同作用而進行的。

2.2 人工濕地去污的主要影響因素

人工濕地可以很好地去除污水中的SS、有機污染物、氮和磷，以及細菌和病毒。其中，人工濕地污染物去除機理為：人工濕地的運行過程中基料表面和植物根系中生長了大量的微生物形成生物膜，污水流經這些生物膜表面，污染物經過生物膜的新陳代謝而被降解；基料中的大部分植物根系周圍的微環境中存在缺氧、好氧和厭氧三種狀態，此微狀態能夠達到降解N、P的條件，植物根系和微生物吸收降解廢水中的氮、磷，或者是硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用將N、P從污水中除去，定期更換濕地基料或植物收割的行為將污染物質最終排出系統[5]。

3 節能減排及環保特點

人工濕地污水處理系統與傳統污水處理工藝相比，具有一次投入少，運行成本低，依靠生物處理污水耗能少，節能環保等優點。另外，人工濕地污水處理系統也有很多的優點尤其是維持生物多樣性、保護生物棲息地以及生態美學方面。但溫度氣候條件變化對人工濕地系統的污水處理效果的影響較大，當北方進入冬季后，溫度會降到零度以下，因為人工濕地的設計特征不能采取保溫措施，會導致污水處理很難達到較好的處理效果。

運行管理方面的優勢，人工濕地的污染物處理依靠系統的自身調節，只需一些工人進行簡單的維護管理，不需要過多的人為干預行為，比等規模的傳污水處理工藝需要的人員少了一半以上。

4 結語

本文通過研究在不同的運行條件下人工濕地系統對污水凈化效果的效果，從污染物凈化機理上分析了結果，分析了濕地環境和植物對濕地凈化效果的影響，闡述了人工濕地的節能環保等其他優點，并對其凈化效果進行了初步的測試。

[1]秦蓓蕾.論水資源的可持續開發利用[J].水利科技與經濟,2006,12(2):71-72．

[2]鮑孝容.關于我國污水資源化的研究 [J].環境科學與技術,2005,28(2):51-53.

[3]丁疆華,舒強.人工濕地在處理污水中的應用[J],農業環境保護,2000,19(5):320-321.

[4]李羚.人工濕地處理污水技術及其在我國的應用現狀和對策.現代城市研究,2004,12.

[5]李宗輝,唐文浩,宋志文.人工濕地處理污水時水生植物形態和生理特性對污水長期浸泡的響應 環境科學學報,2007,01.