人工濕地技術(shù)在污水處理方面的應(yīng)用研究

鄭中平

摘 要：隨著各國對濕地認識的不斷深入，我國研究、開發(fā)者對濕地的研究也越來越多。而作為一種新型處理污水的有效途徑，人工濕地由于自身運行成本低、方便維護和去污效果好的優(yōu)勢，越來越受到人們的關(guān)注，在生活、生產(chǎn)中扮演著重要角色。探討了人工濕地技術(shù)在污水處理方面的應(yīng)用，闡述了人工濕地的優(yōu)勢及其今后的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：人工濕地；污水處理；濕地植物；環(huán)境保護

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.158

進入21世紀以來，各國經(jīng)濟飛速發(fā)展，工業(yè)化與城市化進程加快。但事物的發(fā)展是雙面性的，經(jīng)濟迅猛發(fā)展的同時，城市化、工業(yè)化帶來了各種環(huán)境污染，尤其是城市中，用水量迅速增長，污水排放也越來越難以控制。現(xiàn)代意義上的人工濕地處理技術(shù)源于20世紀50年代的德國，半個多世紀的發(fā)展歷程讓人工濕地技術(shù)站住了腳跟，得到廣泛運用。其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴大，有效解決了城市污水與污水排放的問題，對我國城市化進程中的水污染與排放問題的解決有著重要作用。

1 人工濕地的概念

人工濕地是由人工建造和控制運行的類似沼澤地的地面，將污水、污泥有計劃地投配到人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，利用土壤、植物、人工介質(zhì)和微生物的物理、生物、化學(xué)協(xié)同作用，對污水、污泥進行有效處理的一種技術(shù)。

在人工濕地中，不可忽視的是生長在其中的濕地植物。人工濕地植物在整個濕地體系的運行中有著難以撼動的地位。植物的分類有很多依據(jù)，根據(jù)植物的應(yīng)用，可將植物劃分為地被植物、草皮植物和觀花植物；根據(jù)植物生長的環(huán)境，可將其劃分為沼生生物、水生生物和濕生植物。我們在人工濕地中最常看見的植物則是荷花、蘆葦和美人蕉。而按照植物的不同、污水在濕地中流水方向的不同、污水水位的不同，可將人工濕地分成不同類型：按植物劃分，可將濕地劃分為浮游植物系統(tǒng)、挺水植物系統(tǒng)和沉水植物系統(tǒng)；按流水方向劃分，可將濕地劃分為水平流人工濕地和垂直流人工濕地；按污水水位劃分，可將濕地劃分為自由水面人工濕地和潛流型人工濕地。

任何事物的應(yīng)用都可以借助外力達到最佳效果，人工濕地也是如此。針對濕地內(nèi)植物種類的不同，設(shè)計者可以因地制宜，合理挑選植物，以最大程度地適應(yīng)當?shù)貧夂颦h(huán)境，使人工濕地污水處理效果達到最理想的狀態(tài)。

2 人工濕地污水處理的工作原理

人工濕地的一個顯著特點是能夠有效降解有機污染物。這一特性決定其在處理生活污水和城市污水中不可替代的作用。人工濕地可分別處理廢水中的可溶性物質(zhì)和不溶性有機物。濕地構(gòu)造中的填料層將不溶性有機物沉淀、過濾、截留，然后被微生物加以利用，而可溶性有機物則可直接通過植物根系生物膜的吸附、吸收和生物代謝降解過程而被分解、去除。人工濕地技術(shù)也可以有效地處理污水中的磷、重金屬和懸浮物等這些會對人類身體造成危害的物質(zhì)。在工業(yè)廢水中，磷主要有活性磷、非活性磷，人工濕地技術(shù)通過吸附基質(zhì)、吸收微生物累積等方式來去除磷；通過懸浮顆粒沉降、土壤膠體顆粒吸附和植物吸收等方式去除污水中的重金屬；通過基質(zhì)過濾和沉淀、微生物生長等方式清除懸浮物。

3 人工濕地污水處理技術(shù)的優(yōu)勢與不足

3.1 人工濕地技術(shù)在污水處理中的優(yōu)勢

3.1.1 成本相對較低

人工濕地污水技術(shù)相對于我國傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，具有運營成本低、維護方便、能夠集中處理污水、有效節(jié)約資源等優(yōu)勢。

人工濕地污水處理技術(shù)有水生植物和人工基質(zhì)兩部分。人工基質(zhì)由砂礫、土壤等組成，基質(zhì)不同，處理污水的效果不同。水生植物是以植物為媒介來凈化污水，而不同的植物對不同水質(zhì)的處理效果也不一樣。所以，只有水生植物和人工基質(zhì)兩者相結(jié)合，有效分配、合理利用，才能使人工濕地處理污水技術(shù)的效果更好，達到污水凈化的最佳效果。

3.1.2 保護環(huán)境

在人工濕地中，植物必不可少。生長在濕地中的各類水生植物可以很好地凈化環(huán)境。當人工濕地地域達到一定程度，其中成長的水生植物也會初具規(guī)模，作用等同于城市中的綠化帶，能起到保護環(huán)境的作用。植物讓生活在嘈雜城市中的人們有一片自己的凈土，有一片仰望的清空。

3.2 人工濕地技術(shù)在污水處理中的不足

3.2.1 節(jié)氣影響

對于濕地技術(shù)而言，濕地中的水生植物在某種程度上決定了污水處理的效果，而水生生物的生長是帶有季節(jié)性的。在北方溫度較低的地區(qū)，尤其是冬季，水面會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，濕地冰凍，直接影響了濕地的運行及處理污水效果。

3.2.2 超出能力承載

人工濕地在污水處理中起著重要作用，但隨著濕地使用強度的增大，人工濕地中出現(xiàn)大量去污造成的污染物。設(shè)計者在研究濕地處理技術(shù)時，無法全方位地考慮到各種因素，污染物的增多超過了預(yù)期設(shè)計，之后的修補無法與之協(xié)調(diào)，造成人工濕地運行不暢，不僅無法及時處理污水，而且還危及到了自身的長久發(fā)展。

4 人工濕地的發(fā)展前景

濕地是富有生態(tài)功能和生物多樣性的綜合系統(tǒng)，有“生物超市”“物種基因庫”“自然之腎”和“文明的發(fā)源地”的美譽。濕地是存在于陸地與河水之間的產(chǎn)物，是具有特殊功能的生態(tài)綜合體，是重要的自然資源和國土資源，是生物重要的生存環(huán)境。我國人口相對集中，中小城市崛起速度加快，但技術(shù)、資金的有限性使伴隨經(jīng)濟發(fā)展過程中產(chǎn)生的水污染處理問題得不到及時解決，大型的污水處理廠運行成本太高。人工濕地生態(tài)系統(tǒng)在污水處理中的諸多實例證明了它本身的強大優(yōu)勢，投資少、成本低、維護方便，且符合國家的節(jié)能環(huán)保政策。由此可見，人工濕地技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。

5 結(jié)束語

人工濕地是城市生存中必不可少的組成原件，它的低成本、高效益和對環(huán)境的保護作用決定了它在城市發(fā)展中不可撼動的位置。只有合理利用人工濕地污水處理技術(shù)，我們才能更好地發(fā)揮人工濕地的實用性，讓經(jīng)濟在其輔助下健康、持續(xù)地發(fā)展。

參考文獻

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[2]趙振國，劉麗.人工濕地污水處理技術(shù)研究進展[J].東北水利水電，2011（06）.

〔編輯：王霞〕