人工濕地污水處理技術在城市建設的應用分析

劉崑

[摘要]文章研究研討了人工濕地污水處理技術的定義，分析了人工濕地污水處理技術的技術原理，提供了城市建設中人工濕地污水處理技術應用的主要類型，提出了城市建設人工濕地過程中應該注意的問題。

[關鍵詞]污水處理技術；城市建設；人工濕地；表流型；潛流型；生態型

1人工濕地污水處理技術的定義

人工濕地是為污水處理人為模擬自然濕地建造的一個自然系統，是人為地在有一定長寬比和地面坡度的洼地里將石、砂、土壤、煤渣等一種或幾種介質按一定比例構成基質作為填床料，并有選擇性地植入植物的污水處理生態系統。通過生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實施對污水的凈化作用。

2人工濕地污水處理技術的技術原理

人工基質、水生植物和微生物是人工濕地的主要組成部分。人工基質為微生物的生長提供穩定的依附表面，為水生植物提供載體和營養物質，并通過一些物理和化學途徑凈化污水；水生植物除直接吸收利用污水中的營養物質及吸附、富集一些有毒有害物質外，還有輸送氧氣到根區和維持水力傳輸的作用；微生物的代謝作用是污水中有機污染物降解的主要機制。同時它們相互聯系、互為因果，形成一個系統。廢水可以在人工基質縫隙中流動或在床體的表面流動，并在床的表面種植具有污水處理機能好、成活率高、抗水性能強、生長周期長、美觀及具有經濟價值的水生植物。當廢水流經時，固體物被人工基質及植物根系阻攔截留，有機質通過生物膜的吸附、同化及異化作用而得以去除。因濕地植物根系對氧的傳遞釋放，濕地床層及其周圍對微環境中依次呈現出好氧、缺氧和厭氧狀態，有利于硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用，達到去除氮和磷的效果，最后通過濕地基質的定期更換或植物收割使污染物質最終從系統中去除。一般的污水中不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留而被微生物利用；污水中可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程被分解去除。

3城市建設中人工濕地污水處理技術應用的主要類型

3.1表流型污水處理技術的應用

以污水處理技術中表流型技術為核心的人工濕地被稱為表流型人工濕地，在中小城市人工濕地建設中有著廣泛應用。這一污水處理技術主要以氣體氧化、水體沉淀、生物凈化為主，通過緩慢的水體漫流實現對污水的處理。表流型污水處理技術的優勢在于效率和成本，可以在中小城市的適應區域迅速實現。但是表流型污水處理技術也存在缺陷，一方面，受到季節影響大，夏季降雨、冬季冰凍對污水處理有著直接的影響；另一方面，由于表流型污水處理技術對污水處理效果不徹底，一般需要鋪設HDPE膜等防水材料，以起到保護地下水的功能，這使得表流型污水處理出現過大的維護資金壓力。

3.2潛流型污水處理技術的應用

顧名思義潛流型污水處理技術就是利用水體在多空材料和空心介質中的潛流作用實現對污水的處理和凈化。在潛流型人工濕地中往往用鵝卵石、砂石和碎石組成一個或多個潛流池，通過多空隙通道實現隔離與聯通，在池中栽植各種益生性、功能性植物，進而做到對污水的深層次凈化。潛流型污水處理技術的優勢在于處理效果好，無大量蚊蟲滋生，也沒有惡臭氣體放出，且污水處理的效率高。同時潛流型污水處理技術也存在建造造價高、維護費用多、氣候影響顯著等劣勢。

3.3生態型人工濕地的應用

生態型人工濕地是將城市污水處理功能、城市環境工程統一在人工濕地建設這一大環境的系統性工程。由于人工濕地可以利用生物、化學、物理等一系列功能和作用，這使得人工濕地比傳統污水處理廠的運行成本低50%～70%，并且還有廣泛的生態效益，例如昆明市在洱海的改造過程中，加入生態型人工濕地工程建設，這使得洱海的生態系統進一步修復，不但避免了長期泛濫的藻類災難，而且優化了整個洱海流域的環境和生態。

4城市建設人工濕地過程中應該注意的問題

4.1規劃和投入的問題

當前城市建設中人們已經看到了人工濕地的價值和功能，希望通過擴大人工濕地規劃，加快人工濕地建設，但是這里存在著投入不足的先天性問題，這會影響到人工濕地建設速度，同時也會帶來劣質和不合格人工濕地工程的出現，不但不能發揮人工濕地的功能，而且還造成市政建設嚴重的經濟負擔。因此，應該采用科學、高效的策略，合理規劃人工濕地，確保人工濕地的投入，有步驟、有規劃、有目的地建設好城市人工濕地精品工程。

4.2人工濕地淤塞的問題

人工濕地對污水有節流、阻滯、沉降的作用，長期運行或者是濕地水體流通不暢，會產生填料床面的污泥淤積和栓塞，這不但會影響人工濕地的運行效果，同時也會增加人工濕地的維護與管理費用。因此，要在人工濕地建設過程中發揮城市規劃的職能，不但優化人工濕地的填料床結構，加速人工濕地中水體的流動速度，必要時進行人工濕地污水的處理和減排，預防人工濕地出現淤塞。

4.3人工濕地工程單一性問題

當前全國城市看到了人工濕地的優勢和長處，特別在北方區域城市需要人工濕地完成水體凈化、水資源保護、水生態重建等重要功能。但是在人工濕地興建的熱潮中出現工程“千篇一律”的現象，單一的模式和設計在人工濕地建設中普遍存在，導致人工濕地建設不能適應具體城市的具體要求。因此，在人工濕地建設過程中既要借鑒國內的先進理念和經驗，同時也要做到人工濕地建設與自身城市建設的結合，要以城市發展作為出發點，構建起具有生命力、獨特性的人工濕地工程。

5結論

人工濕地建設過程中應該明確人工濕地的功能、機理和價值，要以城市發展和城市建設作為人工濕地建設的核心，要研討人工濕地與城市發展的契合點，將人工濕地看作是一個可以發展、建設和重構的系統，進一步開發人工濕地在生態、環境、經濟上的價值，更好地發揮人工濕地的綜合性功能和作用，將人工濕地建設、城市發展整合為統一的整體，為城市生活、生產、生態的可持續發展提供生物資源和生態工程。

參考文獻：

[1]徐光來，徐曉華.人工濕地污水處理技術的應用初探[J].云南地理環境研究，2006，18（3）：44-48.

[2]梁繼東，周啟星，孫鐵衍.人工濕地污水處理系統研究及性能改進分析[J].生態學雜志，2003，22（2）：49-55.

[3]袁東海，景麗潔，張猛群，等.幾種人工濕地基質凈化磷素的機理[J].中國環境科學，2004，24（5）：614-617.

[4]白曉慧，王寶珍，余敏，等.人工濕地污水處理技術及其發展應用[J].哈爾濱建筑大學學報，1999，32（6）：88-92.

[5]李亞治.水葫蘆-水草人工濕地系統在再生漿造紙廢水處理中的應用研究[J].環境工程，2000，18（6）：15-17.