深度探究人工濕地技術對城市污水處理的應用及管理措施

王延濤 王俊

（1.山西省城鄉規劃設計研究院工程設計中心 山西省太原市 030001 2.鄭州泓騰環保咨詢有限公司 河南省鄭州市 450003）

引言

在我國經濟發展推動下，我國水環境治理的技術也在不斷更新，人工濕地技術不僅能處理污水，同時又能夠優化城市環境、提升城市形象的生態水環境處理技術。

1 人工濕地技術原理分析

人工濕地對有機物的去除主要靠基質中微生物降解作用和植物的吸收。對于懸浮物來說，人工濕地可以讓懸浮物得到沉淀與過濾，在濕地當中，植物腐殖質、低流速都可以讓懸浮物得到有效沉淀，并攔截顆粒物質；人工濕地處理系統對氮的去除作用包括基質的吸附、過濾、沉淀、揮發、植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用；微生物的硝化、反硝化作用對氮的去除起重要作用。對于磷來說，人工濕地具有吸附、沉淀、植物吸收和微生物吸收與積累作用；基質的吸附作用是人工濕地除磷的主要機理。同時，人工濕地對重金屬也有很強的去除能力。

2 在我國城市污水凈化處理中常用的人工濕地技術

2.1 表面流人工濕地技術

由于在實際應用中表面流人工濕地存在水面相對開闊的特點，因此我們可以采用種植浮葉植物等方法來提升人工濕地的污水處理能力，為了能夠對人工濕地的流向進行科學控制，并避免滲流問題的出現，應該在設計時設置一些襯墊層以及護坡結構，由于表面流濕地與自然濕地都是通過沉淀與過濾、生物氧化與還原等方式來對污水進行凈化處理的，因此很多微生物會寄居在表面流人工濕地基質中。通常情況下表面流濕地可以算是城市污水深度處理的技術方法，并且表面流人工濕地還能夠幫助城市進行地下水修復、垃圾滲透液凈化等處理過程，這種濕地技術通常建設與運維成本不高，經濟效益較為客觀。

2.2 潛流人工濕地污水凈化技術

2.2.1 垂直潛流人工濕地技術

垂直潛流人工濕地處理技術可以讓水平流濕地中氧氣轉移速率提高，可以增強氨氮的硝化作用。垂直流濕地具有完整的布水系統和集水系統，其優點是占地面積較其它形式濕地小，處理效率高，整個系統可以完全建在地下，地上可以建成綠地和配合景觀規劃使用。

2.2.2 水平潛流人工濕地技術

在水平潛流人工濕地中，基質表面高于污水運行水位，污水運行水位直接接觸濕地植物地下部分，在水平潛流人工濕地中，包含植物、礫石基質以及多種水位控制裝置及防滲設施，在應用此種技術時，因為并非直接暴露污水，讓病菌傳播可能性得到減少，同時，此種技術的應用可以在一定程度上防止蚊蠅出現。和表流濕地技術相比，水平潛流人工濕地處理技術的應用在建設費上相對較高，但是和其他污水處理技術相比，其投入成本中等偏下。

3 人工濕地污水處理技術具體應用中的問題及管理措施

3.1 人工濕地植物應用方面的問題及管理措施

在我國城市污水處理中，人工濕地技術發揮作用的重要原因之一是其中水生植物對氮磷等元素的吸附以及處理，而植物能否科學設置與管理能夠影響人工濕地凈化作用的效率，因此對人工濕地中植物應用進行嚴格管理是提升人工濕地凈化效果的重要途徑，在人工濕地建設中應該盡量選用一些有擴張能力的植物，這樣能夠更容易維護濕地生態系統的穩定，而在濕地植物的生長維護中通常會出現如下問題：其一就是植物之間的競爭，由于人工濕地環境中資源有限，野生植物以及人工種植植物間就會出現資源競爭問題，這樣會對濕地植物的生長不利，進而影響濕地水質凈化的效果；其二就是濕地植物枯萎問題，因為濕地植物出現枯萎就會給濕地微生物的活性以及生態協調造成一定的影響，對于濕地污水凈化效果的提升造成阻礙。

為了降低植物競爭對人工濕地的影響，我們在進行人工濕地建設與管理中應該根據當地人工濕地環境以及所要種植的濕地植物特性進行了解，比如蘆葦通常具有比香蒲更強的生長能力，因此我們在進行人工濕地營建時就要選擇生命頑強、擴張能力大的植物，同時還要結合植物對于營養物去除的效果、當地污水主要富集營養物等情況進行植物選擇。而針對植物枯萎這一問題，我們不僅要做好濕地內植物收割安排，利用植物減量的方式來提升植物生長質量，進而提高其污染物去除能力，降低植物因為生長太過旺盛而出現大面積枯萎腐爛等情況出現的幾率，為了提升植物生長效果以及去污效率，對于植物收割管理應該做到科學安排、勤于觀察。

3.2 人工濕地運行中發生堵塞問題的管理方法

由于在人工濕地中，不僅濕地植物會吸收污染物，同時濕地中還有一些物理與化學反應進行，因此，濕地管理難度較大，也較易出現基質堵塞的情況，其中水平流濕地發生堵塞問題的情況較為緩慢，也是分階段發生的，控制起來較為容易，而垂直流濕地因為堵塞壓力較大，容易造成堵塞問題發生迅速、影響較大的情況，濕地出現堵塞不僅會造成污水處理能力下降，還會導致濕地水力系統出現故障，從而影響濕地運行并提高人工維護成本。通常針對濕地堵塞有兩種方法：其一就是預防，在進行濕地建設運行管理時做好方案的優化工作，以提升濕地運行對進水以及處理負荷的調節能力，并做好基質沉淀物的清理安排，以此來降低濕地堵塞問題出現的幾率；其二就是修復，如果人工濕地長期運行后就要通過對濕地基質的更換與清理來對濕地環境進行修復，降低堵塞問題的影響，通常可以選擇在濕地中投放藥劑溶解基質中的雜質或者投入蚯蚓等生物來除去基質中的污泥。

4 結束語

總之，在我國城市污水處理中，人工濕地技術的應用范圍較為廣泛，而對其進行科學管理才能提升人工濕地在污水凈化處理中的應用效果，因此我們要根據各類濕地的應用需求進行針對性分析和管理，并采取措施對人工濕地污水處理中所呈現出來的問題進行管控。