淺述人工濕地在我國的應(yīng)用發(fā)展及存在問題

黃天鳳

【摘 要】人工濕地是近幾十年新興的一項污水處理技術(shù)。該技術(shù)已越來越受到各國的普遍重視，并被廣泛研究、應(yīng)用。本文主要介紹了人工濕地的概念、分類、特點和構(gòu)造；并在實地參觀了人工濕地系統(tǒng)和參考了大量文獻資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)了人工濕地處理技術(shù)在我國的發(fā)展、應(yīng)用情況和所存在的問題。

【關(guān)鍵詞】人工濕地；應(yīng)用發(fā)展；存在問題

文章編號:ISSN1006—656X(2013)06?-0194-01

一、人工濕地簡述

（一）人工濕地的定義和分類

人工濕地是一種人為建造和監(jiān)督控制的與自然濕地類似的地面。是人為利用地面的土壤與填料，并有選擇性地在土壤填料中種植植物來進行污水處理的生態(tài)系統(tǒng)。人工濕地系統(tǒng)污水處理技術(shù)具有投資費用低，環(huán)境生態(tài)效益高等特點，所以目前正在世界各地廣受重視[1]。人工濕地作為利用自然條件，運行成本較低的污水處理技術(shù)，起源于上世紀50年代，1969年和1974年分別在荷蘭和德國建成了第一座表面流人工濕地和潛流人工濕地，目前全球已建有兩萬多座，在世界各國都有應(yīng)用并已經(jīng)積累了較豐富的建設(shè)和運行經(jīng)驗[2]。人工濕地根據(jù)水流動方式的差異，可分為自由表面流人工濕地、潛流型人工濕地和垂直流人工濕地三種。

（二）人工濕地的特點和構(gòu)造

人工濕地與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)比較，具有投資低、運轉(zhuǎn)費用低、維護技術(shù)要求低、處理效果好等優(yōu)點。其中不同類型的人工濕地又各具特點：表面流濕地與自然濕地相似，污水在填料表面漫流，絕大部分有機物的降解由位于植物水下莖稈上的生物膜來完成，這種類型未能充分發(fā)揮填料和豐富的植物根系的作用，且衛(wèi)生條件不好；潛流型濕地是水在填料表面下潛流，充分利用整個系統(tǒng)的協(xié)同作用，衛(wèi)生條件較好，占地小，處理效果較好；立式流濕地水流情況綜合了表面流濕地和潛流濕地的特點，但其建造要求高，易滋生蚊蟲[3]。

人工濕地構(gòu)造一般主要由三部分組成：預(yù)處理系統(tǒng)→人工濕地處理系統(tǒng)→后處理系統(tǒng)。隨著人工濕地在我國的發(fā)展和深入研究，其構(gòu)造越來越多地采用復(fù)合型人工濕地結(jié)構(gòu)。復(fù)合型人工濕地就是將不同水流方式的人工濕地進行改造、結(jié)合，綜合不同類型的人工濕地的優(yōu)點來提高處理污水效果的方式。比如：徐州某學院人工濕地污水處理系統(tǒng)是將該院生、污水及收集的雨水經(jīng)處理后．利用自然環(huán)境特點營造成人工湖，是自然與人文環(huán)境的結(jié)合[4]。

二、人工濕地在我國的應(yīng)用發(fā)展

我國對人工濕地技術(shù)的研究起步較晚，在“七五”期間才開始。1987年天津市環(huán)保所建成了我國的第一個蘆葦?shù)毓こ讨?，?989年和1990年又分別在北京昌平縣和深圳白泥坑等地建成了濕地處理系統(tǒng)示范工程。到目前為止，已經(jīng)成功運行的還有廣州抽水蓄能電站(管理區(qū)和庫區(qū)移民區(qū) )污水處理場 、沙田人工濕地污水處理廠和膠南市 人工濕地污水處理廠等[5]。近十幾年來，我國在人工濕地處理技術(shù)方面的研究和工程應(yīng)用上取得了較大的進展，有關(guān)的工藝設(shè)計資料和應(yīng)用實例越來越多，人工濕地處理污水的技術(shù)在國內(nèi)逐漸得到推廣應(yīng)用。

目前，人工濕地技術(shù)在我國應(yīng)用的范圍主要有以下一些方面：（1）作為集中污水處理方式：如深圳的白泥坑人工濕地工程，2008年山東日照市的山海天旅游區(qū)的人工濕地工程。目前深圳、沈陽、上海等地已展開積極的設(shè)計、規(guī)劃工作。（2）處理城鎮(zhèn)污水]：2003年，南京市浦口區(qū)湯泉鎮(zhèn)建造了第一個人工濕地系統(tǒng)污水處理廠。（3）作為景觀公園利用：1997年深圳市境科學研究所設(shè)計了洪湖公園人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化工程，由于該工程生態(tài)效益顯著，已被國家環(huán)?？偩至袨閲抑攸c環(huán)境保護實用技術(shù)示范工程之一。（4）開始被研究利用于處理農(nóng)村污水：范建偉等在《加強型生物化糞池／潛流人工濕地處理農(nóng)村生活污》中的結(jié)論是“采用加強型化糞池/潛流人工濕地組合對農(nóng)村生活污水進行處理。對農(nóng)村生活污水的處理具有較好的經(jīng)濟技術(shù)適用性?！?/p>

三、人工濕地仍存在的問題

雖然人工濕地處理技術(shù)在我國已得到較大的發(fā)展和實踐應(yīng)用，但從目前的一些工程實踐來看該技術(shù)也還存在著不少的問題。歸納起來主要有以下這些方面:

1、易發(fā)生淤積堵塞，據(jù)美國環(huán)保局對100多個運行中人工濕地的調(diào)查．有將近1／2的濕地系統(tǒng)在投入使用后的5年內(nèi)形成了堵塞。造成堵塞的原因，鄭姝卉等人認為：一是污水沒有經(jīng)過預(yù)處理直接排入濕地；二是在人工濕地運行的初期植物根系不發(fā)達導(dǎo)致去除懸浮物能力較差；三是由于進水水力負荷太大或是洪水暴雨對人工濕地床體的沖擊而造成堵塞。而李雪娟[22]等人則認為堵塞層是由沉降和被過濾的固體顆粒在微生物作用下累積而成，由嵌入在細菌胞外的多聚物、腐殖質(zhì)組成。對于濕地淤積堵塞問題，目前國外流行的做法是停床休整恢復(fù)部分滲透性，國內(nèi)采用人工翻曬的方法清除堵塞物。預(yù)防堵塞要從工藝、填料、植物等的選擇進行考慮，比如選擇多孔質(zhì)輕且不易板結(jié)填料或者定期更換表層填料、選擇根際輸氧能力強、分泌難降解物質(zhì)少的植物并及時維護、定期收割地上部分。對進水加強預(yù)處理、采用適當?shù)牟僮鞴に嚨取?/p>

2、占地面積大，人工濕地凈化的機理與特點使其需要較大的占地面積，一般認為大約是傳統(tǒng)污水處理工藝占地面積的2～3倍左右。這一缺點是人工濕地在大城市被廣泛推廣應(yīng)用的一大障礙。劉東閣等提議可以采取將工程建設(shè)在市郊區(qū)域，另外，可采用組合工藝，以提高凈化效率，減少占地面積。然而這一問題對于廣大的農(nóng)村來說基本上是不存在的；由于農(nóng)村中地多人少，正是可以利用一些荒蕪的土地來建造濕地進行處理污水。

３、對周圍土壤有滲透的影響。這一問題已引起部分研究人員的注意，不過目前還沒有相關(guān)的解決辦法。

四、總結(jié)與展望

雖然我國對人工濕地技術(shù)的研究較晚，對該技術(shù)的認知和應(yīng)用還只是處于初步，與國外差距較大。但經(jīng)研究分析，人工濕地投資少、管理簡便、處理效果理想等特點非常適合于我國國情，尤其適合管理水平不高，處理量不多、水質(zhì)變化不大的城郊和農(nóng)村。而目前在我國內(nèi)利用人工濕地處理農(nóng)村（新農(nóng)村）生活污水的實踐和相關(guān)研究、經(jīng)驗總結(jié)還不多，所以該技術(shù)在我國的應(yīng)用一定具有非常廣闊的前景。相信隨著時間的推移，在眾多科研人員和社會各種力量的共同努力下，該技術(shù)將會日漸成熟，造福萬代。

參考文獻：

[1] 錢汪洋,許靜,孫勤芳.淺析人工濕地系統(tǒng)污水處理技術(shù)①[J].科技資訊, 2009,17:150.

[2] 周 琪.人工濕地技術(shù)在污水處理與水環(huán)境保護中的應(yīng)用及展望[J].給水排水,2009,7(35):1～3.

[3] 成先雄,尹艷芬,張濤等.人工濕地處理贛南新農(nóng)村生活污水探討[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2009 (1)：53～55.

[4] 馬芳1,靳大勇1 ,郭蓮秀1 等 .人工濕地的研究、應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學, 2009,16(10):69～70.

[５]李雪娟，和樹莊，楊海華.人工濕地堵塞機制及其模型化的研究進展[J].環(huán)境科學導(dǎo)刊，2008，27（1）：1～4.

[６]李杰，鐘成華，鄧眷光．人工濕地研究進展[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學，2007，35(6)：1778～1780.