人工濕地處理城市生活污水的分析

張曉雯

（上海城投污水處理有限公司天山污水處理廠 上海 200336）

世界上最早運用人工濕地來處理城市生活污水的案例是德國的Seidel及其合作者在1966年首創(chuàng)的蘆葦濕地處理生活污水。自此以后，人工濕地作為一種綠色環(huán)保型的污水處理技術(shù)被推廣開來，具有成本低、投資少、維護便捷、技術(shù)含量低、節(jié)省能源等優(yōu)點。

1 人工濕地

1.1 濕地與人工濕地的含義

我國對沼澤、灘涂等濕地的研究由來已久，在理論和實踐的雙向作用下確立了獨特的濕地分類系統(tǒng)，其概念被定義為：“濕地系指海洋和內(nèi)陸常年有淺層積水或土壤過濕的地段?！睋Q句話說，濕地是介于陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡性土地。其主要特征有三點：（1）土地中以水生植物為主要物種；（2）底層土主要為濕土；（3）每年的雨水季節(jié)常出現(xiàn)底層被淹沒的現(xiàn)象。

人工濕地是指有人工建造和維護的類似沼澤的地面，將污水、污泥有序的投放到人工建造的濕地上，利用土壤、人工介質(zhì)、植物的綜合作用，完成對污水、污泥的處理。它作為一個綜合的生態(tài)系統(tǒng)，在完成污水中的各類物質(zhì)良性循環(huán)的基礎(chǔ)上，充分利用各部分的紐帶關(guān)系，達(dá)到資源的再利用目的。人工濕地作為一種綠色環(huán)保型的污水處理技術(shù)，具有如下幾個優(yōu)點：（1）建造和維護的費用低廉；（2）可以進行有效的污水處理；（3）可產(chǎn)生間接效益。

1.2 人工濕地的分類

人工濕地的分類方式多種多樣，其中根據(jù)濕地中主要的植物類型可分為浮水植物系統(tǒng)、挺水植物系統(tǒng)和沉水植物系統(tǒng)。根據(jù)污水的流動方式可分為表面流人工濕地和潛流型人工濕地。在表面流人工濕地系統(tǒng)中，污水、污泥一般在濕地的土壤層流動，水的深度一般在0.1m~0.6m之間。其優(yōu)點主要是費用低，缺點則是負(fù)荷低、占地面積大。而潛流型人工濕地的污水和污泥一般在濕地表面層以下流動，一方面可以利用豐富的植物根系及表層土，來增強處理效果和處理能力；另一方面其保溫性較好、有利于整體環(huán)境的維護，缺點則是費用較高。目前，潛流型人工濕地是研究和應(yīng)用更多的污水處理系統(tǒng)。

1.3 人工濕地處理城市生活污水的原理

人工濕地處理污水系統(tǒng)的關(guān)鍵在于土壤-微生物-植物系統(tǒng)，其本身可以進行資源的再生，其原理是充分利用土壤-微生物-植物系統(tǒng)中的自然條件進行污水的處理。主要包含土壤物理作用過程、土壤化學(xué)作用過程、土壤的物理化學(xué)過程和生物作用過程四個部分。土壤物理作用過程是指系統(tǒng)中的土壤一般是礫質(zhì)沙土、沙壤土等。土壤的顆粒較大，其組成的土壤-水-空氣系統(tǒng)一方面可以有效的過濾污水，將污水、污泥中的雜質(zhì)通過這個系統(tǒng)沉淀清除，另一方面是利用土壤的表面吸附作用，去除污水、污泥中的污染物。土壤的化學(xué)過程是指污水、污泥進入具有多種物質(zhì)和催化劑的土壤層中，會發(fā)生一系列相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，包括氧化還原、化學(xué)吸附、離子交換等。污水、污泥中的雜質(zhì)在土壤的化學(xué)過程中得到清除。土壤的物理化學(xué)作用過程是指土壤中的物質(zhì)相互作用構(gòu)成了復(fù)雜的膠體顆粒體系，當(dāng)污水、污泥混合到土壤層中，會產(chǎn)生新的膠體顆粒體系，在這個過程中，會發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，使得污水、污泥中的雜質(zhì)得到凈化。生物作用過程是指土壤層中的細(xì)菌、真菌等生物和微生物構(gòu)成了一個相互依賴又相互制約的生物系統(tǒng)，污水、污泥中的雜質(zhì)可通過微生物的降解和吸收等作用得到凈化。

2 人工濕地在處理城市生活污水中的運用

如今，隨著水污染問題的逐年加重，我國越來越重視水污染治理，因此，各種污水處理技術(shù)得到了廣闊發(fā)展。活性污泥法曾在20世紀(jì)70年代以前作為主要的污水處理方式活躍在水污染治理的舞臺，其優(yōu)點是工藝相對成熟、效果比較好，但也存在費用高、雜質(zhì)處理不凈等問題。因此，隨著德國的Seidel及其合作者在1966年首創(chuàng)蘆葦濕地來處理生活污水后，國內(nèi)外開始廣泛運用人工濕地處理城市生活污水。

人工濕地是以人工建造、維護的，與沼澤等類似的地面，通過自然系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的相互作用影響來實現(xiàn)對污泥、污水的過濾，達(dá)到凈化的目的。這種濕地系統(tǒng)是在形成特殊的土壤-微生物-植物生態(tài)系統(tǒng)后，對污水、污泥進行處理的水污染治理方式。當(dāng)人工濕地建造成一段時間后，土壤層表面和植物根系中形成了由大量的真菌等微生物構(gòu)成的生物膜，污水、污泥流動時，雜質(zhì)被這層生物膜阻隔，得以凈化。

3 結(jié)語

利用人工濕地處理城市生活污水，具有費用低、維護便捷、技術(shù)含量低、節(jié)省能源等優(yōu)點。人工濕地作為一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)對污水、污泥的凈化作用，而且可以在土壤-微生物-植物的系統(tǒng)中產(chǎn)生間接效益，甚至可以通過強大的生態(tài)凈化作用保持城市環(huán)境的穩(wěn)定。以后，我們將越來越重視人工濕地這種污水處理方式，將其更多的運用到城市生活污水的治理當(dāng)中，優(yōu)化我們的生活環(huán)境和生存環(huán)境。

[1]安樹青.濕地生態(tài)工程一濕地資源利用與保護的優(yōu)化模式.化學(xué)工業(yè)出版社:第一版,2003.

[2]張永澤,等.自然濕地生態(tài)恢復(fù)研究綜述.生態(tài)學(xué)報,2001.

[3]嚴(yán)力蛟,張建和,等.濕地資源與人工濕地建設(shè),水處理技術(shù),2003.