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(guó)對(duì)濕地認(rèn)識(shí)的不斷深入，我國(guó)研究、開(kāi)發(fā)者對(duì)濕地的研究也越來(lái)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(yùn)行成本低、方便維護(hù)和去污效果好的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)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(shì)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(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.158

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，各國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，工業(yè)化與城市化進(jìn)程加快。但事物的發(fā)展是雙面性的，經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的同時(shí)，城市化、工業(yè)化帶來(lái)了各種環(huán)境污染，尤其是城市中，用水量迅速增長(zhǎng)，污水排放也越來(lái)越難以控制?，F(xiàn)代意義上的人工濕地處理技術(shù)源于20世紀(jì)50年代的德國(guó)，半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程讓人工濕地技術(shù)站住了腳跟，得到廣泛運(yùn)用。其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，有效解決了城市污水與污水排放的問(wèn)題，對(duì)我國(guó)城市化進(jìn)程中的水污染與排放問(wèn)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(yùn)行的類(lèi)似沼澤地的地面，將污水、污泥有計(jì)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(dòng)的過(guò)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(duì)污水、污泥進(jìn)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(zhǎng)在其中的濕地植物。人工濕地植物在整個(gè)濕地體系的運(yùn)行中有著難以撼動(dòng)的地位。植物的分類(lèi)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(zhǎng)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?cè)谌斯竦刂凶畛？匆?jiàn)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(lèi)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(dá)到最佳效果，人工濕地也是如此。針對(duì)濕地內(nèi)植物種類(lèi)的不同，設(shè)計(jì)者可以因地制宜，合理挑選植物，以最大程度地適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，使人工濕地污水處理效果達(dá)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(gè)顯著特點(diǎn)是能夠有效降解有機(jī)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(jī)物。濕地構(gòu)造中的填料層將不溶性有機(jī)物沉淀、過(guò)濾、截留，然后被微生物加以利用，而可溶性有機(jī)物則可直接通過(guò)植物根系生物膜的吸附、吸收和生物代謝降解過(guò)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(huì)對(duì)人類(lèi)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(guò)吸附基質(zhì)、吸收微生物累積等方式來(lái)去除磷；通過(guò)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(guò)基質(zhì)過(guò)濾和沉淀、微生物生長(zhǎng)等方式清除懸浮物。

3 人工濕地污水處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足

3.1 人工濕地技術(shù)在污水處理中的優(yōu)勢(shì)

3.1.1 成本相對(duì)較低

人工濕地污水技術(shù)相對(duì)于我國(guó)傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，具有運(yùn)營(yíng)成本低、維護(hù)方便、能夠集中處理污水、有效節(jié)約資源等優(yōu)勢(shì)。

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(lái)凈化污水，而不同的植物對(duì)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(dá)到污水凈化的最佳效果。

3.1.2 保護(hù)環(huán)境

在人工濕地中，植物必不可少。生長(zhǎng)在濕地中的各類(lèi)水生植物可以很好地凈化環(huán)境。當(dāng)人工濕地地域達(dá)到一定程度，其中成長(zhǎng)的水生植物也會(huì)初具規(guī)模，作用等同于城市中的綠化帶，能起到保護(hù)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(duì)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(zhǎng)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(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，濕地冰凍，直接影響了濕地的運(yùn)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(qiáng)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(jì)者在研究濕地處理技術(shù)時(shí)，無(wú)法全方位地考慮到各種因素，污染物的增多超過(guò)了預(yù)期設(shè)計(jì)，之后的修補(bǔ)無(wú)法與之協(xié)調(diào)，造成人工濕地運(yùn)行不暢，不僅無(wú)法及時(shí)處理污水，而且還危及到了自身的長(zhǎng)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(kù)”“自然之腎”和“文明的發(fā)源地”的美譽(yù)。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(guó)土資源，是生物重要的生存環(huán)境。我國(guó)人口相對(duì)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(jì)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的水污染處理問(wèn)題得不到及時(shí)解決，大型的污水處理廠運(yùn)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(shí)例證明了它本身的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，投資少、成本低、維護(hù)方便，且符合國(guó)家的節(jié)能環(huán)保政策。由此可見(jiàn)，人工濕地技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。

5 結(jié)束語(yǔ)

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(duì)環(huán)境的保護(hù)作用決定了它在城市發(fā)展中不可撼動(dòng)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(shí)用性，讓經(jīng)濟(jì)在其輔助下健康、持續(xù)地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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

〔編輯：王霞〕