人工濕地生態(tài)工程在污水治理中的應(yīng)用

劉史力

（渭南師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，陜西渭南714000）

人工濕地生態(tài)工程在污水治理中的應(yīng)用

劉史力

（渭南師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，陜西渭南714000）

由于人工濕地運(yùn)行費(fèi)用相對較低，維護(hù)容易，污水處理效果較強(qiáng)，因而近年來在我國的推廣應(yīng)用力度很大，并在實(shí)際中獲得了顯著生態(tài)環(huán)境效益。本文首先介紹了人工濕地生態(tài)工程的種類，并根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)了人工濕地系統(tǒng)，提出了要將系統(tǒng)主要功能與植物學(xué)特性充分結(jié)合，以此提升污水處理凈化的效果。

人工濕地；生態(tài)工程；污水治理

目前我國水污染現(xiàn)象比較嚴(yán)重，比如水體的富營養(yǎng)化，破壞了水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不利于水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡，導(dǎo)致水體功能逐步退化，藻類瘋狂生長，對人和水體動物帶來了極大的危害。而通過將人工濕地生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)用到污水治理中，利用植物來凈化污水，在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的基礎(chǔ)上，最大限度發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，避免環(huán)境受到污染，以此獲得污水處理與資源化的最佳效益。

1　人工濕地生態(tài)工程的種類

一是自由水面人工濕地。自由水面人工濕地表面有進(jìn)流水流動，而其底部則為土壤層，厚度約20～30cm，并且覆蓋有挺水性植物，種植密度很高［1］。當(dāng)植物根部和地下莖有進(jìn)流水流過后，其表面的微生物會產(chǎn)生凈化作用，以此改善水質(zhì)。二是表層下流動人工濕地。一洼地槽體是基本架構(gòu)，濕地底部介質(zhì)填充了40～60cm厚的透水性碎石或砂石，為挺水植物的生長提供支撐。進(jìn)流水流經(jīng)表面下的砂土后，能夠?qū)崿F(xiàn)凈化水質(zhì)的目的。三是垂直水流式人工濕地。當(dāng)進(jìn)水從表面進(jìn)入濕地后，能夠垂直貫穿于整個(gè)濕地，最終流入濕地底部的集水設(shè)備。

2　水質(zhì)治理工程概況

2.1工程概況

目前，在調(diào)查陜西某一城市水質(zhì)情況后得知，整體污染比較嚴(yán)重，水體為富營養(yǎng)化，水質(zhì)惡化程度不斷加劇。污水中石油類、總氮、總磷、五日生化需氧量、化學(xué)需氧量和氨氮嚴(yán)重超標(biāo)，屬于劣5類水體，水體中散發(fā)出陣陣腥臭味，有機(jī)物污染程度嚴(yán)重。此外，水體中有著豐富的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，浮游藻類數(shù)量也很巨大，屬于重富營養(yǎng)——藍(lán)藻型污染水平。

2.2人工濕地生態(tài)技術(shù)處理水質(zhì)研究

水生生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)可設(shè)計(jì)為：城市污水→A區(qū)→B區(qū)→C區(qū)→D區(qū)。主要選擇復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)，通過組合氧化塘、濕地系統(tǒng)、水生植物塘等技術(shù)單元，構(gòu)成整個(gè)水生生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，其具體工藝流程如下圖所示（圖1）。

圖1　工藝流程Fig.1 Technological process

第一，一級氧化塘。運(yùn)用漂浮栽培法，可種植的水葫蘆和大藻，主要功能是水葫蘆和大藻的快速生長，對水面進(jìn)行覆蓋并形成厭氧環(huán)境，加快污水中污染物的厭氧分解速度，促進(jìn)生物吸收。

第二，濕地系統(tǒng)。通過串聯(lián)和并聯(lián)的形式，讓表面流濕地和潛流濕地相結(jié)合，提高濕地的處理能力。通過充分混合土壤與填料，讓污染在進(jìn)入填料床中，沿著縫隙作曲折狀流動，也有一部分污水在其表面流動［2］。將蘆葦?shù)瘸苫盥瘦^高、處理效果好的植物種植在填料床上面，這樣能增強(qiáng)對懸浮物和有機(jī)污染物的降解能力。在過濾、沉淀之后，污水中不溶性有機(jī)物會被攔截，在微生物作用下被分解去除，而流出的可溶性有機(jī)物則會附著在植物根部的生物膜上，被吸收降解。

第三，二級氧化塘。主要采取漂浮栽培法，在水面上大量種植水芹菜、大藻等植物，主要能夠進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的除污效果。

第四，水生植物塘。主要是把太陽能作為初始能源，將水生作物種植在污水生態(tài)系統(tǒng)中，受到太陽能的推動，物質(zhì)與能量在系統(tǒng)內(nèi)的多條食物鏈中進(jìn)行轉(zhuǎn)化和傳遞，最終降解并轉(zhuǎn)化污水中的污染物。這樣能夠減少污染物，回收凈化水與水生作物，用作澆灌和肥料等，將污水處理與利用相結(jié)合[3]。在水生植物塘中種植浮葉植物、挺水植物荷花等，這樣藻類的生長會被抑制，降低水中有機(jī)物、營養(yǎng)物質(zhì)的含量。

第五，景觀出水。在B區(qū)中，主要按照景觀的設(shè)計(jì)處理景觀水，并種植各種水生植物，比如睡菜、千屈菜、香蒲、花葉水蔥、花葉蘆竹、美人蕉等，這樣能夠增強(qiáng)景區(qū)的美感。此外，還可以添加人工噴泉等增氧設(shè)備，或增設(shè)水簾洞，提升水生生物的凈水能力。而出水最終流入C區(qū)，在水生動植物、微生物的共同作用下完成最后一次生態(tài)凈化，并流向D區(qū)。

3　結(jié)語

將人工濕地生態(tài)工程應(yīng)用到污水治理中，能夠提高污水處理效果，改善水質(zhì)。由于環(huán)境因素對人工濕地處理效果影響很大，因此各地區(qū)要從實(shí)際情況出發(fā)，加大人工濕地的推廣與應(yīng)用，并在已有的公園基礎(chǔ)上增加人工濕地，這樣不僅可以節(jié)約土地資源，還可以凈化水質(zhì)，美化環(huán)境，創(chuàng)造出良好的生態(tài)效益。

［1］朱海波，梅凡民，趙秋利.人工濕地在關(guān)中農(nóng)村生活污水治理中的應(yīng)用［J］.陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，（01）:93-96.

［2］陳娟，楊科，何云曉，等.農(nóng)村污水人工濕地處理系統(tǒng)的構(gòu)建與設(shè)計(jì)［J］.四川林勘設(shè)計(jì)，2013，（03）:46-49.

［3］俞旭鋒，徐君冉，張樂為.厭氧池+人工濕地在農(nóng)村生活污水治理中的應(yīng)用［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2014，（02）:73-75.

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2015-06-17