趙虎生

摘要小城市及廣大農(nóng)村地區(qū)污水的直接排放導(dǎo)致水體污染、水質(zhì)下降，污水處理勢在必行。運用人工濕地處理技術(shù)，可在少投資、低維護(hù)成本的情況下解決此問題。本文介紹了人工濕地的分類、應(yīng)用及其水質(zhì)凈化機(jī)制，并分析了人工濕地存在的不足，以期為人工濕地研究提供參考。

關(guān)鍵詞 人工濕地;污水凈化;分類;應(yīng)用

中圖分類號 X703

文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-5739（2019）07-0167-01

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，人口數(shù)量增多，水資源的需求量也急劇增加，污水的處理和排放問題已日趨尖銳，加之大量污廢水未經(jīng)處理就直接排放，導(dǎo)致我國水污染日趨嚴(yán)重，水質(zhì)嚴(yán)重惡化?！八Y源短缺、水質(zhì)惡化”已成為亟需改善的社會問題"。

濕地被稱為“地球之腎”，具有凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、蓄洪防早、涵養(yǎng)水源、保護(hù)生物多樣性等功能。在1982年3月12日修正的國際濕地公約中，將濕地定義為天然或人工、長久或暫時性的沼澤地、泥炭地或水域地帶，帶有靜止或流動淡水半咸水或咸水的水體，包括低潮時水深不超過6m的水域;同時還包括鄰接濕地的河湖沿岸、沿海區(qū)域以及濕地范圍內(nèi)的島嶼或者低潮時不超過6m的海水水體四。人工濕地是濕地系統(tǒng)的主要類型之一，是仿照天然濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能建造、可控制其運行的工程化濕地系統(tǒng)，是利用土壤、基質(zhì)、植物以及微生物的協(xié)同作用，對水體污染物進(jìn)行凈化處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括沉降、過濾、吸附滯留離子交換、微生物分解、轉(zhuǎn)化植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收的作用。

1人工濕地分類

人工濕地按照水流方式的不同可分為3種，即表流濕地（SFW）、水平潛流濕地（SSFW）和垂直流濕地（VFW）。表流濕地是指污水在人工濕地的基質(zhì)表層流動，依靠植物根系與表層土壤的攔截作用以及附著生物膜的降解作用來凈化污水。一般水位較淺，多在0.1～0.9m之間，以種植挺水植物為主，通常是由天然沼澤、廢棄洼地等改造而成。水平潛流濕地系統(tǒng)是指污水在濕地床的內(nèi)部流動，從濕地的一端進(jìn)人，在濕地表面以下以水平推流方式流向出口以達(dá)到凈化污水的方式。垂直流濕地系統(tǒng)兼具地表流濕地系統(tǒng)和潛流濕地系統(tǒng)的特性，污水從濕地表面垂直流向濕地底部或從底部垂直流向表面以達(dá)到凈化污水的方式，水流基本呈垂直流，流經(jīng)床體后從出水端底部的集水管收集并排出。3種類型濕地的優(yōu)缺點見表1。

2人工濕地的應(yīng)用

濕地被應(yīng)用于污水凈化始于20世紀(jì)50年代用，人工濕.地的研究最早可追溯到20世紀(jì)70年代，是在研究濕地的基礎(chǔ)上衍生出來的此后，人工濕地處理污水技術(shù)不斷完善，并于20世紀(jì)80-90年代在歐洲、美國加拿大、日本等發(fā)達(dá)國家得到了廣泛的應(yīng)用，被用于各種廢水（6-7]、農(nóng)業(yè)點源污染和面源污染以及水體富營養(yǎng)化問題的治理。

國外人工濕地發(fā)展迅速，已經(jīng)成為中小城市污水的主要處理手段，該技術(shù)尤其適合用于我國小城市和廣大農(nóng)村地區(qū)的污水處理"。利用人工濕地進(jìn)行污水處理，雖是近幾十年才新興發(fā)展起來的，但其具有投資少、運維便易、效益可觀等特點，是一種生態(tài)污水治理的好方法，是可在小城市及廣大農(nóng)村地區(qū)推廣的污水處理技術(shù)，對水環(huán)境保護(hù)水生態(tài)恢復(fù)具有重要的現(xiàn)實意義，受到人們越來越多的重視和關(guān)注12。

從污水中污染物的去除率來看，人工濕地的處理效益相當(dāng)可觀。1993年Bastian等對北美地區(qū)人工濕地處理系統(tǒng)中各種典型污染物的去除效率進(jìn)行了整理，結(jié)果顯示，人工濕地對有機(jī)物的去除率范圍為50%～90%，ss的去除率范圍為40%～94%，TN的去除率范圍為30%～98%，TP的去除效率范圍為20%～90%，其處理效果顯而易見。

3人工濕地水質(zhì)凈化機(jī)制

人為的構(gòu)造和控制是人工濕地與天然濕地的主要區(qū)別，主要利用基質(zhì)、水生植物和微生物的協(xié)同作用完成水質(zhì)凈化。一般認(rèn)為，人工濕地對污水的處理是物理、化學(xué)和生物3種共同作用的結(jié)果，通過過濾、沉淀、吸附、吸收降解等完成主要凈化過程！3。

在人工濕地中，基質(zhì)是植物和微生物生存的載體，為系統(tǒng)中的物理、化學(xué)及生物反應(yīng)提供反應(yīng)界面。人工濕地系統(tǒng)在運行過程中，微生物在基質(zhì)表面和植物根系上形成大量生物膜，污水流經(jīng)生物膜時，大量的有機(jī)污染物被微生物利用并分解為CO2和H20，有機(jī)氮化合物則被硝化細(xì)菌硝化分解。濕地床系統(tǒng)中的植物利用光合作用通過根系向周圍環(huán)境釋放氧氣，保證了微生物的氧源。污水中的氮、磷能被植物和微生物吸收從而轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)成分，污水中的磷通過基質(zhì)的離子交換作用直接被吸收，同時微生物也可將磷轉(zhuǎn)化為養(yǎng)分從污水中去除。最后，通過更換濕地中基質(zhì)和刈割水生植物的方式使大量的污染物從系統(tǒng)中去除，完成水質(zhì)凈化過程。

4人工濕地的不足

目前，人工濕地處理系統(tǒng)在運行過程中也存在著諸多不足之處，例如管理粗放、清淤不及時，一旦維護(hù)不當(dāng)，就會產(chǎn)生淤積現(xiàn)象，降低水體的傳導(dǎo)性和處理效果，植物不能定期收割和更新，衛(wèi)生條件相對較差，易滋生蚊蠅4;占地面積過大，較一般的污水處理廠占地面積大2～3倍;污水處理負(fù)荷低，容易受到氣候條件的影響，冬季寒冷天氣水生植物不能正常生長，其污水處理能力受到限制等。

5結(jié)語

目前，我國城市污水處理系統(tǒng)主要采用活性污泥法Is，然而此工藝不僅投資高、耗能大，且運行成本高、管理要求高，礙于資金限制、技術(shù)力量薄弱等原因，使小城市及廣：大農(nóng)村地區(qū)無法大量推廣運用。人工濕地處理工藝有著成本低操作容易、節(jié)能和有效等優(yōu)點，恰恰適合于處理水量不大、水質(zhì)變化較小、管理水平不高的城鎮(zhèn)和廣大農(nóng)村地區(qū)的污水和較分散的污水，可有效彌補(bǔ)這些地區(qū)的污水處理短板，十分值得推廣。

近年來，我國一些地區(qū)已經(jīng)積極開始嘗試，同時也取得了很好的效果。因此，開展人工濕地研究，結(jié)合區(qū)域排水特點，因地制宜地開發(fā)出具有當(dāng)?shù)靥厣娜斯竦匚鬯幚硐到y(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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