第一篇：農(nóng)村水環(huán)境治理現(xiàn)狀及人工濕地處理技術(shù)可行性分析

農(nóng)村水環(huán)境治理現(xiàn)狀及人工濕地處理技術(shù)可行性分

析

摘要：論述了當(dāng)前農(nóng)村水環(huán)境污染及治理現(xiàn)狀，分析了人工濕地對農(nóng)村生活污水中各種有機(jī)污染物的去除機(jī)理及農(nóng)村人工濕地的建設(shè)策略，并從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三方面分析了利用人工濕地處理農(nóng)村生活污水的可行性，綜合分析可知在農(nóng)村采用人工濕地工藝處理生活污水是可行的。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村水環(huán)境；人工濕地；農(nóng)村生活污水；可行性分析

簡述

簡要說明目前農(nóng)村水環(huán)境的現(xiàn)狀，分析可用的工作，從規(guī)模，水量，經(jīng)濟(jì)投入，運(yùn)行管理方面，論述，提出利用人工濕地的可行性。

農(nóng)村污水是指農(nóng)村地區(qū)居民在生活和生產(chǎn)過程中形成的污水。農(nóng)村生活污水是指居民生活過程中廁所排放污水、洗浴、洗衣服和廚房污水等。農(nóng)村生污污水量大面廣，2001年，全國農(nóng)村生活污水排放量約為83.2億t，生活污水中大量的污染物質(zhì)加重受納水體的污染，造成水體水質(zhì)惡化，特別是污水中含有大量氮、磷，會(huì)使水體富營養(yǎng)化，這個(gè)問題引起了人們的普遍關(guān)注[1]。

農(nóng)村水環(huán)境和污水治理現(xiàn)狀

1.1農(nóng)村水環(huán)境現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代以前，我國農(nóng)村水環(huán)境總體狀況良好，水污染問題是局部性的。1980年以來，我國農(nóng)村水環(huán)境質(zhì)量不斷惡化，目前農(nóng)村水環(huán)境問題主要表現(xiàn)在：①排污河兩岸、污水灌溉農(nóng)田及地下水污染嚴(yán)重，許多清水河變成了排污河；②鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)布局分散、生產(chǎn)工藝落后，排污種類多、濃度高，往往是一個(gè)企業(yè)污染了一條小河、一個(gè)池塘、一片農(nóng)村，對農(nóng)村水環(huán)境造成了嚴(yán)重威害；③城郊集約化畜禽養(yǎng)殖場和農(nóng)村生活排污問題日益突出，大量的糞便就地堆放、污水就地排放，污染了農(nóng)村內(nèi)部及周邊水環(huán)境和衛(wèi)生環(huán)境，使鄉(xiāng)村小河、池塘變成了臭水溝、臭水塘；④農(nóng)業(yè)內(nèi)部化肥和農(nóng)藥的大量使用、流失，已成為農(nóng)村地下水和大江、大河及湖泊污染的主要原因[2]。

農(nóng)村水環(huán)境狀況將面臨一個(gè)非常嚴(yán)峻的問題，灌溉水污染嚴(yán)重，地下水超采，污染嚴(yán)重，地表水呈不斷惡化趨勢，逐漸喪失其原有的生態(tài)環(huán)境功能[1]。

1.2農(nóng)村污水治理現(xiàn)狀 目前，特別是在湖北省中西部農(nóng)村及鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本沒有污水集中處理設(shè)施，村民產(chǎn)生的生活污水處理率基本為零，人畜糞便因得不到妥善處理，糞便污染物會(huì)隨著雨水徑流間接排入附近水體，嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的水源環(huán)境，這也是導(dǎo)致農(nóng)村疫病流行的重要因素。據(jù)調(diào)查，農(nóng)村周邊已很少有3類水質(zhì)以上水體，一些養(yǎng)殖業(yè)比較發(fā)達(dá)的的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，周邊水體甚至為劣5類水體，農(nóng)村濕地生態(tài)系統(tǒng)已遭受嚴(yán)重破壞，喪失了原有水體自凈的功能。污染嚴(yán)重的個(gè)別地區(qū)，農(nóng)民飲用水的主要水源淺表層地下水也已不同程度的受到污染。農(nóng)村人口居住分散，規(guī)劃滯后，農(nóng)村污水處理工作難度特別大。過去，我們一直把環(huán)保工作重點(diǎn)放在大中城市，而忽視了占全國總面積近90%的廣大農(nóng)村。從而致使農(nóng)村環(huán)境問題日益惡化，而水污染環(huán)境問題尤為突出，呈現(xiàn)出迅速惡化趨勢[2]。

目前農(nóng)村污水治理工作尚屬起步階段，仍存在許多困難和問題。一是建設(shè)資金嚴(yán)重缺乏。農(nóng)村生活污水治理設(shè)施屬于公益性項(xiàng)目，需要大量公共財(cái)政資金投入，由于各地財(cái)政比較困難，加上大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)薄弱，資金投入嚴(yán)重不足，導(dǎo)致治污項(xiàng)目很難開展；二是認(rèn)識(shí)不到位，農(nóng)村污水治理尚未引起人們的足夠重視。所以就湖北省而言，特別需要研究開發(fā)建設(shè)成本低、處理效果好、運(yùn)行無費(fèi)用或低費(fèi)用、適合分散型處置的處理技術(shù)對農(nóng)村水污染問題進(jìn)行治理。同時(shí)可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

1.3農(nóng)村水污染治理的對策

湖北是水資源相對充足的省份，所以在充分利用水資源的同時(shí)也應(yīng)積極保護(hù)水資源，對農(nóng)村水污染進(jìn)行治理。在制定水環(huán)境保護(hù)措施時(shí)，結(jié)合自身的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境特點(diǎn)，因地制宜地尋找適合湖北省農(nóng)村水環(huán)境治理與保護(hù)措施，達(dá)到治理和保護(hù)農(nóng)村水環(huán)境的目的。

農(nóng)村水污染治理應(yīng)著眼于長遠(yuǎn)，做好村鎮(zhèn)建設(shè)的規(guī)劃，目前湖北省農(nóng)村普遍存在規(guī)劃滯后、規(guī)劃不科學(xué)等問題。要加強(qiáng)村鎮(zhèn)規(guī)劃工作，將農(nóng)村污水和生活垃圾處理等作為重要內(nèi)容納入其中。因地制宜，采用分散治理和集中治理相結(jié)合的方式進(jìn)行。①對于畜牧業(yè)較發(fā)達(dá)的農(nóng)村，宜采用沼氣處理技術(shù)，結(jié)合改廁、改廚、改欄，綜合處理畜禽糞尿和生活污水；②另外積極推廣生活污水濕地處理模式，充分利用農(nóng)村池塘、水田的自凈能力，結(jié)合農(nóng)村景觀建設(shè)，開展清淤清潔、養(yǎng)魚養(yǎng)萍行動(dòng)，恢復(fù)和重建濕地生態(tài)系統(tǒng)。

利用人工濕地治理農(nóng)村生活污水

2.1 人工濕地污水處理工藝簡介

人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的作用。人工濕地對廢水的處理有十分復(fù)雜的凈化機(jī)理，人工濕地運(yùn)行穩(wěn)定后，填料表面吸附了許多微生物形成的大量生物膜，植物根系分布于濕地表面，人工濕地依靠物理、化學(xué)、生物的協(xié)同作用完成污水的凈化過程，強(qiáng)化了自然濕地生態(tài)系統(tǒng)的去污能力[3]。

2.1.1人工濕地對SS的去除

污水中可沉降的SS主要依靠濕地系統(tǒng)中物理沉降作用去除。由于濕地水流極其緩慢，水淺，加上植物莖桿的阻擋作用，SS在進(jìn)水口幾米內(nèi)能有效地去除。實(shí)驗(yàn)表明，所有的固體物在系統(tǒng)最初的20%面積處得到去除。膠體狀的SS主要依靠微生物的作用、填料滲濾作用去除。

2.1.2人工濕地對有機(jī)物的去除

人工濕地對有機(jī)物有著較強(qiáng)的降解能力，污水中不溶有機(jī)物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留而被微生物利用，而污水中的可溶有機(jī)物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程被分解去除，因此濕地床對有機(jī)物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的結(jié)果。反應(yīng)過程中主要氧源來自水面復(fù)氧和植物向根區(qū)的過量氧傳導(dǎo)。濕地系統(tǒng)對BOD5的去除可達(dá)80%以上。有研究表明，污水在濕地床內(nèi)流動(dòng)時(shí)，污水COD的降解速率會(huì)隨著遷移距離的延長，呈現(xiàn)逐漸減慢的趨勢，關(guān)于這一現(xiàn)象還有待研究。

2.1.3人工濕地對氮的去除

氮是植物生長不可缺少的一種元素，污水中的無機(jī)氮通常包括NH3－N和NO3－N，它們均可以被濕地中植物吸收。合成植物蛋白質(zhì)，最終通過植物的收割從濕地中得到去除。另外，人工濕地中的填料也可通過一些物理和化學(xué)的途徑如吸收、吸附、過濾、離子交換等去除一部分污水中的氮。

但是，濕地系統(tǒng)中氮的去除是主要的還是通過濕地中微生物的硝化和反硝化作用。人工濕地中種植的水生物植物的重要功能之一就是將氧氣從上部輸送至植物根部，從而在植物根區(qū)附近形成一個(gè)好氧環(huán)境，而隨著離根系距離的逐漸增大，濕地中依次出現(xiàn)缺氧、厭氧狀態(tài)。這樣的條件有利于硝化菌和反硝化菌的生長。為硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的進(jìn)行提供了條件。

2.1.4人工濕地對磷的去除

污水中磷的存在形態(tài)取決于污水中磷的類型。最常見的有磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷酸鹽等。人工濕地對磷的卻除是通過植物的吸收、微生物的去除作用和填料的吸收過濾等幾方面的作用共同完成的。

2.2 人工濕地處理農(nóng)村生活污水的可行性 2.2.1經(jīng)濟(jì)可行性

我國廣大農(nóng)村居住比較分散，農(nóng)村生活污水具有水量小，不利于生活污水的集中收集和處理，且有機(jī)物濃度偏高、日變化系數(shù)大等特別。大多數(shù)農(nóng)村地廣人稀，經(jīng)濟(jì)發(fā)展一般，還沒有能力在環(huán)境治理方面投入較大的資金，需要一種投資相對小，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用低的污水處理工藝。目前我國普遍采用二級(jí)生化工藝來集中大規(guī)模處理居民的生活污水，與之配套的是龐大的管網(wǎng)投資，而建造中小型人工濕地污水處理設(shè)施，從一定程度上可以緩解水污染目益增多與資金短缺的矛盾。故人工濕地這種古老的污水處理工藝，將在新時(shí)代重新發(fā)揮更大的作用[4]。

2.2.2技術(shù)可行性

從 1974 年德國的第一個(gè)人工濕地試驗(yàn)開始 ,美國、英國、澳大利亞、捷克共和國等國家相繼在此領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，均得到了較為滿意的效果，出水水質(zhì)可以達(dá)到二級(jí)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要求。通常情況下，對 COD，BOD5，SS的處理效率均可達(dá)到 70 %～90 %；對細(xì)菌性污染物的處理效果可以達(dá)到 99 %；對 N 的凈化效果一般也可達(dá)到 50 %；P的凈化效果比 N 稍差一些。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。

與國外相比，我國人工濕地處理廢水的研究較晚，最早是在1987 年天津市環(huán)保所建成了我國第一個(gè)占地 6 hm2、處理規(guī)模為 1 400 m3/ d 的蘆葦床濕地工程 ,標(biāo)志著我國人工濕地廢水處理系統(tǒng)的應(yīng)用研究正式開始[5 ]；1990 年 7 月又在深圳建設(shè)了白泥坑人工濕地污水處理系統(tǒng)。隨后在北京、沈陽、山東濰坊、新疆阿圖什等地也相繼建造了一批人工濕地廢水處理系統(tǒng)，取得了許多重要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，為我國人工濕地系統(tǒng)的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。大量的小試和中試研究結(jié)果表明，在我國大部分地區(qū)應(yīng)用人工濕地污水處理技術(shù)是可行的[6]。

2.2.3環(huán)境可行性

人工濕地系統(tǒng)能較充分地利用濕地植物以及基質(zhì)的自然凈化能力，并在污水凈化過程中促進(jìn)生物的生長，增加綠化面積，利用人工濕地處理系統(tǒng)處理生活污水的同時(shí)，也可以做到美化環(huán)境，為市民、游人創(chuàng)造了良好的生態(tài)人居環(huán)境，取得了顯著的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益[7]。

人工濕地的建設(shè)策略

一要注意采取綜合措施，實(shí)施綜合治理。由于農(nóng)村水環(huán)境問題情況十分復(fù)雜，污染源分散、種類繁多，即有點(diǎn)源污染又有面源污染，既有農(nóng)村內(nèi)部的問題也有來自工業(yè)和城市的問題，而且涉及多個(gè)部門和領(lǐng)域，因此農(nóng)村水環(huán)境改善工作必須采取綜合措施，綜合治理，包括法律制度措施、工程技術(shù)措施和個(gè)人行動(dòng)規(guī)范措施。在工程技術(shù)措施上，要綜合采取減少污染源措施（如清潔生產(chǎn)、節(jié)約用水）、提高農(nóng)田及水環(huán)境自凈能力措施以及人工污水處理措施，僅僅采取人工處理措施是十分有限的，而且在經(jīng)濟(jì)上難以承受[8]。

二要充分利用和提高農(nóng)村地域的自然凈化能力。即充分利用農(nóng)村周邊的河流、渠系、池塘、農(nóng)田和荒地等，開展土地污水處理、污水灌溉，建設(shè)氧化塘或自然濕地，構(gòu)建水循環(huán)系統(tǒng)和水生植物與荒地結(jié)合的生態(tài)凈化系統(tǒng)，以及建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)等措施。

結(jié)語

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村污染問題日益嚴(yán)重，針對農(nóng)村人口分布分散和資金短缺情況，采用合理的、行之有效的污水處理技術(shù)對農(nóng)村污水進(jìn)行處理是可行并且非常必要的。

⑴農(nóng)村污水COD，BOD5，SS等濃度較低，經(jīng)過人工濕地處理后，完全可以保證出水達(dá)到二級(jí)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要求。

⑵農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展一般，還沒有能力在環(huán)境治理方面投入較大的資金，人工濕地建成后運(yùn)行費(fèi)用基本為零，且使用壽命較長，解決了農(nóng)村因?yàn)橘Y金問題而無法投資建設(shè)污水處理設(shè)施的問題。

⑶人工濕地系統(tǒng)在污水凈化的同時(shí)增加綠化面積，達(dá)到美化環(huán)境的目的，為市民、游人創(chuàng)造了良好的生態(tài)人居環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 席北斗，魏自民，夏訓(xùn)峰.農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綜合治理[M].新時(shí)代出版社，2008.[2]楊繼富，李久生，郝桂玲.改善我國農(nóng)村水環(huán)境的總體思路和建議[C].中國水利學(xué)會(huì)第二屆青年科技論文集，2005：8-13.[3] 王世和.人工濕地污水處理理論與技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2007.[4]唐晶，呂錫武，吳琦平，吳義鋒.生物、生態(tài)組合技術(shù)處理農(nóng)村生活污水研究[J].中國給水排水，2008，24（17）：1-4.[5]高拯民.城市污水土地處理利用設(shè)計(jì)手冊[N].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1990.241-244.[6]張虎成，俞穆清，賈春明.吉林西部建設(shè)人工濕地污水處理系統(tǒng)可行性研究[J].東北師大學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2005，37（1）：99-103.[7] 汪俊三.植物碎石床人工濕地污水處理技術(shù)和我的工程案例[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2009.[8] 尹軍，崔玉波.人工濕地污水處理技術(shù) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

第二篇：水解酸化-人工濕地處理農(nóng)村污水

水解酸化-人工濕地處理農(nóng)村污水

摘要：福建某飲用水源地采用水解酸化-人工濕地工藝處理農(nóng)村污水，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明：該工藝切實(shí)可行、運(yùn)行成本低，取得了較好的處理效果。當(dāng)進(jìn)水CODCr，BOD5，SS，NH3-N，TP 質(zhì)量濃度分別低于200，300，200，25，5mg/L 時(shí)，出水CODCr，BOD5，SS，NH3-N，TP 質(zhì)量濃度分別低于60，60，80，15，0.5mg/L。該系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定可達(dá)《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，出水直接回灌農(nóng)田或山林，不設(shè)排放口，可以很好地保護(hù)水源。

關(guān)鍵詞：水解酸化；人工濕地；農(nóng)村污水

中圖分類號(hào): X7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào): 1674-4829（2012）04-0026-03

Rural Sewage Treatment Using Hydrolysis and Acidification22．

[2] 劉斯斯.統(tǒng)分結(jié)合綜治農(nóng)村污水[J].中國投資, 2011（3）:5626．

[4] 江蘇省建設(shè)廳.農(nóng)村生活污水處理適用技術(shù)指南[M].南京: 江蘇省建設(shè)廳, 2008． [5] 張自杰, 林榮忱, 金儒霖．排水工程(下冊)[M]． 4 版．北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2000． [6] 張克強(qiáng)．農(nóng)村污水處理技術(shù)[M]．北京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2006． [7] 張璇, 鄧?yán)?水解酸化的作用機(jī)理[J].北方環(huán)境, 2011（9）: 191-193.作者簡介：李艷波(1978-)，女，河南濟(jì)源人，碩士，講師，主要研究方向?yàn)轱嬘盟谋Ｗo(hù)及水污染控制技術(shù)。

第三篇：特別分析我國人工濕地污水處理技術(shù)

特別分析我國人工濕地污水處理技術(shù)

1人工濕地污水處理系統(tǒng)概述 1.1人工濕地系統(tǒng)的組成

人工濕地主要由三部分組成:植物、微生物、填料。植物如蘆葦、風(fēng)車草等水生植物,可以直接吸收污水中的有機(jī)物作為其生長的營養(yǎng)物質(zhì),也可以吸附、富集一些有毒的重金屬,可以將空氣中的氧氣輸送到根區(qū),為床體中好氧和厭氧微生物提供良好的環(huán)境。微生物在濕地對污水中污染物的生物降解過程中起到了重要的作用,有機(jī)物被生物膜吸附后通過微生物的呼吸作用去除。填料如土壤、砂子、礫石等,是微生物生長的空間和場所,是濕地水生植物的載體。1.2人工濕地系統(tǒng)的分類

1.2.1表層流人工濕地表層流人工濕地在外貌和功能上都與自然濕地最為相似,廢水在土壤的上層水平流動(dòng),固態(tài)懸浮物被填料及根系阻擋截留,通過濕地而沉淀,同時(shí)微生物也附著在填料或植物的根莖葉上,發(fā)揮生物降解作用。

1.2.2潛流人工濕地廢水從濕地表面縱向流入填料床的底部,床體處于不飽和狀態(tài),氧可通過大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入人工濕地系統(tǒng),但生物作用主要是厭氧反應(yīng)。

1.2.3立式流濕地水流動(dòng)情況綜合了表層流式和潛流式的特點(diǎn),但其建造要求高,易滋長蚊蠅,尚不多見。

1.3人工濕地污水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)

濕地系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用平均僅為傳統(tǒng)二級(jí)污水廠的1/10～1/2，費(fèi)用低?；旧隙寄苓_(dá)到規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)有資料分析，濕地處理系統(tǒng)不僅可處理以耗氧有機(jī)物和氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)為主的生活污水，尤其是對重金屬和酸性的有機(jī)及無機(jī)礦物質(zhì)污染有良好的去除效果。且對負(fù)荷變化的適應(yīng)能力強(qiáng)，能全年運(yùn)轉(zhuǎn)，管理維護(hù)方便，但北方地區(qū)冬季易結(jié)冰。2 我國人工濕地污水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀 2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來，我國在人工濕地的技術(shù)開發(fā)方面取得了一定的進(jìn)展。1988～1990 年，在北京昌平進(jìn)行了表層流人工濕地處理系統(tǒng)的研究，處理量為500t/d 的生活污水和工業(yè)廢水，占地2hm2，水力負(fù)荷為4.7cm/d，COD 去除效率為81.2%，BOD 去除效率為85.8%。1990 年7月，國家環(huán)保局華南科學(xué)研究所在深圳市郊設(shè)計(jì)、建成了白泥坑人工濕地污水處理試驗(yàn)工程，整個(gè)系統(tǒng)采用潛流式植物碎石體和兼性穩(wěn)定塘相組合的設(shè)計(jì)，COD去除效率為71%，BOD 去除效率為90%。深圳市河流綜合治理重點(diǎn)工程之一的沙田人工濕地污水處理廠，于2000 年12 月開始建設(shè)，2001 年7 月建成投產(chǎn)，處理規(guī)模為5000m3/d，占地2 萬m2，COD 去除效率76%，BOD 去除效率78%。目前，山東省也在積極開展人工濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃工作。

人工濕地除處理生活污水外，還廣泛應(yīng)用于處理農(nóng)業(yè)面源污染、垃圾場滲濾液、富營養(yǎng)化水體、采油廢水、采礦廢水等。隨著研究的逐漸深入，人工濕地還被用于改善飲用水源的水質(zhì)，如利用人工濕地改善北京官廳水庫水質(zhì)，出水基本滿足地面水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 人工濕地處理污水在國內(nèi)的優(yōu)勢 2.2.1 面源污染的控制

長期以來，村鎮(zhèn)與社區(qū)的污水處理沒有受到應(yīng)有的重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，95%以上的生活污水及糞便廢水被直接排入地下或江河湖泊，加重了水污染控制的難度。因此，可將適當(dāng)負(fù)荷的人工濕地污水處理系統(tǒng)應(yīng)用于面源污染控制。2.2.2 城市污水處理的經(jīng)濟(jì)型模式

目前，國內(nèi)外普遍采用二級(jí)生化處理工藝來集中處理量大面廣的生活污水，往往需要龐大的充氧曝氣設(shè)施，大規(guī)模的收集管網(wǎng)，較高的運(yùn)行費(fèi)用和管理水平。同時(shí)，去除氮、磷污染物的能力較差，易造成受納水體的富營養(yǎng)化。應(yīng)用人工濕地進(jìn)行小型分散化的污水就地處理模式，不需要大量的污水收集管網(wǎng)，而且其建造費(fèi)用可由開發(fā)商、居民和政府共同承擔(dān)，在某種意義上緩解了水污染日益增多與政府資金短缺之間的矛盾。

2.2.3 飲用水源和景觀用水的保護(hù)

人工濕地系統(tǒng)較能充分地利用自然中的濕地植物以及基質(zhì)的自然凈化能力，并在污水凈化工程中促進(jìn)植物的生長，增加綠化面積，并為野生動(dòng)物提供棲息地，有利于生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。利用人工濕地處理系統(tǒng)處理城市公園、綠地景觀水的同時(shí)，也美化了環(huán)境，為市民、游人創(chuàng)造了良好的生態(tài)環(huán)境，取得了顯著的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.4 人工濕地的資源化利用

人工濕地處理分散型生活污水的一個(gè)重要優(yōu)勢，便是經(jīng)過人工濕地系統(tǒng)處理凈化的污水可做中水回用，以解決目前普遍面臨的水資源危機(jī)。在農(nóng)村地區(qū)，可以利用凈化后的污水用于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等； 在城鎮(zhèn)社區(qū)，生活污水集中于人工濕地系統(tǒng)處理后，可直接用于社區(qū)的花木澆灌等，兼具了綠化和美化小區(qū)環(huán)境的作用。2.2.5 其他

此外，在人工濕地系統(tǒng)推廣種植用于生產(chǎn)生物質(zhì)能源的植物，具有很大的經(jīng)濟(jì)潛力。目前，多數(shù)能源植物的研究尚處于實(shí)驗(yàn)和示范階段，而我國在能源植物作為濕地植物種植方面所開展的工作幾乎空白。2.3 國內(nèi)應(yīng)用濕地污水處理存在的問題 2.3.1 工藝存在的問題

我國在人工濕地系統(tǒng)應(yīng)用中普遍存在的問題有：

①淤積阻塞。造成這種情況的原因，往往是污水沒有經(jīng)過預(yù)處理直接排入濕地，或是在人工濕地運(yùn)行的初期，植物根系不發(fā)達(dá)導(dǎo)致去除懸浮物能力較差，有些情況下，甚至是由于進(jìn)水水力負(fù)荷太大或是洪水暴雨對人工濕地床體的沖擊而造成堵塞。②坡降變化。由于水流的不斷流動(dòng)、沖刷，造成處理單元的坡降發(fā)生改變，致使配水不均，增加了單位面積處理單元的水力負(fù)荷，同時(shí)也使得有機(jī)負(fù)荷的區(qū)域分配不均，降低了處理效果。

③水生動(dòng)植物對處理系統(tǒng)的影響。④對周圍土壤有滲透的影響。2.3.2 土地資源可利用性的制約

一般來說，人工濕地處理負(fù)荷較低，因此占地面積較大。以深圳沙田污水廠為例，處理1m3 污水需要濕地的面積為1.88m2 如果考慮前期處理，總用地為4m2/m3。如果以每人每天平均用水300L 計(jì)算，則平均處理一個(gè)人每天所產(chǎn)生的污水便需要1.2m2 的面積。由深圳白泥坑人工濕地污水處理試驗(yàn)工程可知，處理1m3 污水需要濕地的面積為2.7m2 左右，相較于傳統(tǒng)生化二級(jí)處理，單位污水處理用地明顯較大，特別是我國大部分地區(qū)土地資源都較為緊張的情況下，人工濕地污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用更受影響。

2.3.3 氣候條件的制約

我國南方地區(qū)洪水及雨季對人工濕地的運(yùn)行影響很大，往往改變了實(shí)地處理單元中的坡降甚至淹沒濕地，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)。而在北方地區(qū)，氣溫則是影響構(gòu)建濕地運(yùn)行的最重要因素，系統(tǒng)的處理效率最低或者甚至為零。2.3.4 缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù)和統(tǒng)一規(guī)范

由于我國人工濕地污水處理技術(shù)起步較晚，且目前投入運(yùn)行試驗(yàn)的人工濕地污水處理系統(tǒng)較少，所以關(guān)于人工濕地的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維護(hù)等過程的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料，目前還沒有系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)和整理，長期運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也缺乏可靠積累。3 展望

人工濕地是一種很有發(fā)展前景的污水處理系統(tǒng)，今后應(yīng)該從以下幾個(gè)方面尋求新的突破。

3.1 建立人工濕地?cái)?shù)據(jù)庫

由于各地的氣候條件, 濕地規(guī)模，負(fù)荷率，幾何布置，植物種類構(gòu)成，及廢水的類型構(gòu)成等變化很大，因而對人工濕地很難有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)。因此，建立必要的數(shù)據(jù)庫，有助于濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理維護(hù)。3.2 進(jìn)一步探索人工濕地機(jī)理

由于其所涉及機(jī)理的復(fù)雜性和領(lǐng)域的廣泛性，雖然有些機(jī)理研究已經(jīng)得到初步的認(rèn)可，但是仍有許多問題需要進(jìn)一步研究。比如，目前仍未完整地建立起各種污染物的去除反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，現(xiàn)有的模型基本為一些經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ投鵁o法得到廣泛的應(yīng)用。3.3 改良人工濕地技術(shù)

目前，世界各國都投入了大量精力以改良人工濕地技術(shù)，將一些傳統(tǒng)污水處理技術(shù)引入人工濕地。除了對現(xiàn)有的人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行研究以改良和優(yōu)化工程設(shè)計(jì)參數(shù)外，對系統(tǒng)的長期運(yùn)行能力和管理問題也正在得到深入研究。例如，選擇適當(dāng)?shù)牟僮鞣绞?以防止填料的堵塞;選擇新型的填料,以確保長期的除磷效果;選擇新型的水生植物,以提高濕地系統(tǒng)的綜合效益等。3.4 加強(qiáng)濕地植物生物質(zhì)能的利用研究

濕地植物具有很大的生物質(zhì)能價(jià)值，開發(fā)合適的經(jīng)濟(jì)的生物質(zhì)能的利用技術(shù)，最大化人工濕地系統(tǒng)資源利用，在發(fā)揮其生態(tài)效益的同時(shí)，可增加一定的經(jīng)濟(jì)效益。

第四篇：我國人工濕地污水處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

我國人工濕地污水處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

何勝

13級(jí)環(huán)境科學(xué)二班

摘要：人工構(gòu)建濕地對于污水的處理是建立于自然濕地對于污水的處理之上的一種新型的污水處理技術(shù)，它具有區(qū)別于其他的污水處理方式的獨(dú)特優(yōu)勢，受到了國內(nèi)外污水處理部門的廣泛青睞。本文對于濕地污水處理系統(tǒng)的定義進(jìn)行了簡單介紹，對于人工濕地的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡單闡述，針對人工濕地的優(yōu)缺點(diǎn)也進(jìn)行了分析；同時(shí)還介紹了污水在濕地當(dāng)中的處理過程以及凈化機(jī)理，最后介紹了我國人工濕地處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，存在的問題和改善措施。以及簡單介紹目前國內(nèi)有哪些運(yùn)行良好的從事人工濕地污水處理的企業(yè)工程 關(guān)鍵詞：人工濕地；污水處理現(xiàn)狀；當(dāng)前特征及展望

Abstract: the artificial construction of wetlands for wastewater treatment is based on natural wetlands for wastewater treatment on a new type of sewage treatment technology, it is different from other way of sewage disposal of unique advantages, widely favored by the wastewater treatment sector at home and abroad.In this paper, definition of wetland sewage treatment system has carried on the simple introduction, for briefly elaborated the present situation of the artificial wetland, in view of the paper has analyzed the advantages and disadvantages of artificial wetland;At the same time also introduces the process and the purification mechanism of sewage in wetland, finally introduced the our country the present situation of the application of artificial wetland treatment technology, existing problems and improving measures.And simple introduce what are the current domestic well-run enterprise of artificial wetland wastewater treatment engineering.Keywords: artificial wetland;The sewage processing status;The current characteristics and prospects

0引用

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,污水的種類和產(chǎn)量也隨之不斷增加,需要設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)、更為高效以及適應(yīng)范圍更為廣泛的污水處理系統(tǒng),來面對這一日益嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)問題。然而,我國已經(jīng)興建的許多城市二級(jí)污水處理廠由于處理成本和維持費(fèi)用昂貴而經(jīng)常處于間歇運(yùn)行或者根本不運(yùn)行的狀態(tài),導(dǎo)致大量建設(shè)資金的浪費(fèi)和環(huán)境污染的日趨惡化。此外,傳統(tǒng)的活性污泥法以去除碳源污染物為主,對氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去

【】除則微乎其微,出水排入環(huán)境水體后易引起富營養(yǎng)化等問題1。而人工濕地污水處理技術(shù)在許多領(lǐng)域內(nèi)成為了傳統(tǒng)污水處理工藝的廉價(jià)替代方案，目前應(yīng)用較多的類型是表面流濕地和水平潛流濕地利用人工濕地處理污水有著傳統(tǒng)處理工藝不可比擬的優(yōu)勢：投資少，造價(jià)，運(yùn)營成本低廉；系統(tǒng)組合具有多樣性、針對性、能夠靈活地進(jìn)行選擇；處理污水具有高效性；【】有獨(dú)特的綠化環(huán)境功能2。

1人工濕地的概念與歷史

人工濕地系統(tǒng)是將污水引到人工建造的類似于沼澤的濕地上,在一定的填料上種植特選的植物,形成一個(gè)獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境,利用植物的根脈和其周圍土壤微生物來聯(lián)合對污水進(jìn)行處理,污水流經(jīng)濕地時(shí)大量的污染物被填料和植物根系阻擋截留,有機(jī)污染物和N、P等

【】則通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被除去3。

運(yùn)用人工濕地處理污水可追溯到1903年，建在英國約克郡Earby的人工濕地，被認(rèn)為是世界上第一個(gè)用于處理污水的人工濕地，連續(xù)運(yùn)行直到1992年。而人工濕地生態(tài)系統(tǒng)在世界各地逐漸受到重視并被運(yùn)用，還是在20世紀(jì)70年代德國學(xué)者Kichunth提出根區(qū)法(the root-zone-method)理論之后開始的[4]。20世紀(jì)70年代以來,人工濕地污水處理系統(tǒng)在我國得到了迅速發(fā)展：1987年,天津市環(huán)境保護(hù)研究所建成我國第一座蘆葦濕地工程,處理規(guī)模為1 400 m3·d-1；1990年,華南環(huán)境保護(hù)研究所建成深圳白泥坑人工濕地示范工程,以及近年來成都市活水公園和沈陽市新近建成通水的馬官橋污水生態(tài)處理廠,都是人工濕地污水處理的【】典型范例1。

2人工濕地的組成及分類

2.1人工濕地的組成

人工濕地由以下五部分組成：（1）各種透水性的基質(zhì)，如土壤、砂、礫石；（2）在飽和水和厭氧基質(zhì)中生長的植物，如蘆葦；（3）水體（在基質(zhì)表面下或表面上流動(dòng)的水）；（4）好氧或者厭氧微生物種群；（5）無脊椎或脊椎動(dòng)物。其中微生物、水生植物以及基質(zhì)是人工

【】濕地的主要組成部分，也是影響污染物去除率的重要因素4。

2.2人工濕地的分類 2.2.1處理系統(tǒng)的類型

按照工程設(shè)計(jì)和水體流態(tài)的差異，人工濕地污水處理系統(tǒng)可以分為表面流濕地、水平流濕地和垂直流濕地3種主要類型（圖

1、表1）

【】

表1 人工濕地污水處理分類及其特點(diǎn)5

圖1 人工濕地的類型及其構(gòu)造

[4]

2.2.2濕地中主要植物類型 濕地植物，在人工濕地系統(tǒng)中起著重要的作用，在濕地凈化污水的過程中，被稱為“營養(yǎng)鹽清道夫”。按照應(yīng)用類型，可分為觀葉植物、觀花植物、草皮植物、地被植物等;按生長環(huán)境可分為水生植物、沼生植物和濕生植物三類;按植物的生活類型看，可分為挺水植物、【6】【】沉水植物和浮水植物三類。常用于人工濕地系統(tǒng)的植物有蘆葦、香蒲、荷花、美人蕉

7、【】【】【】鳳眼蓮

8、黑麥草、菖蒲

9、金邊麥冬10等。

【】在人工濕地凈化污水過程中,植物的直接作用可以歸納為3個(gè)重要的方面:11

(1)直接吸收污水中可利用的營養(yǎng)物質(zhì),吸附和富集重金屬和一些有毒有害物質(zhì);(2)為根區(qū)好氧微生物輸送氧氣;(3)增強(qiáng)和維持介質(zhì)的水力傳輸。除此之外,植物根系能分泌多種有機(jī)復(fù)合物,為微生物提供碳源。

此外,濕地植物還具有3個(gè)間接的重要的作用:(1)顯著增加微生物的附著(植物的根莖葉);(2)濕地中植物可將大氣氧傳輸至根部,使根在厭氧環(huán)境中生長;(3)增加或穩(wěn)定土壤的透水性。

【】

表2 主要植物類型12

表3 常用濕地植物的性質(zhì)

【11】

3人工濕地凈化污水的原理

3.1基質(zhì)的作用

基質(zhì)是人工制造的填料，它是用沙、石、土等以按照不同的排列及不同的厚度鋪成的，植物可以在上面生長，土壤中的分解者可以依附在上面。它不但是廢水凈化的重要物質(zhì)，還是微生物生長的重要場所，又為水中生長的動(dòng)植物提供營養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)廢水中的有機(jī)物質(zhì)到達(dá)人工濕地時(shí)，基質(zhì)會(huì)發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)變化，將廢水中的有機(jī)元素氮和磷吸收?；?/p>

【】質(zhì)的選材不同，其凈化的結(jié)果也不同5,12,13,14。

3.2植物的作用

植物在人工濕地系統(tǒng)中起著很大的作用

【15】。

3.2.1吸收作用

植物作為濕地的初級(jí)生產(chǎn)者，具有吸收儲(chǔ)存水體營養(yǎng)物!凈化污染物!抑制低等藻類生長!促進(jìn)其他水生生物代謝的作用。污水中的氮以有機(jī)氮和無機(jī)氮兩種形式存在，其中無機(jī)氮被植物吸收利用，污水中的氮以有機(jī)氮和無機(jī)氮兩種形式存在，其中無機(jī)氮被植物吸收利用，作為生長過程中不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)；部分有機(jī)氮被微生物分解成氨氮后，也能被植物吸收利用。植物將吸收的氮素合成蛋白質(zhì)等有機(jī)氮，再通過收割植物將有機(jī)氮去除。人工濕地法在處理污水時(shí)，廢水中的無機(jī)磷在植物吸收劑同化作用下可轉(zhuǎn)化成ATP、DNA、RBA等有機(jī)成分，然后通過收割植物而去除。植物可通過根部直接吸收水溶性重金屬，還能通過改變根系環(huán)境來改變污染物的化學(xué)形態(tài)，達(dá)到降低或消除重金屬污染物化學(xué)毒性和生物毒性的作用。一般認(rèn)為植物對重金屬的吸收能力為沉水植物>漂浮植物>挺水植物，不同植物以及同一植物的不同部位對重金屬的吸收作用也不同，一般為根>莖>葉，且各部位對重金屬的累積系數(shù)隨

【13】 污染物濃度的上升而下降。3.2.2傳輸作用

對于人工濕地生態(tài)系統(tǒng)而言，植物生長過程中是否有充足的氧，決定著植物對所生長環(huán)境中的污染物的吸收和去除能力。人工濕地植物能將光合作用產(chǎn)生的氧氣通過氣道輸送至根區(qū)，在植物根區(qū)的還原態(tài)介質(zhì)中形成部分氧化態(tài)的微環(huán)境，這種有氧態(tài)和缺氧態(tài)微環(huán)境的共同作用為根區(qū)的好氧!缺氧和厭氧微生物提供了各自適宜的小環(huán)境，使不同的微生物生長在一起，發(fā)揮相輔相成的作用，這樣污水中的污染物能在微生物的新陳代謝作用下完全去除。植物根系是影響水力特征的主要因素，根系對介質(zhì)的穿透作用!根系橫向和縱向的擴(kuò)張作用，在介質(zhì)中形成許多微小的間隙，增強(qiáng)了介質(zhì)的疏松度，使介質(zhì)的水力傳輸作用得到增強(qiáng)。另外，植物的根系腐爛后，剩下許多的空隙和通道，這些空隙和通道增強(qiáng)了土壤的通透性，也【16,】有利于土壤水力傳輸。

3.3微生物的作用

微生物在人工濕地中占有極其重要的地位。微生物的數(shù)目可以直接反映出人工濕地的處理廢水的能力。微生物將污水中的有機(jī)元素作為自己的養(yǎng)料，最終將廢水中的有機(jī)物去除。人工濕地中的微生物數(shù)目是一定的，當(dāng)廢水排放量增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致某類別的微生物數(shù)量增多，但會(huì)在一段時(shí)間后恢復(fù)平穩(wěn)。在植物的不同部位，其含有的微生物種類和數(shù)目也不同，在植物的根莖，數(shù)目較多的是好氧型微生物；在植物的根系，除了好氧型微生物還有兼性厭氧型微生物；而在距離根系較遠(yuǎn)的地方，厭氧型微生物最多。微生物不光吸收污水中的有機(jī)物質(zhì)，還對有毒物質(zhì)降解和對重金屬進(jìn)行分解，以去除污水中的有機(jī)物質(zhì)和重金屬[12,13,17]。

4.影響人工濕地污水處理能力的因素

濕地的污水凈化性能主要依賴于當(dāng)?shù)氐臍夂颉竦刂兴鲃?dòng)力學(xué)特性、植物種類、微生物類群及基質(zhì)組成。其中當(dāng)?shù)貧夂蚴侵饕绊懸蛩?因?yàn)槠溆杏绊懫渌麕醉?xiàng)因素的作用,濕地植物 種類、微生物活性和土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的生化循環(huán)都與氣候有關(guān)[3,17]。

4.1濕地植物的類別

人工濕地廢水處理系統(tǒng)中的植物對污水的處理能力很強(qiáng)，效果最好的是挺水植物，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，寬香葉蒲對油脂，Pb及Zn的吸收效果極佳；根系濃密的植物中水麥冬對N和P的吸收效果最好。香蒲，菱白等植物有很好的凈污效果，使水質(zhì)更清澈。

4.2基質(zhì)的類別

基質(zhì)在處理污水中占有很大的作用，植物的生長離不開基質(zhì)的營養(yǎng)提供，在廢水凈化中有很多物理沉降作用。當(dāng)然，不同的基質(zhì)對污水的處理能力不同，如果基質(zhì)的選材和材料的大小選擇不當(dāng)，則對污水的凈化能力會(huì)很弱。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，選用細(xì)石子做濕地的填料，對污染物的處理效果最好。

4.3水流的方式

表面流型的濕地對污水的處理能力比較弱；水平潛流濕地對一些特定的有機(jī)物和重金屬能很好地去除；垂直流濕地系統(tǒng)的硝化水平比較高。將不一樣類別的濕地系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，會(huì)很好提升對污水的凈化能力。

4.4溫度和 PH值

溫度的變化直接影響 , 的氨化、硝化與反硝化過程，從而影響人工濕地對 , 的去除"低溫下微生物基質(zhì)酶的活性將受到抑制，導(dǎo)致酶促反應(yīng)速度很慢，進(jìn)而影響到硝化和含氮有機(jī)物的降解。除此外，隨著季節(jié)氣溫的變化，植物不斷生長，植物在不同生長時(shí)期對氮磷的吸收能力也是不同的，一般在春季和夏季，植物生長迅速，生物量增加，對氮磷的吸收增加，出水中氮磷含量較少，在秋季植物枯萎后，吸收速度放慢，而冬季死亡的植株甚至?xí)尫帕椎綕竦刂校率钩鏊辛缀可仙?，無機(jī)磷含量甚至高于進(jìn)水。PH值對人工濕地磷的去除

【】影響較大.因?yàn)閺U水中磷的去除主要是靠基質(zhì)的物理化學(xué)作用，這與介質(zhì)的酸堿環(huán)境有關(guān)18。

4.5 DO值

DO對氮的硝化、反硝化及磷的生物吸收和同化具有很大的影響。DO值過低是，出現(xiàn)缺氧狀態(tài)抑制了硝化作用的進(jìn)行，不能產(chǎn)生大量的亞硝酸鹽和硝酸鹽，繼而使反硝化過程不能進(jìn)行。DO值的提高可以有效增強(qiáng)微生物的代謝能力，促進(jìn)微生物對磷的吸收和同化，也使硝

【】化細(xì)菌的呼吸活動(dòng)加強(qiáng)，對有機(jī)物的降解起到了促進(jìn)作用18。

5人工濕地的污染物去除機(jī)理

人工濕地可通過水體、基質(zhì)、水生植物、微生物和腐殖化碎屑之間一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)和生化反應(yīng)，通過沉淀、過濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解、轉(zhuǎn)化及吸收途徑實(shí)現(xiàn)對水中諸如懸浮物、有機(jī)物、營養(yǎng)元素、金屬離子、病原體和難降解有機(jī)物等污染【】物的去除4。

5.1有機(jī)物的去除機(jī)制

國內(nèi)對人工濕地去除污染物的研究主要集中在營養(yǎng)鹽N、P 上，對持久性有機(jī)污染物去除效果的研究工作開展的相對較少[19]。污水中的有機(jī)物包括溶解性有機(jī)物和顆粒性有機(jī)物。顆粒性有機(jī) 物通過在濕地基質(zhì)中的沉積、過濾作用可以很快地被截留，進(jìn)而被分解或利用 ,可溶性有機(jī)物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及厭氧好氧生物代謝降解過程而被分【】解去除[20]。萬寧19等人經(jīng)過研究指出濕地中植物和填料可以為微生物提供一個(gè)好氧、缺氧和厭氧環(huán)境，這種有氧和缺氧區(qū)域的共同存在為根區(qū)好氧菌，厭氧菌和兼性菌等各種微生物提供了適宜的生存環(huán)境，促進(jìn)了根區(qū)微生物的生長繁殖，從而提高系統(tǒng)的凈化能力。人工濕地系統(tǒng)雖然對有機(jī)物的去除率較高，但是隨著系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間增加會(huì)出現(xiàn)有機(jī)物的積累現(xiàn)象，而影響凈化效果。研究表明，水體在植物床填料內(nèi)流動(dòng)時(shí)，隨著遷移距離的延長，COD 的降解速率呈現(xiàn)減慢的趨勢[21]。

5.2氮的去除機(jī)制

人工濕地對氮的去除主要是依靠基質(zhì)-植物-微生物之間相互作用，通過物理、化學(xué)和生物過程協(xié)同完成的。人工濕地系統(tǒng)氮的主要轉(zhuǎn)化途徑有: 礦化、基質(zhì)吸附固定、植物/微生物同化吸收、硝化、反硝化和氨揮發(fā)等作用, 但是揮發(fā)、填料吸附和植物攝取的氮量十分有限【22,23】。

5.2.1氨揮發(fā)

氨揮發(fā)是一個(gè)物理化學(xué)過程，氨氮在氣態(tài)和離子態(tài)之間平衡。研究表明，當(dāng)pH<8.5 時(shí),可以忽略氨氮的揮發(fā)[22]。在PH值為 8.3 時(shí)，可揮 發(fā) 性 氣 態(tài) 氨 占10 ； 而 PH 值為 7．3 時(shí) 僅 占 1 9／ 6[20]。

5.2.2硝化 — 反硝化

不同形態(tài)的氮在人工濕地中會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化，有機(jī)氮在氨化細(xì)菌的氨化作用下轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3-N，再通過硝化作用，硝化細(xì)菌把NH3-N轉(zhuǎn)化為NO2--N和NO3--N, 最后通過反硝化過程，細(xì)菌在厭氧或缺氧環(huán)境中利用有機(jī)物產(chǎn)能,將NO2--N和NO3—N代替O2作為電子受體，最終使氮以N2O和N2形式從系統(tǒng)中根本去除[18]。硝化只改變N的形 態(tài)，反硝化才真正

【】將N去除24。一般在潛流型人工濕地中，主要是厭氧環(huán)境的，反硝化速率明顯高于硝化速

【】率，硝化作用是脫氮的限制步驟22。

5.2.3植物吸收

水生植物在濕地脫氮過程中起了重要作用，植物可將氧氣輸送至根部，植物根系為微生物提供附著介質(zhì)，并直接同化吸收氮素。植物主要吸收氨氮和硝態(tài)氮，優(yōu)先吸收氨氮[22]。植物在系統(tǒng)去污過程中最重要的物理效應(yīng)是它能夠支撐床表面,提供良好的物理過濾條件,并

【】且可以為微生物的生長附著提供巨大的表面積23。不同的植物對系統(tǒng)的除氮效率也有不同的影響。袁東海[25]等對不同植物系統(tǒng)人工濕地凈化生活污水總氮效果研究指出無植被系統(tǒng)的人工濕地除 N 效果下降速度較快,當(dāng)污水中總氮的濃度為 80 mg/L 時(shí), 其總氮去除率僅為 37% 左右, 其它有植被系統(tǒng)的人工濕地除氮效果下降速度比較緩慢.在有植被系統(tǒng)的人工濕地中, 隨著污水總氮濃度的增加, 石菖蒲植被系統(tǒng)人工濕地仍有較高的 N 去除效率，【】在污水總氮濃度高達(dá)80 mg/L 時(shí), 其 N 去除效率仍維持在 65% 左右。廖新亻弟26等通過研究香根草和風(fēng)車草對豬場廢水氮磷處理效果得知香根草在水中能正常生長 ,并在去除垃圾污水和生活污水 N、P表現(xiàn)出明顯效果，是一種良好的凈化富營養(yǎng)水體的植物。

5.2.4介質(zhì)吸附

濕地基質(zhì)層具有吸附特性。污水經(jīng)過時(shí)，可以依靠基質(zhì)層的吸附作用而得到凈化，黏

【】土含量高的基質(zhì)層對氨態(tài)氮還有離子交換作用20。但是李玉潔卻認(rèn)為基質(zhì)對氮的去除作用

【】只是體現(xiàn)在為微生物的同化、降解和植物的吸收提供中介5。不過現(xiàn)在基本認(rèn)定濕地中的填料也可通過一些物理和化學(xué)的途徑如吸收、吸附、過濾、離子交換等去除一部分污水中的【】氮。沸石對氨態(tài)氮具有一定的吸附功能，大多都用此填料來處理含氮廢水的試驗(yàn)27。人工濕地系統(tǒng)中除氮的關(guān)鍵在于選擇填料, 因此新型價(jià)廉高效的吸附材料的開發(fā)應(yīng)用是目前人

【】工濕地污水處理的研究重點(diǎn)28。

5.3對磷的去除機(jī)制

污水中磷的存在形式常見的有磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷酸鹽等。人工濕地對磷的去除主要是通過基質(zhì)物理化學(xué)作用、植物吸收、與有機(jī)物結(jié)合、微生物的正常同化和過量積累等，而磷最終從系統(tǒng)中去除是依賴于濕地植物的收割和飽和基質(zhì)的更換[18]。根據(jù)研究資料顯示，【】人工濕地對磷的去除可達(dá)60%-90%5。對磷的吸收作用最強(qiáng)的是基質(zhì)的吸收作用，吸收效

【】果與基質(zhì)中鐵，鋁和鈣等離子濃度有關(guān)。對磷吸收最少的是植物的吸收13。李曉東等得出濕地基質(zhì)的除磷作用最大，富含Al3+、Fe3+、Ca2+的基質(zhì)通過吸附和沉淀反應(yīng)有很好的除磷效果。大量的富含Al3+、Fe3+、Ca2+的基質(zhì)(鋼渣)具有顯著地的除磷效果,但限于材料自身的特性,不能實(shí)際應(yīng)用。探索不同基質(zhì)的組合除磷作用是今后濕地基質(zhì)研究的熱點(diǎn),此外,深入研

【】究基質(zhì)中磷素解析釋放,也是今后需要重點(diǎn)開展的工作29。李海波等用水淬渣作基質(zhì)研究磷吸附-解吸效果，得出水淬渣基質(zhì)的磷飽和吸附量3333 mg·kg-1,其水溶性鈣含量為

【】01084%,pH值為7.54，適合作為濕地除磷基質(zhì)36。微生物在濕地除磷中有著重要的作用。研究表明，由于水芹濕地和鳳眼蓮濕地中含有大量的磷細(xì)菌，水芹和鳳眼蓮濕地對磷的凈化率比空白床分別高16.0%、8.1% [30]。雖然濕地系統(tǒng)內(nèi)附著大量的微生物，但人工濕地與傳統(tǒng)生物除磷在原理上有著本質(zhì)的不同.一方面，廢水中的有機(jī)磷經(jīng)過濕地系統(tǒng)磷細(xì)菌的代謝活動(dòng)轉(zhuǎn)變成磷酸鹽，磷酸鹽容易被富含Al 3 +，F(xiàn)e 3 +，Ca 2 + 的基質(zhì)吸附，這一部分磷最終殘留在濕地系統(tǒng)中而與水體分離，這種方式去除的磷占絕大部分。另一方面，濕地植物本身可以直接吸收磷的化合物，通過定期收割而除去這一部分磷，這一部分磷最終從濕地系統(tǒng)中分離出來，但只占很少一部分[31]。水生植物去除磷的機(jī)制之一是通過植物本身的吸收作用。不同植物的除磷效果是不同的,同一種植物的不同部位的除磷效果也是不【】同的32。另外徐和勝總結(jié)人工濕地對磷素的去除隨水力停留時(shí)間的延長而增加，停留時(shí)間大于 5.3 d 時(shí)，蘆葦濕地除磷效率可以高于 88%。濕地進(jìn)水 TP 負(fù)荷與磷去除速率之間有

【】較好的線性關(guān)系（R 2 > 0.91）33。不同濕地植物在生長速度、污染物的吸收轉(zhuǎn)化能力、泌氧能力等存在顯著差異，這導(dǎo)致基質(zhì)中的微生物種群及數(shù)量有所不同，篩選適宜的植物對穩(wěn)

【】定和提高人工濕地的凈化功能具有重要意義34。而夏宏生等認(rèn)為植物從污水中直接吸磷并非人工濕地系統(tǒng)除磷的主要機(jī)理，他提出人工濕地除磷技術(shù)仍處于應(yīng)用研究階段,主要集中

【】在以下幾方面:城鎮(zhèn)生活污水處理,非點(diǎn)源污染控制,水體水質(zhì)恢復(fù)35。

5.4重金屬的去除機(jī)制

重金屬的去除需要基質(zhì)，植物以及微生物的共同協(xié)作。研究發(fā)現(xiàn)，濕地系統(tǒng)對于鉻的去【】除效果最佳13。金屬離子去除機(jī)理主要有: 植物的吸收和富集作用、土壤膠體顆粒的吸附、【】懸浮顆粒的過濾和沉淀18。水生植物表現(xiàn)出的對銀、銅、鉛、鎘和鋅等微量元素的富集

【】作用和對營養(yǎng)大量需求的特性可以被充分利用37。

史增奎等研究表明鳳眼蓮吸收的鎘、鋅離子主 要 富 集 在 根 部(Cd2+ 2441.27 mg /kg, Zn2+ 6 412.17mg/kg),對鎘、鋅最大富集系數(shù)分別是 553.3、759.2。鳳眼蓮對鋅的富【】集能力稍高于對鎘38?？傊? 利用水生植物來遷移環(huán)境中的金屬離子, 修復(fù)污染的環(huán)境, 防止重金屬離子污染從陸地進(jìn)入水環(huán)境, 是非常經(jīng)濟(jì)、有效、易于操作的(自然和人工的濕

【】地對金屬離子轉(zhuǎn)換率甚至接近100%)38。例如，吳敏等研究發(fā)現(xiàn)種植植物可提高濕地除砷效率； 以陶粒為填料的各組砷去除率分別是５０％（空白對照組），６４％（蜈蚣草組）和７４％（燈心草組）；以錳砂為填料各組相應(yīng)的砷去除率分別是８９％，９５％和９１％【39】。并且譚彩云等人也用鳳眼蓮研究實(shí)驗(yàn)，探究鳳眼蓮對水中重金屬離子鉛、鋅、鉻的短期去除能力，最后得出300 g鳳眼蓮對 4 L濃度為 5~ 30mg/L的鉛離子溶液的去除率均

【】可達(dá)到 99 %的實(shí)驗(yàn)結(jié)論40。相比之下，曹優(yōu)明等用金邊麥冬人工濕地對含鉛廢水中的鉛進(jìn)行凈化處理實(shí)驗(yàn)，得到流量為 3 L／d時(shí)，金邊麥冬人工濕地對鉛的去除率最高，可達(dá)到

【】98．30％； 在流量為 18 L／ d 時(shí)，去除率仍可達(dá)到 82．63％的良好效果10。

6．人工濕地污水處理技術(shù)中存在的問題及解決辦法

6.1問題與不足

第一點(diǎn)是現(xiàn)在的污水處理技術(shù)偏重于植物對廢物的吸收，但是大量的植物莖稈沒有很好的處理，造成了一定程度的二次污染。第二點(diǎn)是人工濕地污水處理占地面積較大，對廢水的處理效率比較低。第三點(diǎn)是對人工濕地污水處理技術(shù)的原理認(rèn)知不全面，在水中生長的植物的選取不夠合理，對于基質(zhì)的設(shè)置也有很多的不足，水溫的控制不夠嚴(yán)格，水體的成分研究不清晰。第四點(diǎn)是人工濕地污水處理效果受氣候的影響較大，有些水生植物在冬季難成活，【】有些不耐高溫，有些易生病蟲13。

6.2解決辦法

針對人工濕地建設(shè)時(shí)占地面積大，在選址時(shí)，要綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，通?？梢园讶斯竦亟ㄔO(shè)在近郊地區(qū)，一方面不單單節(jié)省了市區(qū)的土地資源，另一方面，也可以直接對近郊周邊的生產(chǎn)基地作用。在解決植物單一性方面，需要相關(guān)部門，加強(qiáng)對適合該地區(qū) 氣候生長的物種進(jìn)行研究，多模仿 自然濕地環(huán)境，最大程度的發(fā)揮生物的凈化作用。另外，要加強(qiáng)對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的特殊工業(yè)廢水的處理研究，目前，由于經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，生產(chǎn)工業(yè)的節(jié)奏加快，其排放的廢水也 隨之增 多，加強(qiáng)特殊 工業(yè)廢水研 究，尋找最優(yōu)的去污機(jī) 理，最大程度的發(fā)揮人工濕地的作用，實(shí)現(xiàn)生物和經(jīng)濟(jì)效益最大化。除此之外，要加強(qiáng)對人工濕地管理人員的培訓(xùn)。人工濕地在長時(shí)間運(yùn)作會(huì)產(chǎn)生淤積堵塞現(xiàn)象，會(huì)造成之后的處理效用明顯降低，這需要管理人員要有充分的經(jīng)驗(yàn)和技能去維護(hù)人工濕地的運(yùn)作 【41】。

7.應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）澄江縣馬料河人工濕地污水處理工程。建設(shè)時(shí)間：2003年7月；工程工藝：氧化塘+垂直潛流+表流濕地；污水類型：城鎮(zhèn)生活污水；處理能力：3000m3/d；占地面積：20000m2；達(dá)標(biāo)要求：GB18918-2002一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)；目前狀況：正常運(yùn)行。馬料河人工濕地是云南省乃至國內(nèi)填料型人工濕地污水處理系統(tǒng)工程化應(yīng)用的典范之一。

(2)江川縣漁村大河人工濕地污水處理工程。建設(shè)時(shí)間：2004年11月；工程工藝：氧化塘+水平潛流；污水類型：農(nóng)村生活污水+農(nóng)業(yè)面源污染；處理能力：10000m3/d；占地面積：13000m2；達(dá)標(biāo)要求：地表水Ⅳ類水要求，部分滿足Ⅲ類要求；目前狀況：正常運(yùn)行，部分指標(biāo)達(dá)標(biāo)。該污水處理廠是高負(fù)荷潛流濕地處理富營養(yǎng)化污水的力作，此項(xiàng)工程也開啟了人工濕地高效處理污水的先河。

(3)玉溪市九溪人工濕地污水處理工程。建設(shè)時(shí)間：2008年5月；工程工藝：氧化塘+水平潛流+垂直潛流；污水類型：富營養(yǎng)化污水；處理能力：100000m3/d；占地面積：150000m2；達(dá)標(biāo)要求：地表Ⅳ類水要求，部分滿足Ⅲ類要求；目前狀況：正常運(yùn)行，出水達(dá)標(biāo)。此工程是迄今為止，國內(nèi)外面積最大的填料型人工濕地，工程出水除磷和氨氮外，均達(dá)到了地表3類標(biāo)準(zhǔn)，其藍(lán)藻的去除率達(dá)到99%以上。

（4）北京市奧林匹克森林公園人工濕地水質(zhì)改善工程于2006年在北京市朝陽區(qū)建成并運(yùn)行至今，由中國科學(xué)院水生生物研究所聯(lián)合北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等單位，承擔(dān)該工程中的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試再生水和運(yùn)行管理等方面工作。工程內(nèi)的人工濕地系統(tǒng)作為奧林匹克森林公園水質(zhì)改善、生態(tài)自然凈化系統(tǒng)的重要組成部分，主要功能是深度處理，保障奧林匹克森林公園主湖循環(huán)湖水水質(zhì)，并與其他水質(zhì)改善措施協(xié)同作用，保持整個(gè)水系水質(zhì)，同時(shí)創(chuàng)造獨(dú)特的濕地生態(tài)景觀，成為一個(gè)向世界展示北京生態(tài)城市內(nèi)涵的窗口。工程建成后，出水達(dá)到《奧林匹克森林公園水系水質(zhì)模擬和維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的模擬分析水質(zhì)目標(biāo)，即大部分水質(zhì)指標(biāo)在《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ-Ⅳ類。從景觀上來看，人工濕地系統(tǒng)在奧運(yùn)公園中形成獨(dú)特的濕地景觀，豐富公園的景觀多樣性，為運(yùn)動(dòng)員和游客提供良好的休閑空間。

8．展望

在我國，人工濕地在污水處理中的應(yīng)用研究尚處于初級(jí)階段，國家有關(guān)部門應(yīng)該在思想上進(jìn)一步提高對人工濕地處理污水重要性的認(rèn)知程度，在政策、資金、技術(shù)等方面提供大力支持和保障，定期組織召開研討會(huì)，作好宣傳、推廣工作。另外，應(yīng)該積極開展與廣泛利用人工濕地處理污水的國家間的信息交流工作。在未來的研究方向中，可著重對水生植物生理

【】生態(tài)種類篩選及有毒有害污染廢水凈化等方面進(jìn)行研究6。

參考文獻(xiàn)：

[1] 華濤，周啟星，賈宏宇.工濕地污水處理工藝設(shè)計(jì)關(guān)鍵及生態(tài)學(xué)問題[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15(7)：1289~1293.[2] 于少鵬，王海霞，萬忠娟，等.人工濕地污水處理技術(shù)及其在我國發(fā)展的現(xiàn)狀與前景[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2004,23（1）：23—29.[3] 蔡佩英，馬祥慶.人工濕地污水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].Subtropical Soil and Water Conservation，2008，20（1）：8~11.[4] 龔帆，王文成，趙吉?jiǎng)?人工濕地污水處理技術(shù)綜述人工濕地污水處理技術(shù)綜述[J].人工濕地污水處理技術(shù)綜述，2013，36（4）：15-19.[5] 李玉潔.人工濕地污水處理技術(shù)淺析[J].四川化工，2013,16（3）：51-54.[6]高侃，范旭.人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景展望[J].吉林林業(yè)科技,2014,43（3）：38-41 [7] 朱夕珍，崔理華，劉雯，等.垂直流美人蕉模擬人工濕地對化糞池出水的凈化效果[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2004，23（4）：761-765.[8]李亞治.水葫蘆水草人工濕地系統(tǒng)在再生漿造紙廢水處理中的應(yīng)用研究 [J].環(huán)境科學(xué)動(dòng)太，2000，（2）：28-30.[9] 曹優(yōu)明，戴濤.菖蒲人工濕地對煤礦廢水中鎘的處理研究[J].工業(yè)水處理,2012,32(7):43-45.[10] 曹優(yōu)明，朱啟紅，戴濤，等.金邊麥冬人工濕地對含鉛廢水的處理研究[J].工業(yè)水處理，2012,32（2）：41-43.[11] 黃朝君.人工濕地技術(shù)在中國水處理領(lǐng)域的應(yīng)用[J].江西科學(xué)，2006,24（6）：513-516.[12] 孫桂琴, 董瑞斌, 潘樂英,等.人工濕地污水處理技術(shù)及其在我國的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006,29:144-150.[13] 周萍.人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用[J].環(huán)境與生活,2014,(71):143-144.[14] 繆志青.探討人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用[J].環(huán)境與生活, 2014.04.26,(65)[15] 崔冬冬，張海靜，祝玉芳.人工濕地植物的作用與選擇的探討[J]，科技論壇：27 [16] 李小霞，解慶林，游少鴻，等.人工濕地植物和填料的作用與選擇[J].工程安全與環(huán)保,2008,34(3)54-56.[17] 梁繼東，周啟星，孫鐵珩.人工濕地污水處理系統(tǒng)研究及性能改進(jìn)分析[J].生態(tài)學(xué)雜志，2003,22(2):49~55.[18] 劉西茹.人工濕地污水處理系統(tǒng)特點(diǎn)及其機(jī)理[J].四川環(huán)境，2014，33（1）：144-149.[19] 萬寧，趙文喜，陶磊等.人工濕地對有機(jī)污染物的凈化機(jī)理研究[J].廣東化工,2013,40(16):166-168.[20] 王健.表面流人工濕地污水處理技術(shù)摩用探討[J].安 徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,18(4):51-55.[21] 陳翔，武周虎，等.表面流人工濕地COD、NH4-N和TP的動(dòng)力學(xué)探討[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,（5）：62-65.[22] 劉明輝.人工濕地除氮機(jī)理模型的研究進(jìn)展[J].北方環(huán)境,2011,23(6):23-26.[23] 張虎成，俞穆清，田衛(wèi)，等.人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中氮的凈化機(jī)理及其影響因素研究進(jìn)展[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境2004，18(4):163-168.[24] 徐青山，常杰，蔣躍平,等.菩提子/美人蕉一黑麥草人工濕地生態(tài)工程凈化效果研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版),2005, 31(5)： 561～ 566.[25] 袁東海，任全進(jìn)，高士祥,等.幾種濕地植物凈化生活污水COD、總氮效果比較[J].應(yīng) 用生態(tài)學(xué)報(bào),2004,15(12):2337-2341.[26] 廖新 亻弟，駱世明.香根草和風(fēng)車草人工濕地對豬場廢水氮磷處理效果的研究[J].應(yīng) 用生態(tài)學(xué)報(bào),2002,13(6):719-722.[27] 張翔凌，張 晟，賀 鋒，等.不同填料在高負(fù)荷垂直流人工濕地系統(tǒng)中凈化能力的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007,26(5): 1905-1910.[28] 陳明利, 吳曉芙, 胡曰利.人工濕地去污機(jī)理研究進(jìn)展[J].中南林學(xué)院學(xué)報(bào), 2006,26(3):123-127.[29] 李曉東,孫鐵珩,李海波,等.人工濕地除磷研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2007,27(3):1226-1232.[30] 李志杰，孫井梅，劉寶山.人工濕地脫氮除磷機(jī)理及其研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理,2012,32(4):1-5.[31] 熊國祥.人工濕地除磷存的問題及其對策探討[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2012,37(9):107-109.[32] 王力實(shí)，柳小康，史永強(qiáng),等.人工濕地除磷途徑及其機(jī)理研究進(jìn)展[J].科技論壇:83-84.[33] 徐和勝，付融冰，褚衍洋.蘆葦人工濕地對農(nóng)村生活污水磷素的去除及途徑[J].生態(tài)環(huán)境 2007, 16(5): 1372-1375.[34] 管 策，郁達(dá)偉，鄭祥，等.我國人工濕地在城市污水處理廠尾水脫氮除磷中的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) 2012,31(12):2309-2320.[35] 夏宏生,湯 兵.人工濕地除磷技術(shù)[J].四川環(huán)境，2005,24（1）：83-86.[36] 李海波,楊瑞崧,李曉東，等.水淬渣人工濕地強(qiáng)化除磷作用研究[J].環(huán)境科學(xué),2009,30(8):2302-2308.[37] 簡敏菲, 弓曉峰, 游海, 等.水生植物對銅、鉛、鋅等重金屬元素富集作用的評(píng)價(jià)研究 [ J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào)· 工科版, 2004 , 26(1): 85~ 88.[38] 史增奎, 趙潤潮.鳳眼蓮對Cd2+、Zn2+ 富集能力的研究[J].水利漁業(yè)，2007,27(4):66-68.[39] 吳敏，林莉，趙良元，等.垂直潛流人工濕地除砷實(shí)驗(yàn)研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,42(7):38-43.[40] 譚彩云, 林玉滿, 陳祖亮.鳳眼蓮凈化水中重金屬的研究[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2009,4(1):47-52.[41] 陳小玉，蔣群科.淺談人工濕地在污水處理中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2014(4).

第五篇：人工濕地處理污水在我國西部地區(qū)的適用性分析

人工濕地處理污水在我國西部地區(qū)的適用性分析

李雙志

（1.遂寧市環(huán)境監(jiān)測中心站，遂寧 629000）

1摘 要：人工濕地處理污水是我國近年來才興起的一種新型生態(tài)處理法，人工濕地在污水處理過程中具有工藝簡單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，非常適合我國西部地區(qū)城鎮(zhèn)的污水處理。

關(guān)鍵詞：人工濕地 污水處理 分析

Applicability Analysis about Wastewater Treatment Technology of constructed wetland in Western China

LI shuang-zhi1

（1.Suining Envirinmental Monitoring Center Station, Suining 629000）

Abstract:Constructed wetlands for wastewater treatment is a new type of ecological approach of China in recent years, constructed wetlands in wastewater treatment process has many features: a simple process,investment, and low running costs and so on, is very suited to wastewater treatment in western cities of China.Key word：constructed wetland；wastewater treatment；analysis

隨著國家實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，西部經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，城鄉(xiāng)一體化建設(shè)逐步加快，城鎮(zhèn)規(guī)模比以前擴(kuò)大了許多。但城鎮(zhèn)在無限擴(kuò)張的同時(shí)卻沒有建設(shè)相應(yīng)的污水處理設(shè)施，生活污水急劇增多，從而導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，影響了城鎮(zhèn)居民的正常生活。

健康受到了威脅。據(jù)調(diào)查，我國人群患病的88％、死亡的33％都與生活用水不潔直接相關(guān)。城鎮(zhèn)、農(nóng)村水環(huán)境惡化，不但直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也不利于社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和穩(wěn)定[1]。1.2 污染的主要原因

1.2.1 城鎮(zhèn)居民生活污水及廢棄物的污染

西部城鎮(zhèn)建設(shè)迅猛發(fā)展，農(nóng)村旅游資源過度開發(fā)，由此而產(chǎn)生的大量生活污水直接排入水體，不少地方的飲用水受到了不同程度的污染，對水環(huán)境產(chǎn)生了十分嚴(yán)重的污染。1.2.2 城鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場的污染

西部許多城鎮(zhèn)都加快了集約化、規(guī)?；男笄蒺B(yǎng)殖場建設(shè)，畜禽糞未得及時(shí)處理而隨雨水或人為因素混入河流，這是導(dǎo)致水體受污染的另一重要因素。

1.2.3 城鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)排污的污染 1 西部地區(qū)城鎮(zhèn)污水現(xiàn)狀

1.1 污染現(xiàn)狀

隨著西部城鄉(xiāng)一體化建設(shè)步伐的加快，西部城鎮(zhèn)水資源污染越來越嚴(yán)重，水環(huán)境狀況越來越惡化，大部分的水源中重金屬、氨氮、總磷、化學(xué)耗氧量、大腸桿菌、陽離子表面活性劑等指標(biāo)均存在不同程度的超標(biāo)。

西部很多城鎮(zhèn)隨處可見到河流被污染的現(xiàn)象，這不僅加劇了水資源短缺，制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也使得城鎮(zhèn)飲水安全風(fēng)險(xiǎn)增大，制水成本提高，人民西部許多城鎮(zhèn)企業(yè)具有布局分散、規(guī)模小和經(jīng)營粗放等特征，城鎮(zhèn)企業(yè)每年有大量污染物未經(jīng)處理直接排放。

1.3 污水處理解決辦法

傳統(tǒng)的污水處理方法主要是生化二級(jí)處理法，此工藝技術(shù)成熟，處理效果理想，但建造、運(yùn)行以及管理費(fèi)用過高；第二種是化學(xué)法（如加入硫酸銅等）和換水法處理污水，雖然均有一定效果，但化學(xué)法易產(chǎn)生二次污染，換水法不夠方便、經(jīng)濟(jì)，且僅適宜于小型水體[2]；第三種是利用水生植物建造人工濕地來凈化水體，這種處理方法適用范圍廣、成本低廉、處理效果良好、建造和運(yùn)行簡單，非常適合在我國西部地區(qū)的中、小城鎮(zhèn)推廣。人工濕地污水處理技術(shù) 2.1 人工濕地的定義

人工濕地是根據(jù)土地處理系統(tǒng)及水生植物處理污水的原理，由人工建立的具有濕地性質(zhì)的污水處理生態(tài)系統(tǒng)，其可分為自由水面濕地、地下水流濕地和滲濾濕地。人工濕地污水處理技術(shù)是以人工濕地(床和塘系統(tǒng))處理為主的包括前處理和后處理的污水處理工藝。人工濕地污水處理技術(shù)應(yīng)用范圍很廣，出水一般都優(yōu)于常規(guī)二級(jí)處理效果[3]。

2.2 人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的組成部分

依據(jù)濕地各部分的功能特點(diǎn)，可將人工濕地劃分為五個(gè)部分[4]： 2.2.1 具有透水性的基質(zhì)

透水性基質(zhì)包括沙粒、沙土、碎石、土壤、卵石等，它們?yōu)槲⑸锏纳L提供穩(wěn)定依附表面，為化學(xué)反應(yīng)提供介面，為水生植物提供載體和營養(yǎng)物質(zhì)。

2.2.2 好氧和厭氧微生物

好氧和厭氧微生物可以轉(zhuǎn)化水中污染物，甚至對有機(jī)物可完全礦化。2.2.3 水生生物

水生生物需要經(jīng)常處于水飽和狀態(tài)，如蘆葦、香蒲、菖蒲、燈心草、綠竹、水蔥等，一方面增加濕地透水性；另一方面形成了治污的根系小環(huán)境。2.2.4 各種水生動(dòng)物

包括無脊椎或脊椎動(dòng)物、原生動(dòng)物及魚類等。2.2.5 其他

形成人工濕地污水處理系統(tǒng)還需要水體、植被以及可用作治理的廢水。

2.3 人工濕地污水處理的主要原理

人工濕地實(shí)質(zhì)上是潛流型濕地和滲濾型土地處理系統(tǒng)的結(jié)合。該濕地地池（床～溝）在土壤沙礫、水生植物根系及根莖間形成空隙，廢水流經(jīng)介質(zhì)表面時(shí)與植物根系表面形成的生物質(zhì)接觸，而生物植物通過其內(nèi)腔可將葉莖從空氣中吸收來的氧轉(zhuǎn)輸入根區(qū)。

根據(jù)輸氧量與耗氧量的消化狀況，使該區(qū)有時(shí)好氧占優(yōu)，有時(shí)以缺氧或厭氧占優(yōu)。經(jīng)好氧、缺氧、厭氧的交替運(yùn)行，不僅有利于有機(jī)物的降解，也有利于氧化物的消化與脫氧反應(yīng)，這種根區(qū)對生活廢水有機(jī)負(fù)荷可達(dá)160～200gBOD5/m3[5]。人工濕地處理污水的主要優(yōu)勢

3.1 傳統(tǒng)優(yōu)勢

人工濕地作為一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，是正在得到研究應(yīng)用和發(fā)展的污水處理實(shí)用新技術(shù)。人工濕地處理污水是充分利用了“土壤～植物～微生物”系統(tǒng)的凈化能力,既可去除有機(jī)污染物,又可去除造成水體富營養(yǎng)化的氮、磷等污染物；其二是適用范圍廣，依據(jù)其特性，非常適用于沒有完善污水管網(wǎng)系統(tǒng)的地區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)。3.2 在西部地區(qū)建設(shè)優(yōu)勢 3.2.1 建設(shè)周期

以日處理600噸污水量系統(tǒng)做比較[6]，常規(guī)污水處理設(shè)施建設(shè)周期需要一年左右，而同樣處理量的人工濕地污水處理系統(tǒng)僅需半年左右[7]，具體見表1。

表1 建設(shè)周期對比 單位：月

常規(guī)污水處理系統(tǒng) 人工濕地系統(tǒng) 類別 周期 總計(jì) 類別 周期 總計(jì)

管網(wǎng) 3 管網(wǎng) 3 沉淀池 3 10 沉淀池 3 7 設(shè)施 4 設(shè)施 3.2.2 運(yùn)行費(fèi)用

常規(guī)污水處理系統(tǒng)為保證污水處理效果良好，運(yùn)行過程中還需加入藥劑使污水達(dá)標(biāo)排放；而人工濕地系統(tǒng)中，生活污水從沉淀池進(jìn)入處理系統(tǒng)（水生植物園）開始，只需1～2名人員做好日常維護(hù)即可，與同等規(guī)模污水處理站相比，其運(yùn)行費(fèi)只需后者四分之一左右，具體見表2。

表2 運(yùn)行費(fèi)用對比 單位：元/m3

常規(guī)污水處理系統(tǒng) 人工濕地系統(tǒng) 類別 費(fèi)用 總計(jì) 類別 費(fèi)用 總計(jì)

電費(fèi) 0.54 電費(fèi) 0.08 藥劑 0.02 藥劑

0.01 0.68

0.16 人工 0.11 人工 0.06 維護(hù) 0.01 維護(hù)

0.01 3.3 環(huán)境效益分析

西部12省區(qū)市地域遼闊，土地面積達(dá)695萬平方公里，占全國國土總面積的72.39%，2002年末人口3.67億人，占全國的28.8%。在這樣的背景下采用人工濕地來處理城鎮(zhèn)污水，能夠充分地利用西部的生態(tài)、地理等環(huán)境優(yōu)勢，達(dá)到最大的環(huán)境效益。

其一能保持全年較高水力負(fù)荷，根據(jù)西部地區(qū)氣候條件，冬天亦能運(yùn)行；其二不僅適用大中型城鎮(zhèn)的污水處理，也適合一村一戶排放的污水治理，可用于數(shù)家集中治理；其三對各種污染物去除能力強(qiáng)，可幫助削減CODcr、BOD5、NH3-N等量；其四可在西部地區(qū)旅游景區(qū)、農(nóng)家樂等場所作以推廣，建成后的人工濕地可作觀賞。結(jié)語

實(shí)踐表明，人工濕地污水處理是—項(xiàng)不斷被深化、應(yīng)用的污水處理技術(shù)，有著傳統(tǒng)技術(shù)所不可比擬的巨大的綜合效益，適合西部地區(qū)持續(xù)、快速和健康增長的目標(biāo)。

目前，全國范圍內(nèi)在建或建成的“人工濕地”型污水處理系統(tǒng)多達(dá)幾十家，隨著西部地區(qū)城鄉(xiāng)一體化建設(shè)的日漸深入，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長以及各風(fēng)景區(qū)旅游客源的增多，許多城鎮(zhèn)產(chǎn)生的生活污水量將越來越多，在這樣的背景下，推廣和建設(shè)人工

濕地污水處理系統(tǒng)是當(dāng)務(wù)之急。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張良平《鄉(xiāng)村及小城鎮(zhèn)水污染治理》2007.1.[2] 屠曉翠,蔡妙珍,孫建國.大型水生植物對污染水體的凈化作用和機(jī)理.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34（12）.[3] 朱清時(shí).綠色環(huán)境和新的產(chǎn)業(yè)革命[J].現(xiàn)代環(huán)境,1998,(6).[4] 水世界網(wǎng).2006,10.[5] 林家棟,朱邦長 城市環(huán)境治理,《生態(tài)與自然保護(hù)》1999.45(12).20.[6] 四川省環(huán)境保護(hù)治理工程公司,《劍門關(guān)生活污水治理項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案》2008.19.[7] 任繼周,張自和《污水處理技術(shù)》1999.45(12).20-21.