人工湿地处理污水系统节能减排工艺研究

黄东升

（东台市环境监测站 江苏东台 224200）

水是人类最重要的环境资源，也是生态系统各种物质循环和能量流通的基础。我国的水资源短缺，水污染现象普遍，随着经济社会发展这种情况并未得到根本改变，我们既要保护水资源，又要控制和减少污染物的排放。污水处理可以使我国水资源环境得到改善，能够缓解水资源紧缺的现实。尽管污水处理并不能改变水资源短缺的现状，但它能在一定程度上代替部分工业用水和其他卫生条件要求不高的水资源需求，减少清洁水的使用，传统污水处理工艺复杂、能耗高，为降低污水处理成本，提高污水处理的效益，我们应在利用生态系统来进行污水处理，缓解水资源的危机[1]。

1 人工湿地

1.1 人工湿地污水处理系统的定义

人工湿地是通过模拟自然湿地，人为的设计与建造出饱和基质、水上和水下植被、动物与水体组成的复合系统，来为人类进行污水处理利用。简单说，即为通过模拟天然湿地的结构功能，依据人民的需求在一定的位置通过人为设计而建成的湿地系统[2]。

1.2 人工湿地处理系统类型与主要植物

目前存在的湿地可以按照人工湿地的处理系统可分为四类：一是人工条件湿地，主要作用是辅助天然湿地，作为天然湿地的缓冲区维护生物多样性；二是人工泄洪湿地，它具有防汛和抗洪功能；三是人工水产养殖湿地，主要用来做水产养殖；四是人工污水处理系统湿地，主要用来处理生活污水。通过组合以上不同类型的湿地可以建成多功能人工湿地。本文中的人工湿地为净化污水的处理湿地[3]。

人工湿地植物系统是降解污染物的主要载体，湿地植物根据其植物生长状态可以分为浮水性植物系统、挺水性植物系统和沉水性植物系统。所谓浮水植物系统，对脱氮除磷和提高稳定塘效率有重要意义。沉水性植物系统还没有进行实践应用，目前还在试验阶段，这种系统能用于污水处理系统后的深度污水处理系统。挺水性植物系统是应用最为广泛的，是人工湿地的主要采用方式，这种系统根据水流方式不同分为了自由表面流和潜流系统。

1.3 人工湿地结构设计及类型

人工湿地系统设计方式与传统污水处理系统不同，他要根据处理量设计一定长宽比和一定底面坡度的洼地，在其中填入一些土壤、砾石、碎石等填料作为填料床，在其表面种植芦苇、香蒲、灯芯草、大米草等此类成活率高、抗水性强并且处理性能好的植物，从而形成小范围的生态系统[4]。

2 人工湿地运行机制及其影响因素

2.1 人工湿地降解污染物原理

人工湿地处理污水的原理和机制颇为复杂。我们认为构成人工湿地处理系统的四个基本要素是水体、基质、水生生物以及其中的微生物。人工湿地处理污染物的机制过程主要有植物的吸收作用、微生物代谢过程和基质的吸附沉淀作用，这些过程中是物理过程、化学反应和生物作用这三种共同作用而进行的。

2.2 人工湿地去污的主要影响因素

人工湿地可以很好地去除污水中的SS、有机污染物、氮和磷，以及细菌和病毒。其中，人工湿地污染物去除机理为：人工湿地的运行过程中基料表面和植物根系中生长了大量的微生物形成生物膜，污水流经这些生物膜表面，污染物经过生物膜的新陈代谢而被降解；基料中的大部分植物根系周围的微环境中存在缺氧、好氧和厌氧三种状态，此微状态能够达到降解N、P的条件，植物根系和微生物吸收降解废水中的氮、磷，或者是硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将N、P从污水中除去，定期更换湿地基料或植物收割的行为将污染物质最终排出系统[5]。

3 节能减排及环保特点

人工湿地污水处理系统与传统污水处理工艺相比，具有一次投入少，运行成本低，依靠生物处理污水耗能少，节能环保等优点。另外，人工湿地污水处理系统也有很多的优点尤其是维持生物多样性、保护生物栖息地以及生态美学方面。但温度气候条件变化对人工湿地系统的污水处理效果的影响较大，当北方进入冬季后，温度会降到零度以下，因为人工湿地的设计特征不能采取保温措施，会导致污水处理很难达到较好的处理效果。

运行管理方面的优势，人工湿地的污染物处理依靠系统的自身调节，只需一些工人进行简单的维护管理，不需要过多的人为干预行为，比等规模的传污水处理工艺需要的人员少了一半以上。

4 结语

本文通过研究在不同的运行条件下人工湿地系统对污水净化效果的效果，从污染物净化机理上分析了结果，分析了湿地环境和植物对湿地净化效果的影响，阐述了人工湿地的节能环保等其他优点，并对其净化效果进行了初步的测试。

[1]秦蓓蕾.论水资源的可持续开发利用[J].水利科技与经济,2006,12(2):71-72．

[2]鲍孝容.关于我国污水资源化的研究 [J].环境科学与技术,2005,28(2):51-53.

[3]丁疆华,舒强.人工湿地在处理污水中的应用[J],农业环境保护,2000,19(5):320-321.

[4]李羚.人工湿地处理污水技术及其在我国的应用现状和对策.现代城市研究,2004,12.

[5]李宗辉,唐文浩,宋志文.人工湿地处理污水时水生植物形态和生理特性对污水长期浸泡的响应 环境科学学报,2007,01.