人工湿地技术与污水处理探究

周云

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 上海 200092）

人工湿地技术与污水处理探究

周云

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 上海 200092）

水环境污染治理形式日益严峻的今天，人工湿地系统作为一项简便、有效、低成本的污水处理技术正在得到越来越多人的青睐。本文在对其机理进行简要介绍的基础上，阐述了现阶段的运营与发展，就其优势与亟待完善之处予以系统分析，并对此技术的深入提出展望。

人工湿地；污水处理；技术

随着工业化进程发展与人口的增长，水环境污染加剧，我国水资源短缺现象严峻,人均水资源储量普遍偏低。与此同时,污水的资源再利用，化生其为新的水资源这一理念已相应成为可持续发展新亮点。在此情况下亟待绿色无污染、简便易行、节省成本的污水处理系统，人工湿地技术应运而生。

1 人工湿地概述

1.1 湿地系统

湿地为陆地生态与水生生态间的承接地带,依据《湿地公约》：地球上除海洋(深超过6m）外的所有水体都可被当作湿地。[1]湿地乃是水域与陆地间的过渡地域,它不仅具备净化水体、降解污染物、调治气候、维护地球生命支持系统稳态等服务功能，还能够为野生动植物繁衍提供场所，因而被誉为“地球之肾”[2]。

人工湿地（Constructed Wetlands,CW)则通过模拟自然湿地，人为地设计与挖掘而成的包括基质、沉水与挺水植物、动物及水体的复合体。按照不同的布水方式人工湿地可分类为垂直流人工湿地、地表面流人工湿地及水平潜流人工湿地.[3]作为近年来发展的污水生态处理工程技术系统中的综合性的生态系统，它的兴起结合了污水处理与生态环境保护，一举多得。

1.2 人工湿地原理

人工湿地起源于20世纪50年代中期，历经时代变迁其技术不断更新完善并于上世纪90年代于发达国家广泛应用。在人工湿地系统中，污水流过床体表面与床体填料缝隙,借助过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等步骤实现对水体复杂高效的净化过程，具备缓冲容量大、处理成效好的优势。其巧妙运用生态系统间物种共生物质循环再生理论、结构与功能相关准则，在促进水中污染物良性循环的同时发挥资源生产潜力,预防再污染，从而获取污水处理与资源利用之间平衡的最佳效益。

2 人工湿地技术现状与改进

2.1 现状

人工湿地虽然在我国起步较晚，但发展至现阶段，我国的湿地系统处理对象已逐步扩大到农村污水处理、城市污水、工业废水及水产畜牧禽类养殖废水。[4]足以证明我国的人工湿地技术探索已逐步从理论应用扩展至推广应用阶段。

实践项目证实，目前虽已有可知人工湿地设计模版,但其实施中却不同程度地存在一系列问题,尚无法全面描述人工湿地在不同水域的功能，故此，不同水域特点的不确定性使得这些模型普遍缺乏共性。在实施阶段也不乏以下问题的存在：（1）规划欠合理，例如采用垂直流的人工湿地由于设计上未能较好的解决流量不均衡、配水不均的问题，导致湿地植物的生长十分不良，处理出水效果不明显；（2）管理维护不到位：伴随湿地运行，气候变化、人工落叶清理不及时、基质淤积堵塞、病虫害等情况时有发生，严重影响其使用寿命。例如截污的系统受雨水排放的影响，截污管道内会出现明显淤积较，同时也直接造成处理设施中格栅、厌氧池的淤积，影响了处理设施的正常运作，清疏维护工作量较大，这些都给我们相关技术的落实带来了一定难度。

2.2 改进建议

依据现有试验数据及运营：（1）优化设计参数，依据受纳水体及水质排放标准而匹配设计工艺，加强对污水预估、预处理能力；（2）落实进出水构筑物的布局及清理，预防基质堵塞，例如合理设置单元长宽及其比例；（3）因地制宜选取净化力强、抗病虫害、适应力强的水生植物种植:有研究显示芦苇和香蒲在人工湿地的使用中被普及，它们既是我国南北方的普遍物种，而且是国际公认的最佳湿地植物[5]；（4）结合实际汇集湿地系统应用实例及经验，组建我国人工湿地处理运营数据库，以便提高效率降低工程风险；（5）加大人工湿地技术的推广与应用力度：与此相关的利用研究大都处于实验阶段，污水制备和人工湿地构建亦多停留在实验室模拟中，不同地区、不同类型的人工湿地在现实生活当中运行时，往往难以达到预期的理想效果，尚需进一步加强人工湿地的基础理论研究，并进一步结合不同地域的环境条件和不同的应用目的开展研究和进行技术推广。

3 总结与展望

在全球污染加剧，环境日益恶化的今天，水资源供需矛盾日益紧张，结合我国经济高速发展的国情，这一问题尤为棘手。尤其是近年来伴随城市化、工业化的深入，城市生活污水与工业污水的排放量激增,较多城市显现出严重的水污染,已严重限制其经济的发展。而传统的生化二级处理被投资和运成本用所限，难以在中小城区推行,现有污水处理厂也远无法满足相应的处理要求,因而,推广简捷高效的生物污水处理技术——人工湿地污水处理技术则成了改变水资源缺乏现状的重要途径。

人工湿地技术自开展以来已然展示了不少成功的案例，正因其在污水的修复方面显露出了极大的开发潜力，进而得到公众的普遍接纳。相比之下,人工湿地做为一种新型生态处理污水的系统，其建造及经营成本低廉,运行方便，易于维护,效果稳定，经济效益显著等诸多优点,将成为远离城区、地理条件相对宽裕的众多中小城镇、旅游区、居民区污废水处理的优选方案。

[1]杨朝飞.中国湿地现状及其保护对策[J].中国环境科学,1995,(6): 407-411.

[2]崔丽娟,张曼,王义飞.湿地功能研究进展[J].世界林业研究, 2006,19(3):l8-21

周云（1989—），男，汉族，陕西西安人，学士学位，研究方向为环境工程。