人工湿地技术在污水处理与水环境保护中的应用及展望

孙成庆

（北方民族大学宁夏银川750001）

人工湿地技术在污水处理与水环境保护中的应用及展望

孙成庆

（北方民族大学宁夏银川750001）

湿地是一种地球上的重要生态系统，被誉为“地球之肾”。湿地通常是指由天然形成或者人工造成的常年积水、土壤湿润的土地。湿地中存在着数量巨大、种类繁多的动物和植物，与森林和海洋并列为地球上的三大生态系统。本文将介绍人工湿地的含义，阐述人工湿地的去污原理，并列举几种人工湿地技术的实际应用。

人工湿地技术；污水处理；水环境保护

湿地能够存蓄水分、调节气候，还为各种鸟类、哺乳类、爬行类、两栖类和鱼类提供了栖息地。人工湿地一般以水产池塘、灌溉地、盐田、蓄水区等形式出现，对于污水处理和水环境保护具有重要意义。人工湿地技术产生于20世纪50年代。近年来，我国在人工湿地技术的研究上也取得了长足的进步。人工湿地技术已经逐渐应用于石油化工、矿产采掘、纸张皮革制造等行业。

1　人工湿地的含义

人工湿地，就是利用人工手段营造湿地环境或者控制湿地生态系统的运行。人工湿地利用土壤、人工介质、植物和微生物的作用，对污水和污泥进行处理，为水体输送氧气。人工湿地技术遵循了物质循环再生原理，包含了吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、转化、微生物分解等一系列作用［1］，比传统的污水处理手段花费的成本更小。人工湿地适用于人口密度较低、污染排放较少的农村地区，可以由二三十家共享一块湿地，也可以每一户家人都建造一块湿地。比起污水处理厂，人工湿地利用微生物对污水的处理更加彻底，也更加清洁，而且占地面积较小，不需要花费大量人力资源进行管理，维护也比较方便。

2　人工湿地的去污原理

2.1氮的去除

污水中的氮以有机氮和无机氮两种形式存在，有机氮主要是指尿素、嘌呤和嘧啶，无机氮主要是氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐［2］。人工湿地系统当中的微生物可以对氮进行吸附、过滤和沉淀，植物也会参与一部分氮的吸收，再加上氮在循环过程当中的自然挥发，就完成了对污水污泥当中大部分氮的去除。人工湿地除氮利用的主要是芦苇、香蒲、美人蕉、千屈菜，另外沸石针对于铵态氮的去除也有良好的效果。

2.2磷的去除

污水中的磷以活性磷和非活性磷两种形式存在［3］。人工湿地系统利用水生植物吸收、基质吸收吸附、生物同化作用、微生物过量积累等方式来去除污水当中的磷。我国科学工作者经过实验表明，茭白和芦苇的搭配在中可以起到很好的除磷效果，对于磷的出去率可以达到55%～66%。

2.3重金属的去除

工业污水当中往往存在大量的重金属离子。人工湿地通过植物吸收富集、土壤胶体颗粒吸附、悬浮颗粒沉降等方式来去除污水当中的重金属离子。我国人工湿地技术主要是利用凤眼莲与黑麦草搭配栽种的方式来处理废水当中的重金属离子。

2.4有机污染物的去除

人工湿地具有很强的降解有机污染物的能力。污水中的有机物分为不溶性有机物、溶解性有机物和颗粒性有机物。污水当中的有机污染物被植物根系和微生物所吸附，经过硝化作用和反消化作用，过滤和沉淀出不溶性的有机物，被微生物分解，而其他有机物被植物和微生物吸收利用，转化成二氧化碳、水等可以被利用的无机物。

2.5悬浮物和病菌的去除

污水中的悬浮物很多都具有污染性，存在各种病菌。人工湿地的基质通过过滤、沉淀、吸附等方式能够消除污水中的病菌和悬浮物。另外，人工湿地当中的多种微生物也可以起到吞噬病菌，降解悬浮物的作用。

3　人工湿地技术的实际应用

3.1污水处理

对于农村地区来说，具有大量的土地资源可以利用，利用化粪池、沉淀池、厌氧水解池、生物滤池来进行生活污水的处理极为方便。人工湿地处理技术目前已经成为了我国村镇处理污水的主要手段之一。生活污水的处理一般是采用潜流式的人工湿地。潜流式人工湿地是区别于表面流人工湿地而言，具有更强的去除氮、磷、悬浮物的能力。潜流式人工湿地对于氮的去除率可以达到40%，对于磷的去除率可以达到40%，对于悬浮固体的去除率可以达到70%。

3.2污染源控制

我国的城市水体，比如河流、湖泊、公园水域普遍都遭受了污染，水体富营养化严重。利用人工湿地技术可以有效处理这些水体的污染。一些居民小区利用小型人工湿地对含有污染物的降雨进行处理，还能够储存处理后的雨水，回收利用到小区绿化当中。利用人工湿地技术对污水处理厂的尾水进行处理，能够进一步降低污染物的浓度，控制城市污水的来源。

3.3污染水体修复

人工湿地技术还能够修复已经遭受污染的水体。可以将城市中受到污染的水体抽入表流式人工湿地，进行净化，也可以在污染水体周边建设潜流式人工湿地，对污染水体进行脱氮、除磷、去有机物的处理，经过湿地处理后的水能够在经过净化流回水体。利用人工湿地技术来修复受污染的水体，非常适用于城市公园、河流、湖泊的污染治理。

4　结语

我国从“六五”期间就已经展开人工湿地处理污水的研究，但是目前来说经验还不是很丰富，运行过程当中难以实现精细化控制。我国对此应当根据已有的经验和数据，提高我国利用人工湿地处理污水的技术水平，维护我国水环境的生态平衡，实现水资源的循环利用。

［1］孙国鼐，马静，汤萌萌.人工湿地技术在生活污水处理中的应用研究［J］.北方环境，2013，11：78-82.

［2］杜娟娟，李荣峰，李扬，胡焱，王坚.人工湿地污水处理技术研究进展［J］.山西水利科技，2015，02：59-62.

［3］梁翠萍.水环境保护技术的应用及展望［J］.资源节约与环保，2014，05：76.

孙成庆（1994—），男，汉，山东省临沂市莒南县。