人工湿地污水处理技术综述

■　李廷超　王咏

（东北师范大学吉林长春130117）

人工湿地污水处理技术综述

■李廷超王咏

（东北师范大学吉林长春130117）

随着生活水平的提高,人们对生态环境保护越来越重视，人工湿地污水处理技术是近几年快速发展的一种污水处理技术，具有污水处理效果高、建设成本低等特点，对此，本文对人工湿地污水处理技术的净化机理、去污效果、发展现状等进行了详细分析。

人工湿地污水处理机理

0　前言

湿地是地球的重要生态系统之一，具有调节气候、调蓄水量、净化污水等作用。人工湿地是通过人工构建的一种与沼泽地相似的地面。人工湿地污水处理技术是利用自然生态系统中的物理作用、化学作用、生物作用对污染物进行过滤、吸附、分解，达到污水处理的目的。

1　人工湿地的概述

1.1人工湿地的定义

人工湿地是指人工构建的一种与沼泽地相似的地面，美国Hammer博士认为，人工湿地是为了人类方便利用，对自然湿地进行模拟，人为的设计出由植物、动物、水体、基质组成的复合体。在人工湿地中，可以通过进水方式、植物、填料等优化配置，来提高人工湿地系统中的物理作用、化学作用、生物作用，从而更好的去除污水中的污染物，达到净化水质的目的。

1.2人工湿地的特点

根据水流的形式，可以将人工湿地分为自由表面流湿地、潜流人工湿地、垂直流人工湿地。

（1）自由表面流湿地，这种湿地和自然湿地十分贴近，污水缓慢的通过湿地，大部分有机物会被水下植物所吸收。其特点是操作简单、投资费用低、运行成本少，但是污水处理效果比较差，整个系统容易受到气候的影响。（2）潜流人工湿地，在这种湿地中，污水会从湿地的一端水平的流过填料床，填料表面的生物膜、植物、表层土等会充分吸收污水中的污染物，从而达到去污的效果。这种湿地的特点是水力符合比较大，能有效地去除污水中的SS、COD、重金属等污染物，同时这种湿地不会受到气温的影响，很少滋生恶臭，但这种湿地的控制比较繁杂。（3）垂直流人工湿地，在垂直流人工湿地中，污水主要从湿地的表面纵向流向不饱和的填料床底，污染物被填料所吸收。这种湿地在处理氨氮污水过程中，有良好效果，但处理有机物的能力比较差，同时建造要求比较高，控制相对比较复杂。

2　人工湿地污水处理净化机理

2.1污染物去除机理

在人工湿地中，主要是由水生湿生植物、微生物、基质、水体等几部分组成，对于污水处理，人工湿地的污染物去除机理十分复杂，但是一般情况下，会将物理作用、化学作用、生物作用等三者的协同作用当做是人工湿地的污染物去除机理。

2.2微生物净化机理

在人工湿地系统中，微生物发挥着十分重要的作用，人工湿地中的生物化学反应大多是在微生物的作用下进行的。在人工湿地系统中，微生物的种类很多，并且数量也很多，同时，不同的人工湿地系统具有不同的优势菌属。微生物体内有大量的降解质粒，能有效地降解污水中的有机物及其他有害物质。

2.3湿地基质净化机理

对于人工湿地系统的基质，主要是由砂、卵石、土壤等组成，受自然环境及气候的影响，湿地基质的净化能力也有所不同。一般而言，在人工湿地中，基质中的植物根系、微生物、有机胶体等会通过吸收转换功能、降解作用、吸收作用、离子交换作用等去除污染物。此外，还有一些基质也有助于污染物的吸附，如CaCO3含量多的石灰石有助于磷的去除。

2.4湿地植物净化机理

在人工湿地系统中，污水进入后，基质层和植物根茎会将污水中的悬浮物截流下来，而湿地中的植物可以将废水中的物质当做营养物质，供自身成长。同时生长在湿地中的植物对氧有输送、释放、扩散等作用，能将空气中的氧气输送到植物根部，而植物根部则会根据周围环境，依次设立厌氧区、兼氧区、好氧区等，这对硝化反应和反硝化反应有极大的帮助。

3　人工湿地去除污染物效果分析

实践证明，人工湿地污水处理技术要优于传统的污水处理工艺，当进水的浓度较低时，人工湿地能去除85%-95%的BOD5、80%的COD，污水处理后，BOD5的浓能控制在10mg/L，SS的浓度能控制在20mg/L以下。同时，人工湿地污水处理技术对于细菌、农药等的去除率也能达到90%，对Fe、Cu、Zn、Mn等重金属污染物的去除率也能达到90%以上。但需要注意的是，人工湿地污水处理技术对于氮磷的去除呈现不稳定状态，一般情况下，人工湿地污水处理技术对氮磷的去除率为50%-85%，当预处理设施比较齐全，处理面积比较大时，氮磷的去除率可以达到90%以上。

4　人工湿地污水处理技术研究现状

对于人工湿地污水处理技术的研究，我国起步比较晚，至“七五”期间，我国才正式对人工湿地污水处理技术进行正式研究，我国首先采用人工湿地污水处理技术的是在北京昌平的自由水面流人工湿地，其处理量达到每天500t工业废水和生活污水。随后，各地都开始加强了对人工湿地污水处理技术的研究，近年来，随着城市的快速发展，人口数量逐渐增多，污水排放量也越来越大，当前我国大部分城市都采用传统的二级活性污泥法进行污水处理，这种污水处理技术需要消耗大量的能量，同时其成本投入还比较高。人工湿地污水处理技术能满足当前乡镇企业的环境污染问题，特别是在处理企业污水排放方面，由于当前我国对人工湿地污水处理技术的研究还比较落后，因此，在实际应用中，应该结合当地的具体情况，进行人工湿地建设，这样才能全面促进人工湿地污水处理技术的快速发展。

5　总结

人工湿地污水处理技术在污水处理方面有明显的优势，随着我国对人工湿地污水处理技术研究的深入，人工湿地污水处理技术的应用将会越来越广泛，特别是在乡镇污水处理中。就目前而言，我国在人工湿地污水处理方面的研究还比较落后，这就需要广大工作者不断努力，从而推动我国人工湿地污水处理技术的发展。

[1]龚帆，王文成，赵吉刚.人工湿地污水处理技术综述[J].上海船舶运输科学研究所学报，2013,(04):15-19.

[2]贾铎.人工湿地污水处理技术概述[J].科技致富向导，2014，（08）:35.

[3]赵振国，刘丽.人工湿地污水处理技术研究进展[J].东北水利水电，2011，（06）:52-54.

[4]刘超翔，高春芳.人工湿地污水处理技术问题及改进措施研究进展[J].生态科学，2011，(03):352-358.

[5]高侃，范旭.人工湿地污水处理技术的应用现状与前景展望[J].吉林林业科技，2014，（03）:38-41.

[6]N.Gil-Lalaguna,J.L.Sanchez,M.B.Murillo et al.Air-steam gasification of char derived from sewage sludge pyrolysis.Comparison with the gasification of sewage sludge[J].Fuel,2014,129(Aug.1):147-155.

[7]J.Stefaniak,A.?elazna,A.Paw?owski et al.Environmental assessment of different dewatering and drying methods on the basis of life cycle assessment[J].Water Science and Technology,2014,69(4):783-788.

X52[文献码]B

1000-405X（2016）-3-358-1

李廷超（1989～），男，硕士研究生，东北师范大学环境学院环境科学专业，研究方向为环境生物学。