人工湿地在城镇生活污水治理中的应用

南京大学建筑规划设计研究院有限公司 朱敦学

我国一直是世界上的人口大国，也正因如此，环境的污染问题也相对比较严重，同时也使得我国的生活污水排放量不断增加，这对人们的生活质量造成了严重的影响。当前阶段，社会经济在不断发展，人们的生活水平也在提升，开始有更多的人涌入城市，这也是造成城市废水增加的最主要因素。针对这一比较严重的问题，相关部门也要加强对环境的治理，并有效采取更经济、更科学的方式加强对废水的处理。在当前的众多治理方法中，人工湿地治理的优势尤为突出。

一、我国城镇污水的现状

在社会经济快速发展的推动下，我国农村居民的生活水平也得到了大幅度提升，农村地区也逐渐向城市化的生活方式发展，也正因如此，生活废水的总量也在不断增加。很多没有经过科学处理就排放的废水已经成为环境污染的罪魁祸首。为了能够改善这一问题，相关部门要加强环境治理，并有效采取更经济、更科学的方式治理废水[1]。

目前城镇污水的状况主要表现在两个方面，其一是生活污水排放量大，其二是生活污水得不到净化处理，因而造成环境污染。造成这种情况的原因主要有以下几种。城镇生活污水处理技术尚不完备，缺乏专业的工程师和生活污水处理系统，我国很多城镇目前正在建设和完善阶段，因而对生活污水排放系统以及专业人才的匮乏仍然是影响生活污水的一大重要原因[2]。甚至，未经处理的粪便污水长期留存在下水管道中，经过微生物分解产生的气体存在严重的安全问题。

二、人工湿地的类型

人工湿地是一种综合生态系统，主要分成以下四种类型。它们分别是垂直流人工湿地、潮汐流人工湿地、表面流人工湿地、水平流人工湿地。

（一）垂直流人工湿地

这类人工湿地的典型特点是利用水体自身重力，水体流入湿地床体内，床体内氧气对污水进行氧化作用从而脱磷脱氮，达到净化污水的目的。它的特点是整体对氮磷的去除效果好，但是处理有机物效果差，在水体污染严重时，容易造成堵塞[3]。

（二）潮汐流人工湿地

这类人工湿地的特点是模拟潮汐控制模式，将高度污染的水体引入人工湿地床体内，通过处理再排出，从而对污染水体进行净化处理，包括四个步骤，分别是进水、反应、排水、空置[4]。这种类型人工湿地能够达到极高的污染水体的净化程度，有着非常先进的治理过程，但是存在一个很大的弊端是实用性低，成本高。

（三）表面流人工湿地

这类人工湿地的特点是人工处理自然形成的湿地，在人工湿地内部存在很多植物和微生物，这些植物和微生物是处理污染水体很好的材料，它们能将水体进行二次处理，这样就得到了净化之后的水体。这种人工湿地由于是利用自然形成的湿地，因而易于建造，但是对水体中污染物的去除达不到理想状态。

（四）水平流人工湿地

这类人工湿地不同于表面流人工湿地，它是利用人工建造污水处理床体，床体中具有各种净化污水的填料。污染水体在这些床体中的填料中流过就能达到去除污水中污染物（如重金属等）的目的[5]。它的优点是体积小、不会造成虫类滋生等情况，但是这类人工湿地成本较高。

三、人工湿地治污技术原理

从客观角度进行分析，设计和建设人工湿地需要考虑到一些基本资源，最关键的就是自然湿地，这些区域在地势上往往都比较低，甚至有的位于斜坡的位置，土壤土质也存在一定的差异，所以在选择植被时，首先就要考虑到其存活率的问题，同时也要具备较强的耐水性，并且要美观独特。此外，湿地中的微生物一定要适应环境特性，促进绿色植物和水体能够形成一个完整的环境系统并相互吸附和沉淀，完成诸如连续过滤等家庭废水的处理。

（一）基质

在人工湿地中主要包括水生植被、微生物、丰富的动物和砂岩等土壤基本要素，在人工湿地中，最主要的植被就是芦苇，这是一种生命力极其顽强的水生植物，属于厌氧植物中最典型的一种。人工湿地具备一定的生态价值，在这样的环境下，微生物的生长与基质有着十分密切的联系，而且对促其根系的发展也有着重要作用，增加其扶持环境的能力。在进行污水防治处理过程中，利用人工湿地耕作技术能够将植物与污染物的成分进行中和，同时，微生物也能够在湿地环境中获取其繁衍生长所需的能量，并通过分解释放相应的营养成分，给湿地植被提供养分供给，而且还能对废水中的一些有害物质进行降解，进而有效满足人工湿地中植被对营养的需求。对此，我们不难发现，在这些组成部分的相互作用下，人工湿地技术可以将其自身的优势充分发挥出来，并能够起到良好的净化生态环境的作用。

（二）微生物

在人工湿地中，微生物是一个必然的存在，其在废水处理的过程中也起到了不可忽视的作用。在湿地的整体作用功能中，微生物的活动主要是依靠废水中的有机物质提供能量，并通过分解产生对植被生长有利的营养成分。在进行废水处理之前，人工湿地中所具备的微生物总量和自然湿地之间的差别并不大，但是在进行废水处理的过程中，人工湿地中废水的某些成分加快了微生物的繁殖和生长速度。当技术人员对人工湿地中的微生物进行检测时，发现了很多黄杆菌、假细胞杆菌等微生物，这类微生物的最突出特点就是具有较快的增长速度。除此之外，这类菌群还具备较强的分解能力，可以有效降解一些颗粒结构，对降解一些污染物来说起到了非常关键的作用。通常情况下，人工湿地的主要功能就是要降解污染物中的N元素和有机物，所以技术人员也可以尝试利用诱发生物变异的方式，来提升微生物的实际降解功能。

四、人工湿地在城镇污水治理中的应用

对于人工湿地，可以简单地理解为城市废水的处理利用。通常是将建筑物的底部进行填充，再覆盖一定厚度的土层，使其能够生长出具有一些经济价值和美学价值的水生植物。

（一）控制杂草

从当前的人工湿地的发展现状来看，为了能使湿地的作用最大化发挥出来，首先就必须要控制人工湿地的杂草。很多时候杂草会破坏人工湿地的基础，并且会吸收其中的一部分养分，使得人工湿地的养分大量流失，而且会导致湿地的净化功能起不到相应的作用。对此，能够改善这一问题的最有效措施就是在进入春耕时期以后，人工湿地管理人员要在雨季来临前对整个区域进行处理。

（二）人工湿地基质的选择

人工湿地中基质即过滤器，是非常重要的组成部分。可选用沙粒、灰石、碎瓦片等物质，它们既能够直接对污染水体进行简单的过滤净化作用，又能为湿地中绿植和微生物生存提供营养物质。在水平流人工湿地中起主要作用的就是沙石这类基质，表面流人工湿地主要应用自然界形成的土壤作为基质。基质的选择要考虑多种因素，随着科学家研究的深入，现在发现了更多种类的湿地基质可供选择[6]。因此，在基质选择时，需要考虑成本以及是否适用于某个类型的人工湿地等因素。

（三）绿植种类选择以及湿地尺寸确定

在进行人工湿地的选择和设计时，技术人员要从多方面进行考察，如当地城市生活废水的总量、当地的地理条件、土壤的营养含量等。要选择最适合当地气候条件以及地形条件的绿植类型，通常在进行人工湿地的位置选择时，既要考虑到其生长的能力和抗污染性能，又要考虑到其自身的经济价值。当前阶段，我国的大部分人工湿地都采用芦苇作为主要植被，其原因主要是芦苇具有很强的生命力，而且其根系也比其他植被要旺盛，吸附二氧化碳的能力也比较强，这给城市污水的处理带来了很大的优势和帮助[7]。

（四）重视湿地管理养护

人工湿地污水治理效果与湿地植物状态息息相关，即绿植生长趋势好、密度大，其污水净化能力则越强，净化效果越佳；反之，如果绿植生长势态不佳，覆盖率不达标，污水净化效果也不明显。因此，在人工湿地污水治理中，必须重视湿地植被管理工作，做好绿植养护、杂物清理工作，确保水体表面干净，保持水体的透明度，保障沉水植物能够进行光合作用，为植物生长提供良好的环境。例如，根据水生植物生长周期，相关部门可以派遣专业的管理人员，定期清理湿地环境、打捞坏死植物，疏通淤泥堵塞区域，确保基质过滤效果。同时，为了保障湿地植物健康生长，在做好定期管理的基础上，可以聘请植物培育技术人员，对水生植物进行养护，增加湿地植物品种，为污水净化奠定基础，也能提升人工湿地的实用价值。通过这样的方式，不仅可以保障人工湿地环境，提升植物的污水净化效果，还能优化城镇水质环境，促进城镇健康发展。

五、结束语

综上所述，相关部门通过设计人工湿地，在很大程度上实现了对城市生活污水的防治，同时对饮用水质量的提升也起到了极大的作用。人工湿地的设计和建设，为城市化进程的发展提供了较大的推动作用，不仅节约了当地政府的投资成本，而且也满足了城市居民的基本需求。结合上述所有观点，文章主要利用人工湿地技术进行污水防治，并通过科学的手段对其中的杂草进行控制，选择适合的湿地植被，以此来实现城市居民生活污水的有效防治，进一步提升城市的生态文明建设。