潘志远
中山市民众水务有限公司 广东 中山 528441
摘要：自改革开放以来，我国社会经济得到了迅速发展，但过去粗放型的发展也造成了较为严重的环境污染问题，如何处理城市污水、解决河流污染问题是重中之重。依靠化学、物理及生物的协同作用，人工湿地可以起到净化污水、处理污染的作用，同时，人工湿地本身具有一定生态修复功能，可以调节气候、提动水资源、净化空气。
关键词：人工湿地；城市污水；处理；应用；分析
1导言
湿地(wetland)是介于陆地和水体之间的过渡带。1971年国际《拉姆萨尔公约》对其定义为:沼泽地、湿原、泥炭地或水域,均是湿地系统,它还包括“低潮时水深不超过6m的海域”。人工湿地(artificial wetland)是根据对天然湿地系统的研究,借鉴天然湿地系统原理,由人工建造而成的具有可控性和工程化性质的湿地系统。是通过人为控制,利用湿地复杂的特殊的物理、化学和生物综合功能净化废水。人工湿地既吸收了天然湿地系统的复杂而高效的净化污染物的功能,又能保护天然生态环境,是一种污水的生态处理技术。
2人工湿地污水处理技术作用
人工湿地污水处理技术可以对城市污水进行有效处理，在城市污水中，多包涵含碳化合物、悬浮物、磷、含氮化合物等。人工湿地碳循环可以有效排除湿地内部的碳，在湿地中，有很多生物都会对降解当中的碳源予以依赖；对于悬浮物来说，人工湿地可以让悬浮物得到沉淀与俘获，在湿地当中，植物腐殖质、低流速都可以让悬浮物沉淀得到有效促进，并拦截颗粒物质；对于磷来说，人工湿地具有吸附作用，其主要磷循环包含了吸附、解吸附、突然循环、植物吸收、腐烂释放及矿化，和湿地中氮循环过程相比，磷循环过程中的磷化合价不会发生变化，对于磷的去除效果要好于对于氮的去除效果。
3净化机理
人工湿地经过近30年的发展,出现了多种形式的湿地处理模式,但根据污水在湿地系统的存在形式,可归结为表流湿地和潜流湿地两类。表流湿地为自由水面湿地,湿地中种植香蒲、菖蒲、荇菜、凤眼莲等挺水、浮水植物。向湿地表面布水,维持一定的水层厚度,形成一层地表水流,废水在流动过程中,与湿地土壤及植物,特别是与植物根茎部生长的生物膜接触,通过物理的、化学的以及生物的共同作用,完成净化过程。潜流湿地为地下水流湿地,一般由具有一定长宽比的构筑湿地单元床构成,单元床底部有隔水层,床体内填充土壤、砂、卵石等填料,床体表面种植处理性能好、成活率高的水生植物(芦苇、茭白等)。废水通过布水管道以水平渗透或垂直渗透形式通过填料,净化后经集水管道收集排放。湿地系统通过沉降、过滤等物理作用,氧化、分解等化学作用及微生物的代谢和植物的吸收等一系列综合反应过程将水中可沉降固体、胶体物质、BOD、N、P、重金属等去除,净化能力强大。
4人工湿地技术在城市污水处理中的应用
4.1表面流人工湿地的应用
在实际应用中，为对流向进行控制、对渗漏现象予以避免，需要使用衬垫层与护坡。通过沉降、过滤、氧化及还原等环节可以净化流经湿地污水，表面流湿地和自然湿地较为接近，因此，表面流湿地往往会引来野生物寄居。一般情况下，在城市污水处理中，表面流湿地技术多被用为深度处理手段，除此之外，在地下水修复、矿井废水处理以及垃圾渗透液的处理中，这种技术的应用也可以取得良好效果，其投入建设、维持运行的成本相对较低，具有良好经济效益。
4.2潜流人工湿地的应用
4.2.1垂直潜流人工湿地
垂直潜流人工湿地处理技术可以让水平流湿地中氧气转移速率提高，可以让销化氨氮能力增强。最初阶段，垂直流人工湿地处理多是利用单管直接进水至湿地，以此来完成布水工作，现阶段，其布水形式已经相对丰富，如多点布水、上向流、潮汐流等。因这种技术具有较强的销化能力，因此，在处理垃圾渗透液、食品厂废水中多有应用，在城市生活污水的处理上很少应用这种技术。
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4.2.2水平潜流人工湿地
在水平潜流人工湿地中，基质表面高于污水运行水位，污水运行水位直接接触湿地植物地下部分，在水平潜流人工湿地中，包含植物、砾石基质以及多种水位控制装置及防渗设施，在应用此种技术时，因为并非直接暴露污水，让病菌传播可能性得到减少，同时，此种技术的应用可以在一定程度上防止蚊蝇出现。
5人工湿地技术应用管理中主要问题及管理方法
5.1植物应用问题及管理方法
5.1.1植物应用问题
在人工湿地中，植物是极为重要的组成部分，植物的设置和管理在一定程度上决定了湿地净化能力的发挥效果，通常情况下，应该选择扩张能力相对较强的湿地植物，让植物在湿地中的生长得到保证，让净化作用得到充分发挥。在植物生长与维护中，主要存在两方面问题：一是植物竞争。野生植物、湿地种植植物之间会出现竞争，湿地种植植物内部也会出现竞争情况，影响植物生长。二是植物枯萎问题。植物一旦枯萎就有可能对微生物活性造成影响，影响人工湿地污水处理效果。
5.1.2管理方法
为解决植物竞争问题，需要了解在人工湿地中，不同种类种植植植物的生长特性，如在我国各地，都可以发现香蒲生长能力不如芦苇生长能力，在人工湿地构建过程中，应该尽量选择当地较为强势的植物物种，除此之外，应该重点关注植物营养物去除能力，选择营养物去除能力高、生长强势的植物。为解决植物枯萎问题，需要在人工湿地管理中定期对植物进行收割，通过去除植物生物量来让湿地中污染物得到长期去除，规避因植物枯萎、腐烂造成再次释放污染物现象出现。值得注意的是，在人工湿地管理过程中，在收割植物时，不能过早收割，也不能多次收割，否则就会对植物吸收营养物能力和效果造成不良影响，同时会让人工湿地管理费用提高。
5.2低温影响问题及管理方法
5.2.1低温影响问题
在人工湿度污水处理、水质净化过程中，植物与微生物具有重要作用，但是在低温季节中，植物与微生物活性会大大降低，如脱氮等处理效果会受到一定程度的影响。这种影响就目前来看是无法完全避免的，同时，这种低温影响还有可能让地基质层出现冻结情况，进而让湿地床体缺氧加剧。
5.2.2管理方法
一般情况下，对于低温影响问题进行处理时，主要是对进水污染物负荷予以降低，让水力停留时间等相关设计参数、运行参数得到提升，同时，利用人为创造隔离层、覆盖物可以让人工湿地内部低温环境得到改善，对低温影响予以降低。除此之外，也可以采用弥补方法来减少低温造成的影响，如因为低温影响，使得人工湿地脱氮效果大打折扣，就可以通过提升湿地内部溶解氧环境的方法来让脱氮效率得到提升，进而对此种效果不良影响予以弥补。
6结论
综上所述，人工湿地污水处理技术的应用可以有效排除城市污水中的含碳化合物、悬浮物、磷、含氮化合物等物质，现阶段，表面流人工湿地、潜流人工湿地、浮床湿地及浮床湿地是人工湿地技术应用的主要类型，通过定期收割植物、优化水力停留时间参数及清洗基质等管理方法，可以让植物应用问题、低温影响问题及堵塞问题得到解决。
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论文作者:潘志远
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/10
标签：湿地论文; 植物论文; 污水论文; 潜流论文; 低温论文; 技术论文; 污水处理论文; 《防护工程》2018年第21期论文;