摘要：人工湿地污水生态处理工艺与技术能有效地处理多种多样的污（废）水，如生活污水、工业废水、垃圾填埋场的渗滤液、地面径流雨水、合流制下水道暴雨溢流水等，非常适合中、小城镇、城市与农村的接合地区的污水处理，还可以作为城市污水处理厂二级处理出水的深度处理，值得大力推广应用。
关键词：人工湿地；生活污水；处理；
人工湿地是通过人工模拟自然湿地的结构和功能而设计和建造的湿地。人工湿地主要由基质、植物、微生物等组成，它充分利用物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用来实现对污水的高效净化。
一、人工湿地对生活污水处理过程中存在问题
1.基质易堵塞。基质在人工湿地中发挥着重要的作用，但是随着污水处理过程的不断运行，湿地中的微生物也相应繁殖，再加上植物的腐败以及基质的吸附能力逐渐趋于饱和，若维护不当，很容易产生淤积、阻塞现象。当堵塞现象发生时，它不仅影响到湿地系统的水力负荷，也会影响湿地系统的寿命以及湿地长期运行的稳定性，甚至使湿地系统丧失功能。
2.易受植物、基质、水力负荷、运行方式等的影响。植物是人工湿地中重要的组成部分，湿地中的植物不仅可以与基质一起过滤、截流水中悬浮物，还可以吸收水中部分污染物质从而将其去除。水力负荷、运行方式等对人工湿地的净化效果也有一定的影响，水力负荷过大，污染负荷过重会缩短水力停留时间，降低湿地对污水的净化效果，严重的还会造成湿地堵塞现象。
3.设计缺乏规范化。人工湿地是一个涉及生物学、水力学、水文学和水化学的复杂生态系统，但其系统的设计多建立在统计数据和经验公式的基础上，缺少关于大规模人工湿地充分详细的高质量数据。目前国内只有一套《人工湿地污水处理工程技术规范》，还没有一部国家正式承认的湿地设计手册，也没有与之相关的标准，更没有推导出单项的设计指标、简要的工程参数等。同时在人工湿地设计过程中也出现各种公式滥用甚至混用的现象，这些因缺乏人工湿地设计规范，很大程度上阻碍了人工湿地的推广应用。
二、解决措施
1.合理控制水力停留时间。通过人工建模方式，将污染原水加入高位水箱，从水箱出水管注入人工湿地布水区，后经人工湿地床处理后，由人工湿地集水区流出。人工湿地床体双侧为有机玻璃，床体长1.5米，宽0.4米，高0.7米，底部坡度1%，分为0.8米布水区、0.3米湿地池、0.4米集水区，三区相接处有多孔，湿地池基质深度0.5米，最下层为0.35米直径为10-25毫米的碎石，中层为0.1米直径为5-15毫米的粗砂，最上层为0.05米直径为0-5毫米的土壤。在上种植同一水系芦苇，以10厘米*10厘米间距种植，本次实验共连续运行60天，水力负荷在0.5m3/（m2·d），分别监测水平潜流人工湿地停留时间在4小时、8小时、16小时、24小时、48小时、72小时水力停留时间对TN、TP、NH3-N等影响研究。水样测定方法参照国家环保局《水和废水监测分析方法》，采水点水质参数取平均值（表1）。经实验分析，生活污水的水力停留时间对人工湿地净化效果存在影响（表2）。结果表明，一般情况下，水力停留时间相对长的对污水的净化效果好。初期进入，主要为湿地基质通过吸附、过滤等作用，故TP、TN、NH3-N 等浓度大幅下降，中、后期主要为植物、微生物等分解、吸收等作用，污染物浓度持续平缓降低。
表1.进水水质
2.人工湿地的保温措施。低温对人工湿地造成了不利的影响，为了保证人工湿地的运行效果，通过保温，减缓了植物休眠，促进了人工湿地对污染物的去除效果。按系统布水方式，人工湿地可分为表面流和潜流两种，在低温条件下，表面流人工湿地污水在表面流动，保温能力较差，水温降低易对微生物数量和活性造成影响，表面冰层使大气复氧能力下降，导致运行效果不佳． 而潜流型人工湿地则具有一定的优势，潜流型湿地与大气之间有覆盖层隔断，在冬季对污水在床体中的保温效果较好。但是在应用过程中要综合可虑各方面因素，选择合适的覆盖方法以预防低温对湿地造成不利影响。
3.湿地堵塞的防治措施。随着人工湿地的日益推广和应用，越来越多的人开始研究堵塞问题，目前常用的预防措施有: 对进水进行预处理，选择合适的基质粒径和级配、选择合适的植物和污染负荷、合理的运行方式，以及一些强化措施等。并结合不同地区的具体情况深入开展人工湿地处理特殊废水的研究工作，取得适合于不同地区、不同环境、不同气候条件及不同特性废水的实用数据库，建立人工湿地数据库，减小建设低效湿地的风险，将模型理论应用到实际中，为人工湿地的广泛应用提供科学的指导。
4.加强人工湿地的维护管理。定期对植物进行修整可以减少植物之间因化感作用相互影响或是因植物的枯枝落叶经水淋或微生物的作用释放出克生物质，抑制自身的生长。其中管理的范围涉及湿地植物、水质的管理还有其他的相关部分的管理。科学的运行管理可以保持人工湿地处理系统对污染物稳定、高效地去除效果，同时适当的管理维护，还可以解决人工湿地可能带来的负面生态问题，充分发挥其美化景观、丰富物种的生态效应。
三、研究展望
人工湿地作为一种综合的污水生态处理技术,由于其投资省、能耗低、易管理等优点已经得到广泛的研究和应用。但是针对其存在的问题, 还需要从以下几个方面需要改善和发展加强高效填料的开发以及填料吸附饱和后污染物释放方面的研究。对填料吸附氮磷饱和后可能发生的污染物释放方面的研究, 这对系统的最大运行时间、基质饱和后的再生及更换等有重要的实践意义。在我国污水处理率远低于城市的中小城镇以及农村等不发达地区有广阔的应用前景, 加强其推广应用, 而且人工湿地处理后污水回用方面的研究和应用推广又能有效解决水资源不足的问题。
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论文作者:许楠1, 王磊2,陈龙3
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/24
标签：湿地论文; 基质论文; 污水论文; 水力论文; 植物论文; 污水处理论文; 潜流论文; 《防护工程》2018年第27期论文;