胡祎
中国建筑第三工程局有限公司 湖北省 430000
摘要：人工湿地污水处理系统是由水、动物、微生物、水生植物和水饱和黄台基质组成的复杂污水处理生态系统。通过模拟天然湿地进行人工设计、建造和控制，采用人工湿地构筑物和湿地区域，在很大程度上能够强化景观功能、实地生态功能和污水净化处理。本文探讨了人工湿地污水处理技术的应用。
关键词：人工湿地；污水处理技术；应用
在我国城市污水处理中，人工湿地技术的应用范围较为广泛，而对其进行科学管理才能提升人工湿地在污水净化处理中的应用效果，因此我们要根据各类湿地的应用需求进行针对性分析和管理，并采取措施对人工湿地污水处理中所呈现出来的问题进行管控。
1 人工湿地的类型及特点
1.1 表面流人工湿地
这种湿地与自然湿地最为接近，水流在湿地表面呈推流式前进，水位较浅，一般为0.1～0.6 m，在流动过程中，主要是通过植物及其根部的生物膜对污水进行净化，并在终端流出。该湿地具有投资少、运行成本低、操作方便等优点，但也存在易滋生蚊蝇、有臭味、易受自然气候条件影响，去除效果有限等缺陷。
1.2 潜流人工湿地
在该湿地中，主要是利用植物根系、填料基质以及两者上生长的生物膜等作用实现湿地地表下流动污水的净化，去除效果较好，是目前国内外研究和应用较多的一种人工湿地。由于水流在地表下流动，保温性较好，受气温影响较小，不易滋生蚊蝇，但比较容易堵塞。
1.2.1 水平潜流人工湿地
在该湿地中，污水从地表下进水口一端沿水平方向流向出水口。与表面流人工湿地相比，具有水力负荷高，对有机物、悬浮物、重金属等污染物去除效果好的优点，且很少有臭气产生和蚊蝇滋生。
1.2.2 垂直潜流人工湿地
在此湿地中，污水从湿地表面垂直流向基质底部，通过不同的基质达到净化污水的目的。在净化过程中基质处于缺氧状态，硝化能力较强，但去除COD 的能力较弱，适于处理高氨氮废水。
2 人工湿地污水处理技术的应用
2.1生活污水的处理
生活污水是水体的主要污染源之一，主要是指人类生活中使用的各种厨房用水、洗涤用水和卫生间用水所产生的排放水，多为无毒的无机盐类，可生化性好，但排放量较大。人工湿地由于其高效率、低投资、低运营和维护简单等优点而被用于处理生活污水。
不同类型人工湿地对生活污水的处理效果，会受到包括湿地类型、植物种类、温度和填料基质等许多因素的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过菖蒲、千屈菜、水葱和香蒲在不同类型人工湿地对生活污水处理效果的研究，发现4 种植物对生活污水COD 的去除率均表现为垂直下行流湿地＞垂直上行流湿地＞水平潜流湿地，其原因可能是垂直下行流湿地中好氧环境众多，极大地增强了参与根系表面好氧过程的好氧微生物的活性，对有机污染物的降解具有很好的效果。
2.2有机废水的处理
有机废水往往具有浓度高、成分复杂、色度高、不易生物降解等特点，对环境的危害较大。一些学者通过研究发现人工湿地可以较好地净化有机废水。
利用水平潜流人工湿地处理含大量溶解性难降解有机物的重油采出水，发现芦苇湿地系统对其具有良好的去除效果，最高可达81%，且重油采出水对芦苇的纤维素和木质素等生理指标没有明显的影响，为人工湿地的实际处理含油废水提供了依据。通过水葫芦、皇冠草和菖蒲3种植物的人工湿地对硝基苯废水处理效果的研究发现，3 种植物对硝基苯废水均具有较好的净化效果，去除率在66% 以上，其中最好的为皇冠草，去除率高达93%。同时当人工湿地受到小污染负荷时，对硝基苯的去除效果下降较为明显，但可在2h 内回升到初始水平，表明了其耐短期冲击负荷能力比较强。
2.3氨氮废水的处理
氨氮废水主要来源于养殖、焦化、石化、制药、食品、垃圾渗滤液等，大量氨氮废水的排放会破坏生态平衡，引起水体富营养化，给环境造成极大的危害。目前，人们主要利用物理法、化学法和生物法处理氨氮废水，其中人工湿地由于其工艺简单、处理效果好、运营成本低等优点而被广泛用于处理氨氮废水。通过不同类型的潜流湿地处理养殖废水的研究发现，垂直潜流人工湿地对氨氮和总氮的去除率均达到80% 以上，而水平潜流湿地系统的去除率均低于60%，两者处理效果差异较大，其原因可能是由于湿地系统去除氮素的主要途径是微生物的硝化反硝化作用，而水平潜流床体大部分处于缺氧/ 厌氧状态，硝化作用不足，相反垂直潜流中氧气可通过植物传输和大气扩散进入湿地，加强了硝化作用，进而促进了氮素的去除。
2.4 高盐废水的处理
高盐废水是指总含盐质量分数至少1% 的废水，目前处理高盐废水的方法主要是热法、膜法和生物法，但由于热法耗能高、运行费用高，膜法中膜易污染堵塞、建设投资高，都有一定的局限性。而人工湿地由于其耐冲击负荷和运营维护简单等优点被用于高盐废水的处理。利用人工湿地处理沿海高盐度地区的微咸水，并对湿地植物的耐盐性进行了研究，发现黄花鸢尾的耐盐性和去除污染物的效果最好，适合在土壤盐碱化地区推广应用。
2.5 重金属废水的处理
重金属废水由于其毒性强、难以生物降解、易于累积等特点，对环境和人体健康具有重大威胁。人们通常采用理化法和生物法处理重金属废水，但理化法存在处理成本较高且易于造成二次污染的风险，而人工湿地技术则可以很好地解决这一难题。利用波式潜流人工湿地处理含有Mn、Zn、Cd、Cu 和Ni 的重金属废水，发现该湿地系统对重金属的去除具有较高的稳定性，并且对Zn、Cd、Cu 和Ni 的去除率均达到90% 以上，而对Mn 的去除率只有69.1%，其原因可能是湿地内部的弱碱性环境利于Zn、Cd、Cu 和Ni 的去除，在装置的前半部分已基本完全去除；Mn 的去除除了受pH 值影响外，还要受溶解氧浓度的影响，而湿地植物对重金属的直接吸收去除效果较小。通过湿地基质对人工湿地处理含铅废水影响的研究，发现湿地基质为粉煤灰、污泥、细煤渣、砾石和细沙等材料配制时，湿地对Pb 的去除效果最佳。
2.6放射性废水的处理
放射性废水主要来源于核工业、核燃料燃烧和放射性核素的开采、加工使用等环节，其主要污染物质为具有放射性的重金属，如Cs、U 和Sr 等，对环境和人体健康具有严重的危害。目前，人工湿地处理放射性废水具有很多难点。通过人工湿地去除污染物的机理分析了人工湿地处理低浓度放射性废水的可行性，认为在技术上人工湿地可以处理低浓度放射性废水。
综上所述，人工湿地污水处理技术进行的研究以及系统构建是目前国际湿地领域进行研究的研究重点，使用人工湿地污水处理工艺能够在工程造价和去污能力以及运营成本上和传统污水处理工艺比较起来有着非常多的应用优势，可是其因为会受到气候条件以及占地面积等问题的制约。与当前我们国家实际的国情有关，人工湿地污水处理技术在日后的污水处理领域一定会拥有非常广阔的发展前景，并且其也终将会成为一项有利于国民发展的工程。
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论文作者:胡祎
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/4
标签：湿地论文; 废水论文; 污水处理论文; 潜流论文; 污水论文; 基质论文; 效果论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;