人工湿地

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人工湿地

北京大钢环境治理技术研究院

湿地，被称为“地球之肾”，但近些年，人工湿地逐渐发展为生物———生态治污技术，能对不同类型的工业废水进行处理，后又逐步发展为雨水处理，并得到了推广和应用。根据《人工湿地污水处理工程技术规范》，人工湿地是指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗隔水层，填充一定深度的基质层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用使污水得到净化。目前，这项人工湿地已被用来改善大型水体的水质。其原理是利用自然生态系统中物理、生物、化学三方面的作用来净化污水。人工湿地生态系统是在一片洼地中，这片洼地的长宽比一定，且底面存在坡度，由填料、土壤混合构成填料床，在填料床的表面流动，或在填料床的缝隙中污水能够曲折地流动。种植于填料床表面水生植物，易于成活，还能增强处理性能，从而构成一个特殊的动植物生态系统，达到净化污水的目的。人工湿地这个“自然系统”是为人工模拟“自然湿地”处理污水而构建的，它是人为地在长宽比一定，且地面存在坡度的洼地中，根据相应比例将构成基质混合成填料床，然后有针对性的种植植物的污水处理生态系统。对于“自然系统”中有机物微生物的降解，植物可以为其提供基质，种植的植物的生长周期一般较长，具有较强的抗水性，且美观，易于成活。另外，蒲草、芦苇水生植物还具有一定的经济价值。人工湿地对污水的净化是人工基质、水生植物和微生物这个复合生态系统的物理、生物、化学三方面作用的共同结果，通过植物吸收及过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解等方式将废水中的重金属和悬浮物、磷、氮、有机物等去除，其中自然化学作用及微生物的比例为90％，水生植物约占7％~10％的比例。这个特有的动植物生态系统能很好的净化污水，还可以利用水分及营养物质的生物地球化学循环，促进绿色植物生长及增产，从而实现废水的资源化。综上，人工湿地有着下列优势：①节省了一部分建造及运行费用；②便于管理及维护；③能进行污水处理；④减小对污染负荷及水力的冲击；⑤产生直接或间接的效益，如教育、娱乐、建材、野生动物栖息、造纸原料、畜产、绿化和水产等。人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。

根据污水在人工湿地系统中流动的方式，人工湿地污水处理工艺一般可分为表面流、垂直流和水平潜流。

表面流人工湿地：为自由水面湿地。废水在湿地中形成一层地表流，以较慢的流速水平流动，与自然湿地极为相似。

污水直接暴露在大气中，易导致污水中的细菌等污染物散播到大气中而造成二次污染，同时负荷小，处理效果差，运行受气候影响较大，在寒冷地区污水易结冰而影响处理效果，故一般不采用。

垂直流人工湿地：污水从湿地表面纵向流向填料床底部，床体处于不饱和状态。O2可通过大气扩散和植物传输进入湿地系统。  

该系统硝化能力较高，可用于处理氨氮含量较高的污水，但其处理有机物能力欠佳，控制复杂，夏季易滋生蚊蝇，建造要求高，故使用较少。

水平潜流人工湿地：为地下水流湿地。废水通过布水管道以水平渗透或垂直渗透形式通过填料，在水床最低位运行，床体表面种植处理性能好、成活率高的水生植物(芦苇)，净化后的水体经集水管道收集排放。床底铺防渗膜，可防止污染地下水。

    BOD、COD等有机物和重金属的去除率高，受气候影响小，夏季无臭味、无蚊虫滋生，在寒冷地区也可以正常运行。