人工湿地污水处理技术及其发展

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1、人工湿地污水处理技术及其发展　　摘要：人工湿地作为一种新型的污水处理技术，正在不断地受到全球各地的重视。本文简要介绍了人工湿地的概念、分类及组成，详细阐述了人工湿地污水处理的机理，最后对人工湿地在我国的发展方向进行了预测，为人工湿地污水处理的应用研究提供了有益的参考.关键词：人工湿地；污水处理机理；环境效益；经济效益；发展趋势　　人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种新兴污水处理技术，美国Hammer博士将人工湿地定义为”为了人类的利用和利益通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由饱和基质、挺水植物与沉水植物、动物和水体组成的复合体

2、”[1]。人工湿地将污水处理和园林绿化合二为一，具有很好的景观效果和应用价值。与传统污水处理技术相比，人工湿地具有运行费用低，设备工艺简单，具有净化效果好，去除N、P能力强等优点，适用于适合于水量和水质不大且管理水平不很高的城镇的污水处理。近年来人工湿地在国内外得到了广泛的应用，具有非常好的应用前景。　　1人工湿地概述　　1。1人工湿地的分类　　根据污水在湿地床中流动的方式可将人工湿地分为3种类型：表面流人工地、潜流式人工湿地、垂直流人工湿地[2]。表面流人工湿地污水从湿地表面流过，水深一般为0。1-0。6米，水流呈推流方式前进。

3、近水面部分为好氧层，较深部分及底部通常为厌氧层。表面流人工湿地中氧的来源主要靠水体表面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点，但其缺点是占地面积较大，水力负荷率较小，易受季节影响，去污能力有限。潜流式人工湿地污水在填料表面下从一端水平流过。潜流式人工湿地由一个或多个填料床组成，床体填充基质，床底设有防渗，防止污染地下水。它的水力负荷大，对BDD5、CODCr、悬浮物、重金属等污染指标的去除效果好而且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象，但控制相对复杂，脱氮除磷效果欠佳。垂直流人工湿地污水

4、从湿地表面纵向流向填料床的底部，其水流方向与根系层垂直，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直潜流人工湿地硝化能力强，可用于处理氨氮较高的污水，其缺点是对有机物的处理能力不如潜流式人工湿地系统，落干/淹水时间较长，控制相对复杂，夏季有孳生蚊蝇的现象。　　1。2人工湿地的组成　　人工湿地污水处理系统由四部分组成：水体；具有各种透水性的基质，如土壤、砂砾；适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物，如芦苇；好氧或厌氧微生物种群[4]。　　水体是人工湿地处理的对象，为动植物，微生物提供营养物质，它在人工湿地系统中具有很重要的意义。　　

5、基质是指人工湿地池床中填充的沙砾、碎石或土壤，是人工湿地净化污水处理系统的主要组成成分之一，具有支撑高等植物生长的作用。基质既可为微生物的生长提供稳定的依附表面，也可为水生植物提供支持载体和生长所需的营养物质。当污水流经人工湿地时，基质通过一些物理和化学途径，如吸附、过滤、络合反应等，来净化污水中的有机污染物。　　湿地植物指湿地中生长的植物，一般多采用挺水植物，具有吸收与富集碳、氮、磷等污染物元素的作用，植物通过根系，吸收富集污水中的自身生长所需要的污染物元素；湿地植物还具有增强和维持基质的水力传输的作用，植物根系对基质的穿透作用

6、使在基质中形成微小气室或者间隙，增强了基质水力传输能力；湿地植物还可以为微生物提供栖息生长的附着面，吸附水中的部分悬浮物。　　微生物是系统中的主要分解者，承担着水中污染物特别是有机污染物的降解任务。人工湿地中的微生物主要包括细菌、真菌和放线菌等。其中，细菌作为湿地微生物中数量最多的一个类群，能使复杂的含氮有机物转化成利用的无机氮化合物。真菌能促进纤维素、木质素、果胶等的分解，并能将蛋白质最终分解释放出氨。放线菌能比真菌更强烈地分解氨基酸等蛋白物质，还能形成抗生物质维持湿地生物群落的动态平衡。原生动物摄食一些微生物和碎屑，起到调节微

7、生物群落的动态平衡和清洁水体的作用。它们协作构成了互利共生的有机系统，来完成污水净化的任务[5]。　　2人工湿地污水处理机理　　人工湿地污水处理是一个集化学、物理和生物处理协同作用的过程。通过化学处理中的氧化分解，物理处理中的沉积过滤，生物处理中的吸收分解，协同完成处理系统中的污染物的任务。人工湿地污水处理系统中的污染物主要为氮、磷、悬浮物、有机物和重金属。　　氮的去除机理　　湿地中的氮去除机理包括挥发、硝化反硝化、植物摄取等。在Santee[6]的报道中，硝化反硝化去氮量占氮去除总量的60%～86%。根据R。Kickuth的根区

8、法理论，湿地中的植物将氧气从上部输送至主根部，从而在植物根区附近形成一个好氧区域，离根区较远的地方形成缺氧区域，更远的区域则形成厌氧区域，使硝化和反硝化作用可以同时进行。硝化作用在好氧环境下由自养型好氧微生物完成，它包括由亚硝酸菌将NH4+-N转化