人工湿地污水处理技术研究现状分析

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1、人工湿地污水处理技术研究现状分析　　摘要：文章介绍了人工湿地的发展现状，对人工湿地及其对不同污染物的污水处理原理进行了阐述，针对人工湿地污染物处理系统及其设计的关键因素进行了具体的说明，并结合人工湿地系统在各个领域的广泛应用，介绍了其污水处理方法及流程。　　关键词：人工湿地；污水处理技术；去除机理；废水；悬浮物去除；有机物去除文献标识码：A　　中图分类号：X703文章编号：1009-2374（2016）30-0099-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30

2、.048　　1概述　　随着工业化发展，污水处理技术的发展和提高成为目前亟待解决的问题，而人工湿地技术作为一种可持续发展的污水处理技术方法也越来越引起人们的重视和研究，追溯其历史来源于1953年德国KatheSeidel博士研究发现了芦苇能去除大量无机和有机污染物，随之激发了德国以及整个欧洲在这方面的研究，目前人工湿地技术已在欧洲得到了普遍的推广应用。而我国在人工湿地技术方面的研究起步较晚，1987年建立了第一个人工湿地，最初的人工湿地技术也仅仅应用在生活污水的处理上，具有处理污水出水水质稳定、对

3、氮磷等有很强的去除能力、系统管理方便等特点，目前已逐渐推广至工业废水、养殖废水等领域中，代表了人工湿地技术在未来发展的一个新趋势。7　　2人工湿地污水处理系统及原理　　2.1人工湿地概述　　人工湿地通常是由填料层、微生物、水生植物、脊椎和无脊椎动物、水体5大部分组成，人工湿地系统一般可以分为3类，如表1所示：　　由表1可以看出，表面流湿地由于以自然泥土作为基质，经济上建设花费较小，且人工湿地表面有较充足的氧气，但由于其污水仅仅在表面流动，所以占地面积大，且水力负荷较低，处理效率低下；垂直流湿地属

4、于构造性人工潜流湿地，处理效率很高，尤其是针对氮磷的处理效率，且不容易堵塞，但是系统相对复杂且经济建设花费很高；水平潜流湿地是将需要处理的污水在填料层从进水端水平流向出水端，所以有很好的保温效果，因此有效地降低了恶臭以及蚊蝇产生的可能，对有机物以及重金属的去除效果尤其好。通常会针对这三种湿地系统的优缺点建立组合人工湿地，以达到高效的污水去除效果。　　2.2人工湿地污水处理原理　　人工湿地系统主要是人工投放铺设的基质、种植的植物、引进微生物等形成一个微小局部的生态系统，形成了生态污水处理系统。下面

5、我们将简要介绍人工湿地的集中污染物去除机理。　　2.2.17悬浮物去除。污水进入湿地系统时，悬浮物去除主要由湿地中的重力沉降、生物群落的吸附、絮凝共同作用完成。如果悬浮物含量比较高，那么可以通过设置格栅、沉砂池、沉淀池、厌氧沉淀塘等预处理设施，去除污水中的悬浮物，同时湿地中的多种微生物也会发生降解分解、代谢吸收、沉降等多种作用而同化组成细胞的成分，从而达到去除悬浮固体的作用。　　2.2.2有机物去除。有机物的去除都可以通过微生物降解去除，其中有机物中的可溶性的有机物可以通过植物吸收、转化，微生物

6、降解等过程去除，不溶性的有机物主要通过填料的沉淀、过滤等物理作用去除。　　2.2.3磷的去除。人工湿地对磷的去除是通过微生物的氧化分解、植物分解、化学作用以及物理沉积等。其中物理作用主要是磷通过自身的重力作用以及湿地中的基质及植物根系阻拦而慢慢沉淀；化学作用主要是由于人工湿地中的磷会和其他的铁、钙、镁、铝等阳离子发生离子交换等化学沉淀作用。植物分解和同化作用主要是经过植物摄取、转化、植物吸收等，储存在一些水生植物体内的磷会随着植物的枯萎死亡而重新释放回水体中。如果以除磷为目的，可定期从湿地系统中

7、收割植物。微生物作用主要是通过同化作用和超荷积累两种方式实现的，同化作用是自氧微生物和异氧微生物吸收、转换磷来实现。而超荷积累则是微生物在特定水体环境中，对磷的一种过度积累现象。　　2.2.4氮的去除。人工湿地氮的去除主要通过挥发、氨化、植物吸收、硝化和反硝化以及基质吸附等途径。同时由于氮也是植物、微生物细胞等所需的营养元素，所以一部分氮被植物、微生物吸收同化。一般人工湿地在中性和弱碱性之间，可采用收割去除的方法，当处理低浓度污水时，有很好的效果。　　2.3人工湿地污水处理系统7　　在人工湿地污

8、水处理系统中，如图1中系统设计的关键在于湿地的水流方式、污水的停留时间以及湿地有效面积等，其中湿地的水流方式常见的有推流式、阶梯进水式、回流式以及综合式。污水的停留时间则可以定义为可用容积和平均水量的比值，即是：　　式中：t代表污水的停留时间；V是湿地容积（m3）；ε是湿地孔隙率；Q是平均流量。　　人工湿地的面积一般根据进出水中BOD5的浓度来确定，针对不同类型的人工湿地系统有不同的计算方法。针对表面流人工湿地，为了计算方便，在确定了水力负荷的前提下，通常可以采用如下公式计算表面流湿地面积：