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1、人工湿地污水处理应用及研究进展摘要：人工湿地是一种低成本、高效益的生态式污水处理技术，以其独到的特点和优势，越来越受到人们的关注。本文介绍了湿地的定义和分类，综述了国内外工程应用及其对污水净化机理的研究进展，指出现在存在的问题，并提出以后的发展趋势。关键词：人工湿地；污水处理；研究进展随着人口的增加和经济的快速发展，污水排放量迅猛增加，导致我国水源污染、水体富营养化及环境水质恶化日趋严重。我国是水资源短缺的国家,全国600多个城市目前大约有一半的城市缺水,而水污染使得水环境形势显得更为严峻.目前我国污水处理主要依赖于传统的集中式水处理工艺，虽然技术和工艺日
2、渐完善，但却面临着处理水平低和投资运行费用高等问题，使得不少地方建不起大型污水处理厂或不少污水处理厂因为运行资金短缺而闲置。人工湿地是本世纪70年代发展起来的一种新型污水生态处理技术，以其投资少、建设运营成本低；净化效果好、去除氮、磷能力强；工艺简单、组合多样化近年来在世界各地得到了广泛的应用[1-4]。近年来国内外学者对湿地的净化机理和推广应用作了大量研究工作，并取得了一系列的研究成果，人工湿地污水处理技术越来越受到人们的关注。1人工湿地的概念湿地是指陆地上常年或季节性积水和土壤过湿的地区,并与其生长、栖息的生物物种构成独特的生态系统。1982年3月12
3、日修正的国际湿地公约中,把湿地定义为:“不问其天然或人工,长期或间歇性沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动或为淡水、半咸水或咸水提供者,包括低潮时不超过6米的水域”。湿地不仅是许多野生动植物生长繁殖的场所,它还具有涵养水分、调节气候的功能,更重要的是湿地具有净化污水的功能,因而被誉为“地球的肾脏”[5]。人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统,它是一种由人工建造和监督控制的、类似沼泽地的地面,利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用。人工建造的湿地,其生态系统中的生物种类多种多样,并处于人为控制之下,综合处理污水的
4、能力受到人工设计控制,处理能力较强。绝大多数自然和人工湿地主要由具有透水性质的基质(如土壤、砂、砾石等)、流动的水体、植物、动物和微生物五部分组成。其组成和结构直接关系到湿地对污水的处理效果。在人工湿地的设计过程中,要尽可能地增加湿地系统的生物多样性,因为生态系统的物种越多,其结构组成越复杂,则其稳定性越高,因而对外界干扰的抵抗能力也越强。故可提高湿地系统的处理能力,延长湿地系统的使用寿命。2人工湿地类型及特点人工湿地根据湿地中主要植物类型可分为①浮生植物系统；②挺水植物系统；③沉水植物系统；目前一般所指的人工湿地都是挺水植物系统。挺水植物系统可根据污水在
5、湿地中流动的方式不同而分为三种类型，即地表流湿、潜流湿地和垂直流湿地，具体见表1。表1 人工湿地污水处理分类及其特点分类方式人工湿地种类特点地表流湿地类似于沼泽，污水以较慢速度从湿地表面流过,具备投资少、操作简单、运行费用低等优点，但占地大，水力负荷小，净化能力有限，湿地中的O2来源于水面扩散与植物根系传输，系统运行受气候影响大，夏季易孳生蚊子、苍蝇等水流方式潜流湿地污水从一端水平流过填料床,其由一个或多个填料床组成,床体填充基质,床底设防水层。水力负荷与污染负荷较大，对BOD、COD、SS及重金属等处理效果好，O2源于植物根传输，少有恶臭与蚊蝇现象,但控
6、制相对复杂，脱N和P效果欠佳垂直流湿地污水从湿地表面纵向流入填料床底，床体处于不饱和态，O2通过大气扩散与植物根传输进入湿地，硝化能力强，适于处理氨氮含量高的污水，但处理有机物能力欠佳，控制复杂，落干/淹水时间长，夏季易孳生蚊蝇浮生植物系统以浮水植物为主，植物繁殖能力强，可通过光合作用由根系向水体放氧，可通过植物吸收有效去除N、P及重金属等污染物；浮水植物目前主要用于N和P的去除和提高稳定塘的效率主要植物挺水植物系统以挺水植物为主，植物根系发达，可通过根系向基质送氧，使基质中形成多个好氧、兼性厌氧、厌氧小区，利于多种微生物繁殖，便于污染物的多途径降解；目前
7、人工湿地主要指挺水植物系统沉水植物系统以沉水植物为主，该系统还处于试验阶段，主要用于初级处理与二级处理后的精处理3人工湿地的构造绝大多数自然湿地和人工湿地由五部分组成：①具有各种透水性的基质,如土壤、砂、砾石；②适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物，如芦苇；③水体(在基质表面下或上流动的水)；④无脊椎或脊椎动物；⑤好氧或厌氧微生物种群。湿地系统正是在这种有一定长宽比和底面坡度的洼地中由土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床,废水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动,并在床体表面种植具有性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物(如芦
8、苇、蒲草等)形成一个独特的动植物生态系统,对废水进行处理。其中湿地
