人工湿地处理生活污水的研究【文献综述】

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1、毕业设计文献综述环境科学人工湿地处理生活污水的研究综述[摘要]人工湿地是一种主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的技术。本文对人工湿地进行了完整的阐述，介绍了人工湿地的定义、分类、国内外现状、构造、工艺流程，其具有投资少、运行费用低、运行维护方便、管理简单等特点。同时从三个方面来分析了人工湿地处理污水的去除机理，论述了我国关于人工湿地污水处理的研究及应用现状，提出了人工湿地技术未来的研究方向，并对其应用前景进行了展望。[关键词]：人工湿地、生活污水、去除机理引言湿地是地球上一种重要的生态系统。湿地是一种土

2、地类型，其主要标志是土壤过湿，地表积水，土壤为泥炭或潜育化沼泽土，生长水生植物、湿地生物或植物。湿地，作为地球上具有多种功能的生态系统，可以沉淀、排除、吸收和降解有毒物质，使潜在的污染物转化为资源。正是认识到湿地这方面的作用，人们根据不同污染物类型以及当地自然条件，有目的地构建起不同类型的人工湿地，模拟自然生态系统的运作机理，对各类污水加以有效处理[1]。1人工湿地的定义与分类人工湿地是人工建造和监督控制的与沼泽类似的地面，人工湿地技术是仿真的湿地系统，对生活污水的处理综合了自然湿地生态系统中的物理、化学、生物三种协调作用[2]。人工湿地系统是在一定的长宽

3、比和地面有坡度的洼地中，有各种基质混合组成的填料床，并在床体种植各种纳污能力强、成活率高、美观及具有经济价值的耐水性草本、木本植物。根据水流方式不同，可将人工湿地分为以下3类:(1)表面流湿地:废水在填料表面漫流，水深较浅(一般在0.1～0.6m)，它与自然湿地最为接近，绝大部分有机物的去除由生长在植物水下茎、杆上的膜来完成。(2)潜流湿地:废水在填料表面下渗流，一方面可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他各中作用处理废水；另一方面由于水流在地表下流动，保温性好，处理效果受气候影响较小，而且卫生条件比较好，是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统。

4、(3)垂直流湿地:水流综合了SFW和SSFW的特点，虽然投资较高，但因其表面水力负荷大，能节约用地等优点越来越受到青睐。52人工湿地的构造及污水处理系统的工艺流程2.1人工湿地的构造水体、基质、水生湿生植物和微生物是构成人工湿地污水处理系统的4个基本要素。人工湿地是在一定长宽比及底面坡降的洼地中，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或在床体的表面流动，表面种植具有处理性能好，成活率高，抗水性能强，生长周期长，美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇等)，形成一个独特的生态环境[3]。人工湿地能够利用基质—微生物—植物这个复合生态系统的物

5、理、化学和生物三重协调作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化与无害化[6]。2.2污水处理系统的工艺流程人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。通过合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动物、金属离子和其它物质处理达到二级和高级处理水平[4]。预处理的目的主要是减少污水中的悬浮物，防止湿地填料堵塞，确保人工湿地生态系统的稳定性，增加湿地处理寿命和处理能力。人工湿地系统一般工艺流程为：污水→格栅→沉砂池→沉淀池→稳定

6、塘→人工湿地→出水。人工湿地的工艺流程采用的主要有：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式4种。阶梯进水可避免处理床前部堵塞，使植物长势均匀，有利于后部的硝化脱氮作用；回流式可对进水进行一定的稀释，增加水中的溶解氧并减少出水中可能出现的臭味。出水回流还可促进填料床中的硝化和反硝化作用，采用低扬程水泵，通过水力喷射或跌水等方式进行充氧。在日常使用中，人工湿地还常与氧化塘等进行串联组合[5]。4人工湿地的去除机理4.1基质的净化机理人工湿地生态系统净化污水以沉降、过滤、吸附等物理作用,以及沉淀、吸附、分解为主的化学作用相结合,并以生长水生植物提供微生物栖息场所,发

7、挥微生物的生物代谢和吸附作用为主要特征。人工湿地基质的净化能力受气候和其他环境条件的影响。基质的净化功能主要有:植物根系的吸收、转化、降解和生物合成作用；细菌、真菌和放线菌等微生物的降解、转化和生物的固定化作用；有机、无机胶体及其复合体的吸收、络合和沉淀作用；离子交换作用；机械阻留作用；气体扩散作用[7]。54.2微生物的净化机理人工湿地处理系统中这厌氧和耗氧两种处理过程是并存而且紧密相邻的，污水好氧所需的氧气，主要是通过植物的光合作用、植物根系对氧的传递和释放、进水中挟带的氧及水面的更新作用而获得[8]，并在植物根系周围形成一个环状的好氧反应区域。离根部

8、较远处，由于生化好氧反应使该区域的氧气浓度减少以至为零。于是这一根