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人工濕地是世紀(jì)年代興起的一種廢水處理技術(shù)，主要通過(guò)人工筑成水池或溝槽，在地面鋪設(shè)防滲層，填充具有一定厚度的基質(zhì)層，并在基質(zhì)層基礎(chǔ)上種植水生植物，通過(guò)人工模擬濕地生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮所構(gòu)成的基質(zhì)一水生植物一微生物生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，以此來(lái)達(dá)到污水高效凈化目的的生物處理技術(shù)。
一、人工濕地組成
工濕地的組成一般包括四個(gè)部分：①透水性能較好的人工介質(zhì)，如土土壤、爍石、生物陶粒、砂粒等；②能在飽和水以及厭氧介質(zhì)中生長(zhǎng)的水生植物，如蘆葦、菖蒲、水蔥等；③復(fù)雜的微生物種群；④介質(zhì)表面下或上的流動(dòng)水體。
根據(jù)植物形式，人工濕地中植物系統(tǒng)可分為浮水植物系統(tǒng)、挺水植物系統(tǒng)和沉水植物系統(tǒng)三種類(lèi)型。浮水植物系統(tǒng)可對(duì)污水中有機(jī)物、氮、磷進(jìn)行去除，還可提高傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的效率；沉水植物系統(tǒng)目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，較少應(yīng)用于實(shí)際處理工程；在人工濕地實(shí)際應(yīng)用中，挺水植物系統(tǒng)被廣泛使用。
二、人工濕地作用機(jī)理
微生物的代謝作用是污水中有機(jī)物降解的主要機(jī)制。人工濕地技術(shù)的機(jī)理主要是：利用系統(tǒng)中基質(zhì)、水生植物、微生物的物理、化學(xué)、生物的三者協(xié)同作用，通過(guò)基質(zhì)過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)包括：污水類(lèi)型、水流負(fù)荷、滲濾介質(zhì)、滯水深度和時(shí)間、流路的可控性、植物類(lèi)型及管理模式等。
三、人工濕地技術(shù)優(yōu)勢(shì)
人工濕地水體修復(fù)技術(shù)與常規(guī)水體修復(fù)技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)：
?。?）投資少，建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本低廉；
?。?）對(duì)污染物處理的生態(tài)性、多樣性。一種植物對(duì)污染物質(zhì)的處理具有一定的針對(duì)性，多種植物的組合能去除多種污染物。如茭白、蘆葦對(duì)氮、磷污染物有較好的去除作用；
?。?）處理污水的高效性。人工濕地對(duì)氮的去除率可達(dá)60%，對(duì)磷的去除率可達(dá)55%以上，對(duì)農(nóng)藥類(lèi)、細(xì)菌總數(shù)等去除率在90%以上；
?。?）具有獨(dú)特的綠化環(huán)境功能。
四、人工濕地系統(tǒng)的類(lèi)型
根據(jù)污水在濕地中流動(dòng)的方式，可將人工濕地分為三種類(lèi)型：表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地。
表面流濕地系統(tǒng)也稱(chēng)水面濕地系統(tǒng)，與自然濕地最為接近，但它是受人工設(shè)計(jì)和監(jiān)督管理的影響，其去污效果又要優(yōu)于自然濕地系統(tǒng)。污染水體在濕地的表面流動(dòng)，水位較淺，多在0.1~0.9 m之間。通過(guò)生長(zhǎng)在植物水下部分的莖、竿上的生物膜來(lái)去除污水中的大部分有機(jī)污染物。氧的來(lái)源主要靠水體表面擴(kuò)散，植物根系的傳輸和植物的光合作用，但傳輸能力十分有限。
表流濕地內(nèi)水體緩慢地流動(dòng)、設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的停留時(shí)間，通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)和水生植物在內(nèi)的多種生物的綜合作用，使有機(jī)污染物降解，水體得到凈化。
潛流濕地系統(tǒng)也稱(chēng)滲濾濕地系統(tǒng)。這種類(lèi)型的人工濕地，污水在濕地床的內(nèi)部流動(dòng)，水位較深。它是利用填料表面生長(zhǎng)的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留的作用來(lái)凈化污水。由于水流在地表以下流動(dòng)，具有保溫性能好，處理效果受氣候影響小，衛(wèi)生條件較好的特點(diǎn)。
潛流式人工濕地污水處理方式的最大優(yōu)點(diǎn)就在于：污水通過(guò)布水系統(tǒng)直接輸送至人工濕地床的基質(zhì)中，能減少臭味和蚊蠅滋生。
垂直流濕地的水流情況綜合了地表流濕地和潛流濕地的特性，水流在填料床中基本上呈由上向下的垂直流，床體處于不飽和狀態(tài)，氧可通過(guò)大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)。
五、不同類(lèi)型人工濕地比較
1、表面流濕地系統(tǒng)具有投資少，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大，水力負(fù)荷小，處理效果較差，受氣候影響大，衛(wèi)生條件差。處理效果易受到植物覆蓋度的影響，與潛流濕地相比，需要較長(zhǎng)時(shí)間的適應(yīng)期才能達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。
2、與表面流濕地相比，潛流濕地的水力負(fù)荷和污染負(fù)荷大，對(duì)BOD、COD、SS、重金屬等污染指標(biāo)的去除效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，不需適應(yīng)期，占地小，但投資要比水面濕地高，控制相對(duì)復(fù)雜，脫N除P的效果不如垂直流濕地。
3、垂直流濕地的硝化能力高于水平潛流濕地，可用于處理氨氮含量較高的污水，但對(duì)有機(jī)物的去除能力不如潛流濕地，落干/淹水時(shí)間較長(zhǎng)，控制相對(duì)復(fù)雜，基建要求較高，夏季有孳生蚊蠅的現(xiàn)象。
六、結(jié)語(yǔ)
人工濕地污水處理系統(tǒng)管理簡(jiǎn)單、動(dòng)力消耗較小、不產(chǎn)生污泥、出水水質(zhì)達(dá)到要求、投資費(fèi)用低，是一種經(jīng)濟(jì)的水處理方式，具有良好的社會(huì)效益，非常符合我國(guó)的現(xiàn)狀。污水經(jīng)人工濕地處理后可提升出水水質(zhì)，減緩受納水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度，從而改善地表水整體水質(zhì)。人工濕地不僅可以處理城市生活污水、河水等，也適用于處理水量不大、水質(zhì)變化較小、管理要求不高的城鎮(zhèn)污水和較分散的污水。隨著我國(guó)污水產(chǎn)生量逐年增加，且對(duì)污水深度處理的必要性，我國(guó)發(fā)展人工濕地污水處理技術(shù)的潛力巨大，該技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
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