试析污水处理中人工湿地技术的应用

陈诚

摘 要：本文通过笔者的实际工作经验，阐述了人工湿地技术的概念，从而针对污水处理中人工湿地技术的应用进行了总结与分析，主要从人工湿地水生植物和不同湿地类型的应用等方面进行了探讨，并结合工程实例加以论述，以供参考。

关键词：污水处理；人工湿地技术；植物；应用

近年来，随着我国经济的迅速发展和我城市化进程的不断加快，同时生活以及工业污水量不断增加，向大自然中排放大量没有经过处理的污水，不仅会对水体造成污染，引起水资源缺乏，而且还会破坏生物多样性。对此，可以采用人工湿地技术对污水进行处理，以改善污水处理现状以及水资源的合理利用。

1 人工湿地技术概述

人工湿地技术主要是指采用人工的方法建造类似于天然湿地的地面，并在湿地当中处理污泥以及污水的一种新型技术。人工湿地是一个比较复杂的净化系统，主要分为基质、水生植物、水体、动物以及微生物几个部分。基质主要由砾石、砂以及土壤等透水性物质构成，水生植物主要指能够生存在厌氧基质以及饱和水当中的植物，如浮萍以及凤眼莲等；人工湿地中的水体包括基质表面上以及表面下的流动水，湿地动物包括脊椎动物以及无脊椎动物两种，微生物则是指厌氧以及好氧两种微生物。基质、水生植物及微生物作为湿地净化能力的主要影响因素，在人工湿地应用过程中需要引起高度重视。

2 人工湿地技术在污水处理中的应用

2.1 人工湿地水生植物的应用

人工湿地当中的水生植物种类主要有三种，即沉水植物、浮水植物以及漂浮植物。沉水植物包括水莎草以及芦苇等，沉水植物具有根系发达以及适应能力强的优点，能够有效吸收污水当中的钾元素、磷元素以及氮元素，为了使沉水植物的净化作用得以充分发挥，则可以栽种于潜流型湿地当中。浮水植物包括菱角以及凤眼莲等，浮水植物的块茎以及根较为发达，且具有较强的耐淤能力，能够有效吸收污水中的磷元素，因此可以净化水体。漂浮植物包括浮萍以及水葫芦等，此类水生植物繁殖能力较强，且能够在水环境较差的条件下生存。因此，如污水中含有大量磷元素以及钾元素等营养成分，则可以优先选择漂浮植物。

2.2 不同湿地类型的应用

人工湿地被分为三种不同的类型，即垂直流、潜流以及表面流湿地。垂直流湿地是一种常见的人工湿地，此类湿地系统能够保证湿地床与湿地水流之间实现有效接触，同时还可以使水流温度保持稳定，因此能够有效改善污水处理效果以及避免处理质量出现较大的波动；另一方面，垂直流湿地的管理要求高，如基建状况不好，容易导致蚊蝇滋生等卫生问题。潜流湿地指的是利用湿地床中间部位净化污水的湿地，当污水进入潜流湿地后，湿地填料就能够很快吸附污染物，从而保证了污水净化的高效性。此外，潜流湿地当中的污水水位较深，这就有效避免了水流温度受外界环境的影响，从而有利于改善处理效果以及提高水质质量。从另一方面来看，建设潜流湿地所需的投资较大，在对污水进行处理的过程中应充分考虑投入问题。表面流入湿地与自然湿地有着许多相似之处，污水进入湿地中后主要流经湿地床面；湿地植物根茎会拦截杂物，并利用生物膜对杂物进行降解，从而起到净化污水的作用。如在处理污水的过程中利用表面流入湿地，能够减轻管理工作负担，同时也可以节省投资；但从另一方面来看，表面流入湿地的污水净化效果相对较差，且容易产生卫生问题，如当地气候条件不稳定，则应谨慎考虑。三种人工湿地处理污水系统类型比较见表1。

2.3 人工湿地技术应用实例分析

2.3.1 人工湿地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。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。其设施包括格栅、沉砂池、沉淀池、氧化塘等人工湿地系统一般工艺流程如图1。

污水首先经过格栅、沉砂池拦截、沉淀污水中较大杂质后，进入水解酸化池，在水解酸化池中细小的颗粒、部分的SS、BOD5、COD可以得到部分去除，水质经均化、水解酸化后由泵站提升，在满足流量、压力的要求下，通过配水管网分配进入主处理单元——人工湿地，污水经过两级人工湿地处理后，利用地形高差重力流进入氧化塘，出水达标后排入江河。由于本工艺不产生剩余污泥，主要是格栅产生的栅渣及沉砂池积砂，对于这部分杂质只需定期进行外运填埋处理。

2.3.2 实例应用

应用人工湿地技术处理某地的生活污水，污水中含有大量有机物质以及无机盐类，排放量约为350m3/d，污染物的浓度如下：NH3-N（≤19mg/L）、SS（250～450mg/L）、BOD5（150～250mg/L），经过污水处理后的设计指标如下：NH 3-N （8mg/L）、SS（20mg/L）、BOD5 （20mg/L）。经过考察以及可行性论证之后，决定采用潜流湿地处理污水。人工湿地为砖混结构，污水的停留时间为4d，湿地能够承受的污染负荷为150kgBOD5/ha.od；表面积为1580m2，坡底取值为 0.75%，水深为2.0m。在建设人工湿地时采用以下布水方式：在填料表层设置布水槽，氧化塘当中的污水流出后可进入布水槽，污水经过布水槽后可直接流向湿地床下部，从而得以净化；湿地床当中的填料主要包括煤渣、沸石以及页岩等。为了增强湿地的净化效果，栽种了大量根系发达以及耐水性较强的水生植物，包括黑麦草、香蒲以及芦苇等，栽种的植物不仅能够吸收污染物，如磷元素以及氮元素等，同时还具有良好的经济价值以及观赏价值。

栽种好植物之后，采用科学的方法进行管理：第一，尽量选择在春季种植，以提高植物的成活率，如在夏季或冬季种植，则做好防晒以及防冻措施；第二，为了保证栽种初期的水生植物能够尽快成活，则对湿地中的水位进行科学控制，确保根茎不断向湿地下方生长；第三，种植好植物之后，强化日常护理，将枯枝败叶及时清除，以避免湿地环境受到污染，同时监测植物生长状况，及时清除杂草。采用潜流湿地处理污水之后，预期效果已基本达到，水污染问题得以解决，对周围的环境也起到了改善作用。

3 结论

综上所述，在污水处理中采用人工湿地技术，不仅可以有效提高水资源的利用率，而且还能够避免水污染，因此应用前景十分广阔。为了改善自然环境，则应积极探索人工湿地技术在污水处理中的应用方法，并在实践工作中不断积累污水处理经验。

参考文献

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