人工湿地生态工程在污水治理中的应用

2015-12-14刘史力

黑龙江科学 2015年17期

关键词：水生污水处理净化

刘史力

（渭南师范学院化学与生命科学学院，陕西渭南714000）

人工湿地生态工程在污水治理中的应用

刘史力

（渭南师范学院化学与生命科学学院，陕西渭南714000）

由于人工湿地运行费用相对较低，维护容易，污水处理效果较强，因而近年来在我国的推广应用力度很大，并在实际中获得了显著生态环境效益。本文首先介绍了人工湿地生态工程的种类，并根据实际设计了人工湿地系统，提出了要将系统主要功能与植物学特性充分结合，以此提升污水处理净化的效果。

人工湿地；生态工程；污水治理

目前我国水污染现象比较严重，比如水体的富营养化，破坏了水体生态系统结构，不利于水体生态系统的平衡，导致水体功能逐步退化，藻类疯狂生长，对人和水体动物带来了极大的危害。而通过将人工湿地生态系统应用到污水治理中，利用植物来净化污水，在促进废水中污染物质良性循环的基础上，最大限度发挥资源的生产潜力，避免环境受到污染，以此获得污水处理与资源化的最佳效益。

1　人工湿地生态工程的种类

一是自由水面人工湿地。自由水面人工湿地表面有进流水流动，而其底部则为土壤层，厚度约20～30cm，并且覆盖有挺水性植物，种植密度很高［1］。当植物根部和地下茎有进流水流过后，其表面的微生物会产生净化作用，以此改善水质。二是表层下流动人工湿地。一洼地槽体是基本架构，湿地底部介质填充了40～60cm厚的透水性碎石或砂石，为挺水植物的生长提供支撑。进流水流经表面下的砂土后，能够实现净化水质的目的。三是垂直水流式人工湿地。当进水从表面进入湿地后，能够垂直贯穿于整个湿地，最终流入湿地底部的集水设备。

2　水质治理工程概况

2.1工程概况

目前，在调查陕西某一城市水质情况后得知，整体污染比较严重，水体为富营养化，水质恶化程度不断加剧。污水中石油类、总氮、总磷、五日生化需氧量、化学需氧量和氨氮严重超标，属于劣5类水体，水体中散发出阵阵腥臭味，有机物污染程度严重。此外，水体中有着丰富的氮、磷营养物质，浮游藻类数量也很巨大，属于重富营养——蓝藻型污染水平。

2.2人工湿地生态技术处理水质研究

水生生态修复系统可设计为：城市污水→A区→B区→C区→D区。主要选择复合垂直流人工湿地系统，通过组合氧化塘、湿地系统、水生植物塘等技术单元，构成整个水生生态修复系统，其具体工艺流程如下图所示（图1）。

图1　工艺流程Fig.1 Technological process

第一，一级氧化塘。运用漂浮栽培法，可种植的水葫芦和大藻，主要功能是水葫芦和大藻的快速生长，对水面进行覆盖并形成厌氧环境，加快污水中污染物的厌氧分解速度，促进生物吸收。

第二，湿地系统。通过串联和并联的形式，让表面流湿地和潜流湿地相结合，提高湿地的处理能力。通过充分混合土壤与填料，让污染在进入填料床中，沿着缝隙作曲折状流动，也有一部分污水在其表面流动［2］。将芦苇等成活率较高、处理效果好的植物种植在填料床上面，这样能增强对悬浮物和有机污染物的降解能力。在过滤、沉淀之后，污水中不溶性有机物会被拦截，在微生物作用下被分解去除，而流出的可溶性有机物则会附着在植物根部的生物膜上，被吸收降解。

第三，二级氧化塘。主要采取漂浮栽培法，在水面上大量种植水芹菜、大藻等植物，主要能够进一步提高整个系统的除污效果。

第四，水生植物塘。主要是把太阳能作为初始能源，将水生作物种植在污水生态系统中，受到太阳能的推动，物质与能量在系统内的多条食物链中进行转化和传递，最终降解并转化污水中的污染物。这样能够减少污染物，回收净化水与水生作物，用作浇灌和肥料等，将污水处理与利用相结合[3]。在水生植物塘中种植浮叶植物、挺水植物荷花等，这样藻类的生长会被抑制，降低水中有机物、营养物质的含量。

第五，景观出水。在B区中，主要按照景观的设计处理景观水，并种植各种水生植物，比如睡菜、千屈菜、香蒲、花叶水葱、花叶芦竹、美人蕉等，这样能够增强景区的美感。此外，还可以添加人工喷泉等增氧设备，或增设水帘洞，提升水生生物的净水能力。而出水最终流入C区，在水生动植物、微生物的共同作用下完成最后一次生态净化，并流向D区。