人工湿地污水处理技术在城市建设的应用分析

刘崑

[摘要]文章研究研讨了人工湿地污水处理技术的定义，分析了人工湿地污水处理技术的技术原理，提供了城市建设中人工湿地污水处理技术应用的主要类型，提出了城市建设人工湿地过程中应该注意的问题。

[关键词]污水处理技术；城市建设；人工湿地；表流型；潜流型；生态型

1人工湿地污水处理技术的定义

人工湿地是为污水处理人为模拟自然湿地建造的一个自然系统，是人为地在有一定长宽比和地面坡度的洼地里将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质作为填床料，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。通过生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实施对污水的净化作用。

2人工湿地污水处理技术的技术原理

人工基质、水生植物和微生物是人工湿地的主要组成部分。人工基质为微生物的生长提供稳定的依附表面，为水生植物提供载体和营养物质，并通过一些物理和化学途径净化污水；水生植物除直接吸收利用污水中的营养物质及吸附、富集一些有毒有害物质外，还有输送氧气到根区和维持水力传输的作用；微生物的代谢作用是污水中有机污染物降解的主要机制。同时它们相互联系、互为因果，形成一个系统。废水可以在人工基质缝隙中流动或在床体的表面流动，并在床的表面种植具有污水处理机能好、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。当废水流经时，固体物被人工基质及植物根系阻拦截留，有机质通过生物膜的吸附、同化及异化作用而得以去除。因湿地植物根系对氧的传递释放，湿地床层及其周围对微环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态，有利于硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用，达到去除氮和磷的效果，最后通过湿地基质的定期更换或植物收割使污染物质最终从系统中去除。一般的污水中不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留而被微生物利用；污水中可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解去除。

3城市建设中人工湿地污水处理技术应用的主要类型

3.1表流型污水处理技术的应用

以污水处理技术中表流型技术为核心的人工湿地被称为表流型人工湿地，在中小城市人工湿地建设中有着广泛应用。这一污水处理技术主要以气体氧化、水体沉淀、生物净化为主，通过缓慢的水体漫流实现对污水的处理。表流型污水处理技术的优势在于效率和成本，可以在中小城市的适应区域迅速实现。但是表流型污水处理技术也存在缺陷，一方面，受到季节影响大，夏季降雨、冬季冰冻对污水处理有着直接的影响；另一方面，由于表流型污水处理技术对污水处理效果不彻底，一般需要铺设HDPE膜等防水材料，以起到保护地下水的功能，这使得表流型污水处理出现过大的维护资金压力。

3.2潜流型污水处理技术的应用

顾名思义潜流型污水处理技术就是利用水体在多空材料和空心介质中的潜流作用实现对污水的处理和净化。在潜流型人工湿地中往往用鹅卵石、砂石和碎石组成一个或多个潜流池，通过多空隙通道实现隔离与联通，在池中栽植各种益生性、功能性植物，进而做到对污水的深层次净化。潜流型污水处理技术的优势在于处理效果好，无大量蚊虫滋生，也没有恶臭气体放出，且污水处理的效率高。同时潜流型污水处理技术也存在建造造价高、维护费用多、气候影响显著等劣势。

3.3生态型人工湿地的应用

生态型人工湿地是将城市污水处理功能、城市环境工程统一在人工湿地建设这一大环境的系统性工程。由于人工湿地可以利用生物、化学、物理等一系列功能和作用，这使得人工湿地比传统污水处理厂的运行成本低50%～70%，并且还有广泛的生态效益，例如昆明市在洱海的改造过程中，加入生态型人工湿地工程建设，这使得洱海的生态系统进一步修复，不但避免了长期泛滥的藻类灾难，而且优化了整个洱海流域的环境和生态。

4城市建设人工湿地过程中应该注意的问题

4.1规划和投入的问题

当前城市建设中人们已经看到了人工湿地的价值和功能，希望通过扩大人工湿地规划，加快人工湿地建设，但是这里存在着投入不足的先天性问题，这会影响到人工湿地建设速度，同时也会带来劣质和不合格人工湿地工程的出现，不但不能发挥人工湿地的功能，而且还造成市政建设严重的经济负担。因此，应该采用科学、高效的策略，合理规划人工湿地，确保人工湿地的投入，有步骤、有规划、有目的地建设好城市人工湿地精品工程。

4.2人工湿地淤塞的问题

人工湿地对污水有节流、阻滞、沉降的作用，长期运行或者是湿地水体流通不畅，会产生填料床面的污泥淤积和栓塞，这不但会影响人工湿地的运行效果，同时也会增加人工湿地的维护与管理费用。因此，要在人工湿地建设过程中发挥城市规划的职能，不但优化人工湿地的填料床结构，加速人工湿地中水体的流动速度，必要时进行人工湿地污水的处理和减排，预防人工湿地出现淤塞。

4.3人工湿地工程单一性问题

当前全国城市看到了人工湿地的优势和长处，特别在北方区域城市需要人工湿地完成水体净化、水资源保护、水生态重建等重要功能。但是在人工湿地兴建的热潮中出现工程“千篇一律”的现象，单一的模式和设计在人工湿地建设中普遍存在，导致人工湿地建设不能适应具体城市的具体要求。因此，在人工湿地建设过程中既要借鉴国内的先进理念和经验，同时也要做到人工湿地建设与自身城市建设的结合，要以城市发展作为出发点，构建起具有生命力、独特性的人工湿地工程。

5结论

人工湿地建设过程中应该明确人工湿地的功能、机理和价值，要以城市发展和城市建设作为人工湿地建设的核心，要研讨人工湿地与城市发展的契合点，将人工湿地看作是一个可以发展、建设和重构的系统，进一步开发人工湿地在生态、环境、经济上的价值，更好地发挥人工湿地的综合性功能和作用，将人工湿地建设、城市发展整合为统一的整体，为城市生活、生产、生态的可持续发展提供生物资源和生态工程。

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