人工湿地系统在我国污水处理中的应用

人工湿地系统在我国污水处理中的应用（共15篇）

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇1

摘要：阐述人工湿地在我国农村污水处理中的`研究情况及存在的一些技术性问题,介绍我国不同地方的示范性工程,提出农村污水处理的几项辅助措施.作 者：柳君侠 李明月 作者单位：柳君侠(武汉理工大学土木工程与建筑学院)

李明月(武汉理工大学外国语学院,湖北武汉,430070)

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇2

因此,对中小城镇而言,选择高效、节能、经济、管理和运行简单、生态和社会效益好的污水处理工艺是很必要和紧迫的。所选用工艺不但要使水环境得到有效保护,而且还要能维持中小城镇经济健康持续发展,实现水环境保护和经济发展“双赢”。

1人工湿地系统处理污水的作用机理

人工湿地系统是模拟自然湿的的人工生态系统,类似自然沼泽地,它由人毛建造、监督和控制T$U,是一种人为将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质,并有选择地植入植物的污水处理生态系统。通过自然生态系统物理、化学和生物三重协同作用实现对污水的净化。根据污水在湿地床中流动方式不同,将其分为3种类型:地表流湿地系统、潜流湿地系统、垂直流湿地系统。人工湿地系统是由一些适合在污染环境条件下生存的以大型水生植物为主的高、低等生物和处于饱和状态的基质组成的人工复合体——污水生态系统。人工基质——土嚷、砂石等。水生植物和微生物是人工湿地的主要组成部分。人工基质为微生物生长提供稳定的依附表面,为水生植物提供滋生载体和营养物质,并通过一些物理和化学途径净化污水;水生植物直接吸收营养物质,吸附和富集一些有毒、有害物质,并把氧输送到根区,以维持水力传输;微生物则起代谢作用。各主要物质净化简要机理见表1。

2人工湿地系统用于中小城镇污水处理的可行性分析

2.1

人工湿地系统污水处理在国内外的应用现状及处理效果。人工湿地污水处理在我国有广泛的应用。1987年天津市环境保护研究所建成国内第一个芦苇湿地工程,该工程占地6公顷,处理规模1400m3/d;北京市环境保护研究所在北京昌平县建成处理规模500m3/d的芦苇湿地处理工程;1990年,国家环保局华南环境科学研究所在深圳投资白泥坑人工湿地处理工程,其占地面积12.6公顷,处理规模3100m3/d;2002年5月,江苏泗洪县投资4000万元建成人工湿地污水处理厂,其占地面积5.95公顷,处理规模50000t/d。其它如成都市“活水”公园和沈阳市马关桥污水生态处理厂,都是人工湿地系统污水处理的典型范例。

国外,人工湿地系统被用来处理多种污水。1972年修建运行的美国密歇根州Vermontvil1e生活污水湿地处理系统;英国伦敦东郊Dagenham雨水人工湿地处理系统;美国加利福尼亚洲1998年修建的Chevron Richmond化工废水人工湿地处理系统;美国俄勒冈州Corvallis市俄勒冈州立大学奶牛场湿地处理系统;挪威Esval垃圾填埋场渗滤液人工湿地处理系统等。

实践证明,应用人工湿地系统抗冲击负荷及适应水质能力强,可用来处理各种污水,且处理效果好,见表2。

2.2

人工湿地系统与传统工艺处理污水的经济性分析。对经济不发达的中小城镇而言,工程造价、污水处理及管理费用是必须考虑的因素。据资料报道,与传统工艺相比,人工湿地系统的工程造价及运行费用仅为传统工艺的10%～50%,见表3。

从表3可以看出,人工湿地系统工程投资、单位污水投资额、年运行费用及单位污水处理费用等均比其它传统工艺低。

2.3

人工湿地系统(芦苇湿地)与传统污水处理工艺技术特点及能耗比较。污水处理不仅要考虑工程及投资费用,而且要考虑污水处理中的能耗。表4是人工芦苇湿地系统与传统污水处理工艺技术特点比较分析。

由表4可见,人工湿地系统能耗很低,其它污水处理工艺不仅能耗相对较高,且处理过程中产生大量CO2、SO2等气体而污染大气环境。

2.4

人工湿地系统与传统工艺(活性污泥)的生态效益分析。人工湿地系统与普通活性污泥法相比有其独特的生态效益,见表5。

从表5可看出,与传统工艺活性污泥法相比,人工湿地系统污水处理除具有以上优点(经济、能耗低等)外,还有一定的生态效益,如保护生物和遗传多样性,减缓径流和蓄洪防旱,固定二氧化碳和调节区域气候,防风护沙等。另外,应用人工湿地系统处理污水还具有操作管理简单、运行稳定、布置方式灵活等优点。

2.5人工湿地系统处理污水的其它优点

人工湿地处理污水还有良好的社会效益,如自然观光、教育和科研、旅游、娱乐等。中小城镇在建设人工湿地系统时,应充分考虑把污水处理和人工湿地系统本身具有的社会效益相结合,充分发挥其污水处理功能及社会价值。

3结论

人工湿地系统净化污水技术是一种生态工程或生物—生态方法,它克服了化学方法净化污水易造成二次污染,物理方法净化污水治标不治本的缺点。与传统污水处理工艺相比有以下优点:a.投资及处理费用低、处理效果好、能耗低,适用我国经济不发达的中小城镇污水处理。b.设备及工艺简单、操作管理容易,适于缺乏操作及管理技术人员的中小城镇污水处理。c.抗冲击负荷及适应水质能力强,适合于生活污水、工农业废水、矿山废水、养殖场废水、雨水等及流量变化较大的中小城镇污水处理。d生态和社会效益好,满足可持续发展的要求。

作为一种新兴污水处理技术,在理论及实际运行中有待进一步完善。上海桃花源别墅住宅区将人工湿地污水处理系统与景观系统、绿地系统相结合,克服了其占地面积大的缺点;英国Little Stretton和Gravesend在湿地中使用砾石作为基质克服了湿地植物枯死,杂草生长旺盛,植物根系扩展较浅的问题。随着对人工湿地系统技术进一步研究和完善,人工湿地系统在我国中小城镇污水处理中有潜在的应用前景。

摘要：分析了我国中小城镇水污染现状及形成原因，介绍了人工湿地系统作用机理及其特点，并与传统污水处理工艺进行了比较，得出应用人工湿地系统处理污水具有效率高，投资和运转费用低，处理效果好，易于操作管理，生态和社会效益好等结论。

关键词：人工湿地,中小城镇,污水处理

参考文献

[1]宋至文，毕学军．曹军．人工湿地及其在我国小城镇污水处理中的应用[J]．生态学．2002．2(3)：74-78．

[2]成水平，吴振斌，况琪军．人工湿地植物研究[J]．湖泊科学，2002，14(2)：180-186．

[3]沈耀良．废水生物处理新技术——理论与应用[M]．北京：中国环境科学出版社．1996．

[4]王宝贞，王琳．水污染治理新技术——新工艺、新概念、新理论[M]．北京：科学出版社，2004．

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇3

1、人工湿地概述

人工湿地是模拟自然湿地的一种人工生态系统，是20世纪70年代开放的一种污水生物处理新技术。它主要利用自然湿地生态系统处理废水的原理，即物理、化学、生物三方面协同作用，通过吸附、过滤、离子交换、微生物分解、植物吸收和沉淀等作用使污水得到有效处理。该处理技术适用于农村集中式和分散式污水处理，根据各地土地充裕情况、居住方式和经济状况而定。对于一些地广人稀的村落，可以选择分散式处理方式，在零星的空地上建立小规模的湿地处理系统图，不仅能够满足污水净化需求，还能够起到美化环境的效果。对一些人口密集的村落，可以使用集中式处理方式，通过管道将所有住户的生活污水汇集起来，集中进行处理。

2、人工湿地类型

人工湿地处理系统是经过设计和强化的自然过程，也是更受控制的污水处理系统。人工湿地可以根据其设计参数的不同有不同的分类，其中最重要的三个参数就是水力学（自由表面流和潜流），水流方向（水平流和垂直流），植物类型（浮游植物、沉水植物、挺水植物）。

2.1自由表面流人工湿地

自由表面流人工湿地在外貌和功能上都与自然湿地相似，是指水在土壤等填料的表层流动，水深一般为0.3m-0.5m，从湿地进水端水平流向出水端，依靠植物同化吸收、根茎和表层土壤 拦截以及系统中微生物的降解作用，使水得以净化的人工湿地。在此种类型的湿地中，主要种植挺水植物，如芦苇、香蒲、水葱、灯心草等，这些植物的叶茎以及杆上的生物膜对污染物去除具有重要作用，能够去除大部分的有机物，它的优点是投资少，运行费用低，维护简单，效果比自然湿地好，缺点是处理负荷较低，保温性能较差，易受季节影响（冬季会结冰，夏季有恶臭，蚊蝇滋生），其占地面积一般相对较大，在实际工程中一般不被推荐使用。

2.2潜流人工湿地

潜流湿地是人工湿地系统的核心技术，一般是由两级湿地串联，处理单元并联组成。根据实际需求在湿地中填入不同的介质，并种植对应的净化植物。生活污水汇集后经过基质净化、植物净化、微生物净化等过程，将物理方法、化学方法、生物方法结合起来，实现污水的净化，特别是对含藻、BOD、TSS、COD等类型的污水具有良好的效果。此外，由于此工艺独特的结构形式与流态，具有较强的硝化与反硝化功能，对TN、TP、石油类污水的处理效果显著。主要包括内部构造系统、活性酶体介质系统、植物的培植与搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、冬季运行技术。潜流式人工湿地根据水流方向的不同而分为垂直流潜流式人工湿地和水平流潜流式人工湿地。垂直流潜流式人工湿地在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的介质层，达到净化的目的。垂直流在输氧效果方面相对优越，且具备高稳定性及耐冲击负荷，可有效地消除污水中的有机化合物与氮氧，占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，但因其需要完整的布水系统和集水系统，基建费用较高。

水平流潜流式人工湿地是潜流式湿地的另一种形式，污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到净化目的。水平流体系的污水净化能力相对优秀，且具备保持温度的功能，遭到环境变化的影响很低，所以对环境条件的影响也较低。

通过比较，选用水平潜流湿地作为宝峰镇人工湿地处理设施。

3、人工湿地与生物滤池法组合工艺

为有效地防止人工湿地堵塞，保证宝峰镇生活污水处理站出水达标，为此在人工湿地组合工艺前面增加预处理过程，提出利用生物滤池作为预处理手段，利用细菌和藻类的共同作用继续进一步降解水中的污染物。

作为在砂滤池基础上延伸出来的处理方法，生物滤池法你的主要特征就是利用滤料表面形成一层生物膜来净化水质。由于重力作用，滤池内的废水自上而下流过滤料，一部分物质会发生氧化反应而分解，其中的有机物会作为营养位置被微生物吸收，吸收充足营养物质的微生物大量繁殖，一部分微生物会随着废水流出滤池。此时新的微生物不断生长，随着水膜和流动水膜之间的混合稀释，氧的扩散和吸收，微生物新陈代谢，有机物分解等过程。整个过程是一个复杂的物理化学和生物化学的综合过程。综合考虑后，宝峰镇污水处理站采用如下污水处理工艺流程：污水→格栅→沉砂池→生物滤池→人工湿地→尾水排放。居民生活污水匯集后经管网进入格栅井，格除大的悬浮物，在进入沉砂池，去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，随后通过生物滤池法净化水质，再出水流入到潜流湿地中，在湿地床中，水中的剩余污染物质经过吸附、微生物降解、吸收等多种途径去除。从潜流出水水质基本达到设计要求，污水经人工湿地净化后可用于灌溉或排入河道。

4、结语

人工湿地组合体系在本地的试应用效果优良，且具有良好的环境效益与经济小于，值得大力推广。组合体系满足技术间优势互补，减轻人工湿地的阻塞情况，延长人工湿地的使用年限；耐冲击负荷增加，出水平稳，降低占地面积；提升污水净化效果，特别是氮磷的清除能力，对净化富营养化污水具有重大意义。

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇4

人工湿地净化技术在铁路车站生活污水处理中的应用

介绍了人工湿地的净化机理及利用人工湿地系统处理铁路车站生活污水的具体实例;分析了其处理效果及影响因素,提出了改进措施.

作 者：王茂玉 作者单位：中铁第一勘察设计院集团有限公司,甘肃兰州,730000刊 名：甘肃科技纵横英文刊名：SCIENTIFIC & TECHNICAL INFORMATION OF GANSU年，卷(期)：37(3)分类号：X7关键词：人工湿地 潜流渗滤 处理效果

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇5

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，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、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

净化污水：

用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，填充一定深度的土壤或填料层，种植芦苇一类的维管束植物或根系发达的水生植物，污水由湿地的一端通过布水管渠进入，以推流方式与布满生物膜的介质表面和溶解氧进行充分的植物根区接触而获得净化。人工湿地分为表面径流人工湿地和人工潜流湿地。

人工湿地与传统污水处理厂相比具有投资少、运行成本低等明显优势，在农村地区，由于人口密度相对较小，人工湿地同传统污水处理厂相比，一般投资可节省1/3—1/2。在处理过程中，人工湿地基本上采用重力自流的方式，处理过程中基本无能耗，运行费用低，污水处理厂处理每吨废水的价格在1元左右，而人工湿地平均不到2毛。

因此，在人口密度较低的农村地区，建设人工湿地比传统污水处理厂更加经济。

人工湿地在农村地区的使用效果也优于传统污水处理厂，首先人工湿地使用纯生物技术进行水质净化，而污水处理厂则使用化学方法，因此污水处理厂在处理过程中会产生大量富含有害化学成分的淤泥、废渣影响环境，而人工湿地则不存在二次污染。其次人工湿地以水生植物水生花卉为主要处理植物，在处理污水的同时还具有良好的景观效果，有利于改造农村环境。另外，人工湿地还拥有可持续的经济效益，在人工湿地上可选种一些具备净化效果和一定经济价值较高的水生植物，在污水处理的同时产生经济效益。

人工湿地的运行管理也比污水处理厂简单、便捷，因为人工湿地完全采取生物方法自行运转因此基本不需专人负责，只需定期清理格栅池、隔油池、每年收割一次水生植物即可。人工湿地中起主要处理作用的还是微生物，不是土壤的过滤作用，所以湿地设计中应包括防止湿地填料堵塞问题、植物死亡问题和过冬问题。人工湿地服务年限一般按照10-15年计算，也就是说设计比较完善的湿地系统15年以后才需要清理填料床，达到服务年限的人工湿地系统在清理填料床后，即可重新投入使用。另外，人工湿地的建设周期短，建设一座传统污水处理厂和完成相关管道的铺设往往需要一年以上，而人工湿地的平均建设周期在3个月以内，因此建设人工湿地见效更快。

结论：在人口密度较低、污染排放较少的农村地区，“人工湿地”生活污水处理设施有很多优点，该处理设施充分利用农户住房周边的地形特点，因地制宜、实施简单，可造在住宅旁的空地上，也可利用水塘以及公园的景观池改造；规模可大可小，可以二三十户家庭共用一块，也可以一户人家造一块；投资少，维护方便，且占地面积小，配合种植水生植物，还可达到美化景观的效果。

净化空气：

SS的去除主要靠物理沉淀、过滤作用，BOD的去除主要靠微生物吸附和代谢作用，代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以使处理后水中残余的BOD浓度很低。污水中COD去除的原理与BOD基本相同。

N、P去除人工湿地主要利用生物脱氮及植物吸收方法。

作用机理：对污染物的去除与影响物理沉淀可沉淀固体在湿地中重力沉降去除、过滤，通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固体被阻截而去除；化学微生物代谢：利用悬浮的底泥和寄生于植物上的细菌的代谢作用将悬浮物、胶体、可溶性固体分解成无机物；通过生物硝化-反硝化作用去除氮；部分微量元素被微生物、植物利用氧化并经阻截或结合而被去除。自然死亡：细菌和病毒处于不适宜环境中会引起自然衰败及死亡，植物植物代谢利用植物对有机物的吸收而去除，植物根系分泌物对大肠杆菌和病原体有灭活作用植物吸收相当数量的氮和磷能被植物吸收而去除，多年生沼泽生植物，每年收割一次，可将氮、磷吸收、合成后分移出人工湿地系统。

污水进入湿地系统，污水中的固体颗粒与基质颗粒之间会发生作用，水流中的固体颗粒直接碰到基质颗粒表面被拦截。水中颗粒迁移到基质颗粒表面时，在范德华力和静电力作用下以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，被粘附与基质颗粒上，也可能因为存在絮凝颗粒的架桥作用而被吸附。

此外，由于湿地床体长时间处于浸水状态，床体很多区域内基质形成土壤胶体，土壤胶体本身具有极大的吸附性能，也能够截留和吸附进水中的悬浮颗粒。

物理过滤和吸附作用是湿地系统对污水中的污染物进行拦截从而达到净化污水的目的的重要途径之一。

植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地根据主要植物优势种的不同，被分为浮水植物人工湿地，浮叶植物人工湿地，挺水植物人工湿地，沉水植物人工湿地等不同类型。湿地中的植物对于湿地净化污水的作用能起到极重要的影响。

首先，湿地植物和所有进行光合自养的有机体一样，具有分解和转化有机物和其他物质的能力。植物通过吸收同化作用，能直接从污水中吸收可利用的营养物质，如水体中的氮和磷等。水中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体。

其次，植物的根系能吸附和富集重金属和有毒有害物质。植物的根茎叶都有吸收富集重金属的作用，其中根部的吸收能力最强。在不同的植物种类中，沉水植物的吸附能力较强。根系密集发达交织在一起的植物亦能对固体颗粒起到拦截吸附作用。

再次，植物为微生物的吸附生长提供了更大的表面积。植物的根系是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。相关文献表明，植物根际的微生物数量比非根际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。

人工湿地处理系统特点：

人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。

人工湿地处理系统可以分为以下几种类型：（1）自由水面人工湿地处理系统；（2）人工潜流湿地处理系统。（3）垂直水流型人工湿地处理系统。

优点：

人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统，具有如下优点:

①建造和运行费用便宜

②易于维护,技术含量低

③可进行有效可靠的废水处理

④可缓冲对水力和污染负荷的冲击

⑤可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。

但也有不足：

①占地面积大

②易受病虫害影响

③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，设计运行参数不精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。

另外，据已有数据,当上下表面植物密度增大时,人工湿地系统处理效率提高,在达到其最优效率时,需2~3个生长周期，所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。因此，目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。

总的来说,人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式，特别是它充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益，因此具有较高的环境效益、经济效益及社会效益,比较适合于处理水量不大、水质变化不很大、管理水平不很高的城镇污水,如我国农村中、小城镇的污水处理。人工湿地作为一种处理污水的新技术有待于进一步改良，有必要更细致地研究不同地区特征和运行数据以便在将来的建设中提供更合理的参数。

摘要:人工湿地作为一种新型的污水处理系统,具有众多的优点。分析了人工湿地的特点、组成、分类及运行机理,总结了人工湿地系统在我国污水处理中应用的发展历史及优势,结合有关工程实例,得出国内应用湿地污水处理存在的问题,最后对人工湿地污水处理系统在我国的应用及前景做了展望。

1人工湿地污水处理系统概述

1.1人工湿地系统的组成

人工湿地主要由三部分组成:植物、微生物、填料。植物如芦苇、风车草等水生植物,可以直接吸收污水中的有机物作为其生长的营养物质,也可以吸附、富集一些有毒的重金属,可以将空气中的氧气输送到根区,为床体中好氧和厌氧微生物提供良好的环境。微生物在湿地对污水中污染物的生物降解过程中起到了重要的作用,有机物被生物膜吸附后通过微生物的呼吸作用去除。填料如土壤、砂子、砾石等,是微生物生长的空间和场所,是湿地水生植物的载体。

1.2人工湿地系统的分类

1.2.1表层流人工湿地表层流人工湿地在外貌和功能上都与自然湿地最为相似,废水在土壤的上层水平流动,固态悬浮物被填料及根系阻挡截留,通过湿地而沉淀,同时微生物也附着在填料或植物的根茎叶上,发挥生物降解作用。

1.2.2潜流人工湿地废水从湿地表面纵向流入填料床的底部,床体处于不饱和状态,氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统,但生物作用主要是厌氧反应。

1.2.3立式流湿地水流动情况综合了表层流式和潜流式的特点,但其建造要求高,易滋长蚊蝇,尚不多见。

1.3人工湿地污水处理系统的特点

湿地系统的投资和运行费用平均仅为传统二级污水厂的1/10～1/2，费用低。基本上都能达到规定的污水排放标准。

据现有资料分析，湿地处理系统不仅可处理以耗氧有机物和氮、磷等营养物质为主的生活污水，尤其是对重金属和酸性的有机及无机矿物质污染有良好的去除效果。且对负荷变化的适应能力强，能全年运转，管理维护方便，但北方地区冬季易结冰。

2我国人工湿地污水处理系统现状

2.1应用现状

近年来，我国在人工湿地的技术开发方面取得了一定的进展。1988～1990年，在北京昌平进行了表层流人工湿地处理系统的研究，处理量为500t/d的生活污水和工业废水，占地2hm2，水力负荷为4.7cm/d，COD去除效率为81.2%，BOD去除效率为85.8%。1990年7月，国家环保局华南科学研究所在深圳市郊设计、建成了白泥坑人工湿地污水处理试验工程，整个系统采用潜流式植物碎石体和兼性稳定塘相组合的设计，COD去除效率为71%，BOD去除效率为90%。深圳市河流综合治理重点工程之一的沙田人工湿地污水处理厂，于2000年12月开始建设，2001年7月建成投产，处理规模为5000m3/d，占地2万m2，COD去除效率76%，BOD去除效率78%。目前，山东省也在积极开展人工湿地系统的设计、规划工作。

人工湿地除处理生活污水外，还广泛应用于处理农业面源污染、垃圾场渗滤液、富营养化水体、采油废水、采矿废水等。随着研究的逐渐深入，人工湿地还被用于改善饮用水源的水质，如利用人工湿地改善北京官厅水库水质，出水基本满足地面水Ⅲ类标准。

2.2人工湿地处理污水在国内的优势

2.2.1面源污染的控制

长期以来，村镇与社区的污水处理没有受到应有的重视。据统计，95%以上的生活污水及粪便废水被直接排入地下或江河湖泊，加重了水污染控制的难度。因此，可将适当负荷的人工湿地污水处理系统应用于面源污染控制。

2.2.2城市污水处理的经济型模式

目前，国内外普遍采用二级生化处理工艺来集中处理量大面广的生活污水，往往需要庞大的充氧曝气设施，大规模的收集管网，较高的运行费用和管理水平。同时，去除氮、磷污染物的能力较差，易造成受纳水体的富营养化。应用人工湿地进行小型分散化的污水就地处理模式，不需要大量的污水收集管网，而且其建造费用可由开发商、居民和政府共同承担，在某种意义上缓解了水污染日益增多与政府资金短缺之间的矛盾。

2.2.3饮用水源和景观用水的保护

人工湿地系统较能充分地利用自然中的湿地植物以及基质的自然净化能力，并在污水净化工程中促进植物的生长，增加绿化面积，并为野生动物提供栖息地，有利于生态环境的建设。利用人工湿地处理系统处理城市公园、绿地景观水的同时，也美化了环境，为市民、游人创造了良好的生态环境，取得了显著的社会、环境和经济效益。

2.2.4人工湿地的资源化利用

人工湿地处理分散型生活污水的一个重要优势，便是经过人工湿地系统处理净化的污水可做中水回用，以解决目前普遍面临的水资源危机。在农村地区，可以利用净化后的污水用于当地农业灌溉、水产养殖等；在城镇社区，生活污水集中于人工湿地系统处理后，可直接用于社区的花木浇灌等，兼具了绿化和美化小区环境的作用。

2.2.5其他

此外，在人工湿地系统推广种植用于生产生物质能源的植物，具有很大的经济潜力。目前，多数能源植物的研究尚处于实验和示范阶段，而我国在能源植物作为湿地植物种植方面所开展的工作几乎空白。

2.3国内应用湿地污水处理存在的问题

2.3.1工艺存在的问题

我国在人工湿地系统应用中普遍存在的问题有：

①淤积阻塞。造成这种情况的原因，往往是污水没有经过预处理直接排入湿地，或是在人工湿地运行的初期，植物根系不发达导致去除悬浮物能力较差，有些情况下，甚至是由于进水水力负荷太大或是洪水暴雨对人工湿地床体的冲击而造成堵塞。

②坡降变化。由于水流的不断流动、冲刷，造成处理单元的坡降发生改变，致使配水不均，增加了单位面积处理单元的水力负荷，同时也使得有机负荷的区域分配不均，降低了处理效果。

③水生动植物对处理系统的影响。

④对周围土壤有渗透的影响。

2.3.2土地资源可利用性的制约

一般来说，人工湿地处理负荷较低，因此占地面积较大。以深圳沙田污水厂为例，处理1m3污水需要湿地的面积为1.88m2如果考虑前期处理，总用地为4m2/m3。如果以每人每天平均用水300L计算，则平均处理一个人每天所产生的污水便需要1.2m2的面积。由深圳白泥坑人工湿地污水处理试验工程可知，处理1m3污水需要湿地的面积为2.7m2左右，相较于传统生化二级处理，单位污水处理用地明显较大，特别是我国大部分地区土地资源都较为紧张的情况下，人工湿地污水处理系统的应用更受影响。

2.3.3气候条件的制约

我国南方地区洪水及雨季对人工湿地的运行影响很大，往往改变了实地处理单元中的坡降甚至淹没湿地，严重影响了系统。而在北方地区，气温则是影响构建湿地运行的最重要因素，系统的处理效率最低或者甚至为零。

2.3.4缺乏相关的数据和统一规范

由于我国人工湿地污水处理技术起步较晚，且目前投入运行试验的人工湿地污水处理系统较少，所以关于人工湿地的设计、建造、运行、维护等过程的相关数据和资料，目前还没有系统的统计和整理，长期运行系统的数据也缺乏可靠积累。

3展望

人工湿地是一种很有发展前景的污水处理系统，今后应该从以下几个方面寻求新的突破。

3.1建立人工湿地数据库

由于各地的气候条件,湿地规模，负荷率，几何布置，植物种类构成，及废水的类型构成等变化很大，因而对人工湿地很难有统一的设计和运行参数。因此，建立必要的数据库，有助于湿地系统的设计和管理维护。

3.2进一步探索人工湿地机理

由于其所涉及机理的复杂性和领域的广泛性，虽然有些机理研究已经得到初步的认可，但是仍有许多问题需要进一步研究。比如，目前仍未完整地建立起各种污染物的去除反应动力学模型，现有的模型基本为一些经验模型而无法得到广泛的应用。

3.3改良人工湿地技术

目前，世界各国都投入了大量精力以改良人工湿地技术，将一些传统污水处理技术引入人工湿地。除了对现有的人工湿地系统进行研究以改良和优化工程设计参数外，对系统的长期运行能力和管理问题也正在得到深入研究。例如，选择适当的操作方式,以防止填料的堵塞;选择新型的填料,以确保长期的除磷效果;选择新型的水生植物,以提高湿地系统的综合效益等。

3.4加强湿地植物生物质能的利用研究

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇6

利用人工湿地系统深度处理城市污水尾水

利用垂直复合流模拟人工湿地系统对城市污水厂尾水进行深度处理实验研究,植物床选用美人蕉、菖蒲、茭草、芋头和象草混合栽种,采用石英砂为主体填料.实验研究表明:人工湿地系统在停留时间为24 h,水力负荷为0.4 m3/(m3・d)的运行条件处理效果较佳,在此条件下连续稳定运行10个月,处理后的尾水主要指标达到(GB/T 18921-)标准.

作 者：李艳红 解庆林 白少元 游少鸿 作者单位：桂林工学院资源与环境工程系,桂林,541004刊 名：环境工程 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL ENGINEERING年，卷(期)：24(3)分类号：X7关键词：人工湿地 深度处理 水力停留时间

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇7

1 生活污水的特点及危害

1.1 生活污水的特点

对于生活污水的定义是:人类在生活中产生并且排放出的携带着有机物、病原体、无机盐等物质的受到污染的水, 生活污水是当今我国水体主要的污染源之一[1]。生活污水的主要组成部分是由粪便以及生活中的洗涤污水。生活污水中的有机物包括糖类、脂肪和蛋白质等[2], 而无机盐包括硫酸盐、磷酸盐及钠、钙、镁等。总体来说, 生活污水的特点是氮、硫、磷含量高, 在厌氧细菌的作用下容易生恶臭物质, 对人的生活环境造成污染和影响。

1.2 生活污水的危害

生活污水不仅仅会影响人们的生活环境, 更主要的是还会给人的健康带来影响和危害。主要是来病原物污染, 病原微生物数量大、分布广、在水中的繁殖速度快并且很难消灭掉, 一旦这些病原微生物进入人体, 就会引发各种疾病, 在传统的生活污水处理中, 想要把这些病原微生物彻底消灭是非常困难的;其次, 有机物的污染也是生活污水中较为严重的一种污染, 有机物在微生物的作用下进行分解过程, 这个过程要耗氧, 而在缺氧的条件下污染物会发愁、腐败, 形成污染, 因此有机物越多水质就会越差;另外, 生活污水中还存着富营养化污染、恶臭污染、酸碱盐污染、地下水硬度升高、有毒物质污染等等危害。

2 人工湿地系统的结构特点及反应机理

2.1 人工湿地系统的结构特点

人工湿地系统的结构较为简单, 具体如下:在一定面积的洼地中, 按照一定的坡度来进行填充, 填充材料包括石子、土壤等。当填料部分完成以后, 在表面种植一些水生植物, 对这些植物的要求为成活率较高、具备一定的处理性能并且生长周期较长, 除此之外, 对于生活环境的美化作用以及植物的经济价值也是考虑的因素。以上的填料以及植物共同形成一个人工的湿地生态系统。

而人工湿地系统的特点主要为以下几方面:首先是效率高, 在同等的污水处理系统中, 人工湿地属于效率较高的一种;然后是投资低, 不仅仅是前期的投入费用少, 包括后期的维护费用以及人员对该系统的技术支持所需费用都较低;其次是运行管理简单, 人工湿地系统本身就形成了一个小的生态系统, 可以说是个“全自动”的污水处理装置, 因此在运行维护方面的管理是相对来说较为简单的。

2.2 人工湿地处理污水的机理

人工湿地处理生活污水主要是利用了这种系统独特的基质、微生物、植物共同形成的人工生态系统[4]。处理生活污水的过程是一个十分复杂的过程, 其中所涉及的过程涵盖了过滤、吸附、沉淀、离子交换以及微生物分解等过程。人工湿地处理法是一种十分高效的净化方法, 同时, 污水中的物质对于植物来说是营养物质, 起到了资源最优化的效果, 在处理污水的同时促进植物的生长, 可以带来一定的经济效益, 是环保和能源循环的结合。

对于生活污水中的不可溶的有机物, 可以通过截留的方法进行处理, 将这些有机物作为营养物质供给植物, 促进植物的生长;对于污水中氮的去除, 可以通过利用湿地系统中微生物的氨化、硝化、反硝化几种作用来完成;而污水中的磷则利用了植物的吸收以及微生物的积累来共同完成处理过程;另外, 利用湿地系统中的微生物还能够分解或是吸收硫;通过湿地系统的流动过程产生的吸附、过滤等作用还能够去除生活污水中的重金属[2]。

3 人工湿地处理生活污水的现状及发展趋势

人工湿地系统的应用在我国发展非常快, 主要是由于其处理对象范围比较广。在这种人工湿地系统刚被研究出来的时候, 我国主要是利用人工湿地来处理二级污水处理长的出水以及普通的城市生活污水, 但现在这种先进的技术经历了一次次的改进和开发已经逐步被应用到各个方面, 包括对于农、牧业污水的净化以及公路径流等污水的处理[4]。

3.1 发展现状

但由于这种污水处理方法存在许多制约因素, 因此, 也很难被完全普及。在我国的一些较为落后的城市, 由于技术水平的制约, 人工湿地系统的搭建存在着一定的难度, 还有一些城市即便已经搭建成了人工湿地系统, 但由于技术水平的限制, 其处理效果并不理想, 资源的利用方面也没有达到最优化的效果。另外, 鉴于人工湿地系统占地面积非常大, 在一些土地资源紧张的城市来说, 人工湿地系统的搭建还是存在着很多困难的。不过, 我国对于人工湿地系统处理生活废水的应用, 具备得天独厚的优势, 主要是我国大部分城市都是温带或亚寒带气候[3], 这种气候可以说对于湿地中微生物的活性以及微生物的繁殖是十分有利的。

3.2 发展趋势

人工湿地系统的价值不仅仅在于环保, 其潜在的价值还有经济、社会等方面的效益。这主要是由于经过人工湿地系统处理的污水, 其出水质量非常高, 这种处理后的水不仅对环境是无害的, 并且可以应用在土地灌溉、渔业养殖等等, 同时也可以用来灌注游泳池、修建水上乐园等等。而湿地表面可以种植一些具有经济效益的植物, 利用生活污水中丰富的有机物来给植物提供全方面的营养, 为人们带来经济效益。同时, 对山沟、洼地的改造, 可以很大程度上改善当地的生态环境以及当地居民的生活环境, 这种人工建造的生态系统还能够为野生的动物提供一个栖息场所, 一旦形成了特有的景观, 可以带动当地旅游业的发展。

4 结束语

利用人工湿地来处理生活污水作为一种类天然的、高效的节能型污水处理技术, 在近些年来引起了业内的广泛关注, 并且在生活污水处理的过程中发挥着越来越重要的作用。通过对于人工湿地系统的改良或者进一步强化, 可以有效地提高其对于生活污水的处理效率。在接下来的研究中, 人工湿地的除磷能力和潜力将会成为各界学者以及政府相关部门、污水处理行业下一步关注的重点。

摘要：随着人们生活水平的日益提高, 生活中污水的排放量也越来越大, 因此, 对于日常生活污水的处理也逐渐引起了人们的关注。利用人工湿地来处理生活污水是一种成本低廉、简单易行的污水处理方法, 近些年来得到广泛的应用。文章介绍了生活污水的特点及危害、人工湿地系统的结构特点及反应机理, 并且研究了人工湿地处理生活污水的性能改进。

关键词：人工湿地,生活污水,处理

参考文献

[1]范迪, 王娟, 迟宏.人工湿地在污水处理中的应用及评述[A].中国环境科学学会.2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集 (上卷) [C].中国环境科学学会, 2007 (4) .

[2]王殿辉, 李壮丽, 李金梅.人工湿地技术在村镇生活污水处理中的应用[A].中国环境科学学会.2013中国环境科学学会学术年会论文集 (第五卷) [C].中国环境科学学会, 2013 (4) .

[3]梁康, 王启烁, 王飞华等.人工湿地处理生活污水的研究进展[J].农业环境科学学报, 2014 (03) .

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇8

【关键词】人工湿地；污水处理技术；优势；经济性；可行性

人工湿地污水处理技术主要是模拟天然湿地的结构，通过人为的选择生物种类来构建湿地生态系统，利用其生态功能来处理污水的一项技术。它可以充分发挥资源的生产潜力，防止环境的第二次污染，比较适合于处理水量不大和管理水平不高的城市污水，在一定程度上可解决目前城市发展所面临的生态问题，正日益得到人们的关注。

1.人工湿地污水处理技术地位和优势

人工湿地污水处理系统其实就是生态学中的人工湿地系统，在这个系统中，生态系统能流、物流可以得到正常循环，生物多样性、人类的环境和动植物的生境均得到了很好的保护。人工湿地建成后可以节约水资源和能源消耗，增加城市绿化面积，推动城市建设走可持续发展道路，因此人工湿地污水处理技术在生态文明建设中具有举足轻重的地位。

人工湿地污水处理技术在生态文明建设中优势明显，主要体现在以下几方面：

1.1人工湿地能耗少、维持技术低

在人工湿地系统中，由于污水沿着基质的坡度自然流动，基本上不需要机电设备，因而对能源的消耗非常少，可是传统工艺中的提升泵房和鼓风机房则需要消耗大量的电能。对于运行期间的维护，人工湿地也简单得多，主要是清理渠道及管理作物，普通人员完全可以承担，只需个别专业人员进行定期检查即可。

1.2显著的环境效益

人工湿地的建成和运行将起到涵蓄水源、调节水量、补充地下水资源的作用，而且处理后的出水还可作为灌溉用水、工业或城市生活用水的水源，有利于缓解用水紧缺的状况，促进区域环境的良性发展。

1.3生态与景观效益

人工湿地系统不仅可以为水禽类提供丰富的食物来源、繁茂的植物群落，也可以为多种水生生物提供栖息繁殖场所，在增加生物多样性、生态系统的复杂和稳定性、维持自然平衡、调节局部气候中起着非常重要的作用。

2.人工湿地污水处理技术的社会经济性

目前处理大量生活污水的措施只要是采用二级生化处理工艺，但是这需要庞大的充氧曝气设施，大规模的收集管网来辅助，而且运行起来往往需要较高的费用和管理水平加以维持，其中，较大的缺点就是去除磷、氮等污染物的能力较差，容易造成水体富营养化，另外，由于产生的污泥并未找到真正“减量化、资源化”的出路？目前国内大城市，均面临一个“污泥围城”的难题。而人工湿地污水处理技术的应用则不需要大规模的收集管网，运距的成本也比较低，其建设成本可由政府或采取BOT模式承担，减轻了政府治理水污染资金短缺的问题。

人工湿地的土建施工比较简单并且基本不需耗能，因而其处理系统的投资和运行费用仅为二级污水处理厂的1/10-1/2，一般每吨污水的处理费用仅为0.1-0.2元，基建费用分摊到每吨污水上也仅为150-800元，是传统二级污水处理厂的1/5-1/2。现今，城市居民缴纳的污水处理费足以承担其必要的维护和运行费用。

人工湿地污水处理技术的重要优势是其能够将受污染的水体处理净化后作为中水回收，对于城市生态建设来讲，这样不仅补充了区域的中水回用，还兼顾了绿化和美化区域环境的作用。另外湿地的水生植物还能创造经济价值，例如席草可以用来编织草席，芦苇可用作造纸或编制人造纤维布；同样的，水生动物如鱼、虾等也可以创造经济价值。人工湿地污水处理技术投资小、可充分利用闲置的荒地、绿地，具有良好的环境效益和经济效益。

3.人工湿地污水处理技术处理城市生活废水的可行性

城市生活废水主要含有大量固体悬浮物、可化学或生物降解的溶解性或胶态分散有机物，并且含有大量的氮化合物、磷酸盐、钾钠及重金属离子等，如果污水不经过处理直接排除，则将导致生态环境恶化。人工湿地污水处理技术可以去除污水中的氮、磷等离子，具体如下：

（1）人工湿地污水处理技术对氮的去除主要包括植物吸收、氨的挥发、介质的吸附以及微生物的硝化和反硝化脱氨，湿地中氮的循环主要是通过一系列复杂生物化学作用方式发生的，包括直接转化成氮化物和其他矿物质结合起来。

（2）人工湿地污水处理技术对磷的去除主要是通过基质吸附，植物摄取和微生物同化3方面一起进行，其中基质吸附是最主要的一个因素，而磷最终从系统个去除依赖于湿地植物的收割和饱和基质的更换。

（3）人工湿地污水处理技术对重金属的去除主要集中在植物对重金属的去除作用上，包括植物稳定、生物富集和摄取吸收，还可通过植物挥发、甲基化等作用达到目的。

（4）人工湿地对一些有机质、悬浮物、病原体和非金属元素也有一定的去除效果。例如，在人工湿地水体的厌氧区域部分硫离子发生氧化还原反应后被还原成硫酸根离子，硫酸根离子随着水流的波动在水体表层经过曝气作用又被氧化成硫单质，从系统中去除。

人工湿地系统能全面利用自然中的湿地植物和基质的自然净化能力，并在污水净化工程中促进植物的生长，增加绿化面积，并未野生动物提供栖息地，有利于生态环境的建设。在当前国内许多城市努力争创生态文明城市的前提下，选择生态化的污水处理技术用于城市生活污水的处理、饮用水源的保护、绿地公共景观的建设便成为一项重要的指标。在利用人工湿地处理城市生活废水的同时可以美化环境。为市民和外来游客创造良好的生态人居环境，可以取得显著的社会效益和经济效益。

4.如何推动人工湿地污水处理技术的运用

首先根据城市的功能区划，结合地理条件和区域实际，规划设计相对集中的人工湿地污水处理系统，对规模、收集区域、投资、运行维护、回报等方面进行科学筹划。之后采用政府投资或BOT项目投资等方式解决项目投入问题。人工湿地对生活污水进行处理，能营造出一个绿化美景，经人工湿地净化过的水，也可以用于灌溉植被、冲洗小区等，给居民产生许多方便，这样的结果是居民所乐于接受。

对于较大的人工湿地，还应该做好人工湿地的运行期管理工作，确保有足够的专业人员、充足的管理费用来维护人工湿地的正常运作。其建成后结合城市发展实际，加大对人工湿地污水处理技术的科研投入，与科研单位联合建立研究基地，将人工湿地打造成污水处理的示范基地，注重污水处理、生态旅游和环保教育为一体，推动城市环保事业的发展。

与此同时我们还可以利用湿地污水处理技术与湿地园林造景技术建成人工湿地生态公园，从根本上解决城市市区景观单调的问题，另外还能改善水体质量，为城市居民提供休憩、娱乐的场所。利用湿地植被进行人工培植，打造一道独特的城市风景线，开发利用湿地自身的生物学价值，为城市生态文明建设尽一份力。

5.结束语

综上所述，人工湿地污水处理技术通过模拟天然（下转第417页）（上接第324页）湿地的结构达到污水治理的良好效果，不仅具有较好的经济效益和生态效益，在处理城市生活废水方面也具有独到的可行性，能很大程度地改善当前的城市水体污染问题，对城市生态建设具有非常重要的推动作用。它非常适合中国建设节约型城市的国情，是创新思维与城市可持续发展相结合的一个新举措，具有广阔的应用前景。

【参考文献】

[1]王虹扬，何春光，盛连喜.人工湿地处理污水技术在吉林省城市生态建设中的展望[J].中国环境管理，2003，05：39-40.

[2]于洪存.人工湿地污水处理技术在北方城市的应用[J].环境保护与循环经济，2007，05：27-29.

[3]杜璋璋.人工湿地污水处理技术及其在济宁市的应用研究[D].山东师范大学，2006.

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇9

摘要：通过在垂直流模拟人工土柱上种植不同的花卉植物,研究了垂直流花卉人工湿地对污水COD、BOD5、TN和TP的净化效果的影响.结果表明,所选用的5种陆生花卉,甚至鲜切花卉对化粪池污水有比较好的净化效果,它们对BOD5的`去除率可达到92.04%以上,对TP的去除率甚至可达到97.77%以上.而且种植花卉植物的人工湿地出水水质要好于不种植物的对照湿地系统.作 者：刘雯 崔理华 黄细花 朱夕珍 吴启堂 Liu Wen Cui Lihua Huang Xihua Zhu Xizhen Wu Qitang 作者单位：刘雯,崔理华,朱夕珍,吴启堂,Liu Wen,Cui Lihua,Zhu Xizhen,Wu Qitang(华南农业大学资源与环境学院,广州,510642)

黄细花,Huang Xihua(惠州市环保局,惠州,516003)

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇10

人工神经网络在强化一级处理系统过程模拟与优化中的应用

针对化学强化一级处理系统(CEPT)处理废水时影响因素多,难以进行适当的.控制和处理效果的预测等问题,建立起基于BP人工神经网络的CEPT法处理猪场稳定塘废水预测模型,并应用该模型对烧杯试验进行了模拟.结果表明,预测值和实测值吻合较好,模型对COD、总磷、浊度去除率预测的平均相对误差分别为7.5%、4.8%和4.9%.通过对pH值和絮凝剂投药量等可控参数进行优化计算,得到CEPT系统的最佳操作条件和最合理操作条件.该模型的建立为CEPT法处理废水工艺系统实现自动化控制提供了一条简便实用的途径.

作 者：何毅 倪晋仁 汪严明 薛安 He Yi Ni Jinren Wang Yanming Xue An  作者单位：北京大学环境工程系,水沙科学教育部重点实验室,北京,100871 刊 名：环境污染治理技术与设备  ISTIC PKU英文刊名：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL 年，卷(期)：2006 7(8) 分类号：X703 关键词：化学强化一级处理   人工神经网络   过程模拟优化  

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇11

关键词：耐寒植物；人工湿地；净化效果；季节变化

中图分类号： X52文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0351-03

收稿日期：2013-12-10

基金项目：江苏省高校自然科学研究计划（编号：11KJD610002）。

作者简介：万蕾（1981—），女，山东烟台人，博士，副教授，主要从事水环境污染防治与生态修复方面的研究。E-mail：hjwanl@163.com。人工湿地污水处理系统是一种低投资、低能耗、效果好的处理与利用污水的系统工程，是在长期应用天然湿地净化功能基础上发展起来的生态处理技术[1]。该系统已被大量用来处理生活污水、工业废水、矿山废水、农业废水、垃圾填埋场渗滤液、高速公路暴雨径流和富营养化水体等[2-6]。人工湿地在运行时不可避免受到各种因素的影响，如湿地结构类型，水力负荷和污染负荷，植物的生长状况，湿地的地理位置和氣温变化，运行方式等，其中气温是一个相当重要的因素。植物是人工湿地的重要组成部分，在系统中起关键作用。植物的生长具有季节性，导致人工湿地的处理效果也呈现季节性，即在植物生长旺盛期湿地处理效果好，而植物枯萎和死亡期处理效果变差。尤其在我国北方地区，冬季大部分植物死亡或进入休眠期，春季植物生长缓慢，这2个季节人工湿地的运行效率相比夏秋季低很多，特别是氮、磷等污染物的去除率偏低，限制了人工湿地工艺在冬季寒冷地区的推广应用[7-8]。

通过采取一定措施，在低温下人工湿地对污水仍有较高的处理效果。刘学燕等在冬季低温条件下进行了潜流式人工湿地处理官厅水库微污染地表水的研究，结果表明，通过采用隔离层保护，人工湿地对微污染地表水仍然有较好的净化效果[9]。张建等在山东淄博考察了冬季潜流式人工湿地对污染河水的处理效果，采用覆盖地膜保温措施后，NH4+-N平均去除率上升到67.6%，化学需氧量（COD）平均去除率提高到46.6%；且床体内污水温度比无地膜覆盖的高2～6 ℃；微生物的活性也得到提高[10]。但采取保温措施需要消耗人力、物力和财力，并且容易产生二次污染[11]。若能筛选具有净化能力的耐寒植物，植物一年四季能正常生长，这样既能保证人工湿地的处理效果，又能避免产生额外的消耗和二次污染。本研究以耐寒西伯利亚鸢尾（Iris sibirica）、花叶麦冬（Ophiopogon japonicus）为人工湿地的主要植物，探究2种植物对污水处理效果的季节变化，为人工湿地净化能力的持效性提供理论指导与技术支持，为人工湿地在北方地区的应用及植物选择提供参考。

1 材料与方法

1.1试验装置

人工湿地长2.5 m、宽0.6m、深0.5m，并做好防渗措施。进水端采用多孔隔板与主处理区分隔，防止出现布水不均现象，进水方式采用推流式；在出水端打孔以控制水深，装置示意图见图1。主处理区填料由粒径2～3 cm和0.2～0.5 cm的2层砾石（各20 cm厚）组成。设置2个试验组，分别种植耐寒植物西伯利亚鸢尾（以下简称鸢尾）和花叶麦冬（以下简称麦冬），各设1个平行样，自然光照，水力停留时间2 d，水力负荷0.3 m3/（m2·d），试验期间植物生长正常。

1.2试验用水

以C6H12O6、NaNO3、KH2PO4作为碳源、氮源和磷源模拟污水，并投加少量花园土保证植物生长对微量元素的需求。进水总氮浓度15～25 mg/L，总磷浓度1～2 mg/L，有机质浓度40～100 mg/L。

1.3分析方法

于2012年5月，启动人工湿地系统，植物开始驯化，待植物正常生长后，7月正式开始试验，试验周期从2012年7月至2013年6月（2013年1月水体完全结冰至2月底，停止运行），选取春、夏、秋、冬的代表性月份（4、7、10、12月）进行分析，每天记录气温变化。在湿地出水端设置采样点取样，采样后即带回实验室测定。总氮的测定采用标准过硫酸钾氧化-紫外分光光度法，总磷的测定采用钼酸铵分光光度法，高锰酸盐指数的测定采用酸性高锰酸钾法。试验结果取相同植物组的均值进行分析。

2结果与分析

2.1总氮去除率的季节变化

人工湿地对总氮的去除率随时间及温度的变化见图2。从图2可以看出，试验启动初期，无论是鸢尾湿地还是麦冬湿地对总氮的去除率均较高，分别为67%、64%， 随着试验的进

行，去除率有所下降。但到了10月中下旬，平均气温在15 ℃左右，总氮的去除率达到最高水平。从10月底至12月底，总氮的去除率一直维持在较低水平，当气温在5 ℃左右时，2种湿地对总氮的去除率保持稳定，在40%左右；当气温降低至0 ℃左右（甚至到最低温-6 ℃），麦冬湿地对总氮的去除能力下降为25%，而鸢尾保持在40%左右。到了春季，随着气温的升高，2种植物湿地对总氮的去除率呈现波动上升的趋势。由图2还可看出，夏、秋、冬季鸢尾湿地的去除率均高于麦冬，春季2种植物对总氮的去除效果相当。试验期间，麦冬湿地对总氮的去除率：夏季≈春季>秋季>冬季；鸢尾湿地对总氮的去除率：夏季>春季>秋季>冬季，夏季、春季、秋季去除率相当，平均值分别为58%、55%、53%，冬季为43%。

2.2总磷去除率的季节变化

nlc202309041403

从图3可以看出，与总氮相同，试验启动初期，无论是鸢尾湿地还是麦冬湿地对总磷的去除率均较高，可以达到93%左右，随着试验的进行，去除率有所下降，麦冬的下降趋势大于鸢尾。到了秋季，虽然气温下降，但2种植物对总磷的去除率维持在一个较高的水平，整个秋季去除率均保持在81%以上。冬季，麦冬的去除率持续下降，而鸢尾对总磷的去除率维持在50%左右。春季，随着气温的回升，2种湿地对总磷的去除率缓慢升高。总体来说，2种湿地对总磷的去除率：秋季>夏季>春季>冬季。

2.3有机质去除率的季节变化

从图4可以看出，2种湿地对有机质的去除能力基本相当，随着温度下降，去除率下降。试验期间去除率均在35%以上，麦冬平均去除率为66%，鸢尾为68%。在12月下旬，由于进水有机质浓度升高，可能由于碳氮比的升高，去除率有所提高。2种湿地对有机质的去除率：夏季>秋季>春季>冬季。

2.4季节变化对污染物去除率的影响

大量研究表明，水生植物对湿地中污染物的去除有很大影响，有植物的人工湿地对总氮、总磷及有机物的去除效果明显高于无植物湿地[12-13]。植物生长受季节变化影响，西伯利亚鸢尾和花叶麦冬属于耐寒植物，在冬季（-5 ℃以上）能够

安全过冬，一年四季均能发挥较好的净化效果。人工湿地系统对总氮的去除主要通过植物的吸收以及细菌的硝化和反硝化作用[14]，虽然植物的吸收只占一小部分[15]，但湿地植物的生长状况对总氮的去除具有决定作用。夏季，鸢尾、麦冬对总氮的去除率分别为58%、53%，冬季为43%、33%，去除率分别下降了25.9%、37.7%。平均气温降到10 ℃以下时，麦冬的去除率明显下降。通过分析气温与总氮去除率的相关性发现，麦冬与气温的相关性高于鸢尾，说明鸢尾的净化能力受季节变化影响较小。经单因素方差分析（F检验），鸢尾对总氮的去除效果受季节影响差异不显著（P>0.05）。人工湿地对磷的去除主要靠基质的吸附作用[16]，气温在10 ℃以上时，气温变化及不同的植物对总磷的去除率影响较小；气温在10 ℃以下时，总磷的去除率明显下降，但12月仍能保持最低去除率在30%以上。说明植物对磷具有一定的摄取作用，而且水温降低，使水的流动性减缓及微生物活性减弱，可能影响基质的吸附效果。人工湿地对有机质的去除，主要靠填料吸附、微生物分解吸收、植物吸收等相互作用来完成。当气温在 10 ℃ 以上时，2种植物对有机质的去除率均在64%以上，气温降到5 ℃以下时，有机质的去除率明显下降，但12月仍能保持最低去除率在35%以上。雒维国等的研究结果表明，温度高于 4 ℃，NH4+-N的硝化作用增加，湿地脱氮效果增强；温度高于 8 ℃，微生物对有机物的分解利用加快，COD去除率上升；总磷和悬浮物（suspended solid，SS）的去除效果受温度影响较小[17]。本研究结果与其相近，但总磷的去除效果与温度的关系有待进一步研究。综上所述，气温在10 ℃以下时，植物的净化能力受到影响，气温在5 ℃以下时，影响较为明显。

2.5不同植物对污染物去除效果比较

不同种类湿地植物对人工湿地系统的污水净化效果存在一定差异。人工湿地净化效果与水流条件、水力负荷、污染负荷及基质种类等都有很大关系，不同植物的净化效果难于比较。本研究采用的2种植物对湿地进水的总氮、总磷及有机质均有较好的去除作用，试验期间，鸢尾对總氮、总磷、有机质的平均去除率分别为53%、75%、68%；麦冬对总氮、总磷、有机质的平均去除率分别为47%、68%、66%。不同季节鸢尾湿地对总氮、总磷及有机质的平均去除率均高于麦冬（表1），经单因素方差分析（F检验），冬季麦冬和鸢尾对总氮、总磷的去除率差异显著（P<0.05），其他季节差异不显著。表1不同季节鸢尾和麦冬对污染物去除率的比较污染物去除率

3结论与讨论

试验期间，2种耐寒植物人工湿地对污染物具有较稳定的去除效果。麦冬湿地对总氮的去除率：夏季≈春季>秋季>冬季，鸢尾湿地：夏季>春季>秋季>冬季；2种湿地对总磷的去除率：秋季>夏季>春季>冬季；2种湿地对有机质的去除率：夏季>秋季>春季>冬季。

污染物的去除效果受季节变化的影响，气温降低，去除率下降。在冬季，2种湿地植物均能保持较高的净化效率，对污染物的去除率均能达到30%以上。气温在10 ℃以下时，植物的净化能力受到影响，气温在5 ℃以下时，影响明显。

鸢尾的净化能力受季节变化影响比麦冬小，可作为人工湿地低温运行的选择物种。不同季节鸢尾湿地对总氮、总磷及有机质的平均去除率均高于麦冬，尤其在冬季，鸢尾对总氮、总磷的净化能力明显高于麦冬，具有显著差异。

人工湿地在低温条件的运行，应从湿地本身的组成、结构进行优化，如改变运行方式、选用优质填料、选用耐寒植物等，而不能一味增加湿地外部的处理措施，从而降低湿地的价值，影响人工湿地的推广应用。

参考文献：

[1]徐新华，吴忠标 .环境保护与可持续发展[M]. 北京：化学工业出版社，2000.

[2]谢龙，汪德爟. 花叶芦竹潜流人工湿地处理生活污水的研究

[J]. 中国给水排水，2009，25（5）：89-91.

[3]赵兰，辜夕容，邢新婷. 3种植物对人工模拟三峡库区富营养化水体的净化研究[J]. 西南大学学报：自然科学版，2010，32（7）：113-118.

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇12

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) 。

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。

3 结语

将人工湿地生态工程应用到污水治理中, 能够提高污水处理效果, 改善水质。由于环境因素对人工湿地处理效果影响很大, 因此各地区要从实际情况出发, 加大人工湿地的推广与应用, 并在已有的公园基础上增加人工湿地, 这样不仅可以节约土地资源, 还可以净化水质, 美化环境, 创造出良好的生态效益。

摘要：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。

关键词：人工湿地,生态工程,污水治理

参考文献

[1]朱海波, 梅凡民, 赵秋利.人工湿地在关中农村生活污水治理中的应用[J].陕西农业科学, 2015, (01) :93-96.

[2]陈娟, 杨科, 何云晓, 等.农村污水人工湿地处理系统的构建与设计[J].四川林勘设计, 2013, (03) :46-49.

基于人工湿地系统中的微生物研究 篇13

人工湿地中微生物的活动是污水中污染物降解的`主要因素.本文介绍了人工湿地系统中微生物的研究进展,从微生物在人工湿地中的多样性、分布规律、酶及其活性、湿地净化作用与微生物的相关性、以及研究方法等方面进行了论述.为优化微生物群落结构和强化人工湿地功能提供理论指导.

作 者：梁宁 王敦球 魏彩春 Liang Ning Wang Dunqiu Wei Caichun  作者单位：桂林理工大学,环境科学与工程学院,广西,桂林,541004 刊 名：环境科学与管理 英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT 年，卷(期)：2010 35(2) 分类号：X172 关键词：人工湿地   微生物   研究   群落  

人工湿地生活污水处理技术 篇14

(一)基本概念

人工湿地实质是一个综合生态系统，主要应用生态系统中各个共生物种的能量和物质循环的再生作用，在促进废水中污染物良性循环的前提下，充分发挥资源生产潜力，获得污水处理与资源化的最佳效益，防止污水对环境造成二次污染。

(二)技术原理

人工湿地污水处理技术的原理是通过人工建造和控制来运行与沼泽地类似的地面，将污水有控制地投配到湿地上，使污水在湿地土壤缝隙和表面沿一定方向流动的过程中，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，对污水进行处理的一种技术。其生态系统的作用机理包括吸附、滞留、过滤、沉淀、微生物分解、转化、氧化还原、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的其他作用等。

(三)系统分类

人工湿地处理系统可以分为以下几种类型：自由水面人工湿地处理系统、潜流型人工湿地处理系统、垂直水流型人工湿地处理系统等。

系统去除的污染物范围广泛，包括N、P、SS、有机物、病原体等。在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%～95%，COD去除率可达80%以上，出水中BOD5的浓度在10mg/L，SS小于20mg/L。废水中大部分有机物作为异样微生物的养分，最终被转化为微生物有机体、CO2和H2O。

(四)技术特点

人工湿地处理系统同时具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资少、运行费用低等优点，非常适合中、小型村庄生活污水的集中处理。

(五)适用范围

1.人工湿地污水处理技术易受气候条件影响，南北差异较大，北方大部分地区冬季温度较低，难以维持生态系统的正常运行或保证污水处理效果。因此在选用该技术时，要选取合适的植物，并且要充分考虑项目地植物过冬问题。

2.该处理技术适用于农村集中式和分散式污水处理，根据各地土地充裕情况、居住方式和经济状况而定。对于居住较为分散、土地宽裕的村庄，可选用分散式处理方式，以户为单位，充分利用农村零星空地，建设小规模湿地处理系统，可同时满足净化污水和美化环境的效果。集中式处理系统，更适宜于居住集中、土地有限的农村，尤其是撤村并镇和新建的农村社区，各户将污水通过管网或沟渠排入处理系统集中处理。

3.该技术对于项目地地形条件的要求较为宽松，设计时可因地制宜。

(六)注意事项

采用人工湿地处理技术，主要注意以下几点：

1.人工湿地处理技术必须做好防渗系统，对于农村地区湿地防渗可采用土工膜或三灰土夯实等简易实用的方法。

2.人工湿地植物的选取。湿地植物是湿地处理系统最明显的生物特征，它是人工湿地的主要组成部分，在污水处理过程中起着重要作用。湿地植物选取时应因地制宜，综合考虑植物的以下特征：耐水、根系发达、多年生、耐寒、吸收氮、磷量大、兼顾观赏性和经济性、要尽量选择当地的土著种。目前，常用的有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、风车草、彩虹鸟、水竹、水葱、大米草、鸢尾、蕨草、灯芯草等。

3.人工湿地植物栽种初期的管理主要保证其成活率。湿地植物栽种最好在春季，植物容易成活。如果不是在春季栽种而在冬季，应做好防冻措施，在夏季应做好遮阳防晒。总之，要根据实际情况采取措施以确保栽种植物的成活率。

4.植物栽种初期为了使植物的根扎得比较深，需要通过控制湿地的水位，促使植物根茎向下生长。

5.做好日常护理防止其他杂草滋生并及时清除枯枝落叶，防止腐烂污染。

人工湿地系统在我国污水处理中的应用 篇15

人工湿地技术是20世纪70年代兴起的一种污水生态处理工程技术,由于具有投资少、能耗低、管理方便等优点[1],因而在污水处理中得到了广泛的研究和应用。

东阳江人工湿地净水处理工程位于浙江省东阳市歌山镇,距东阳市16km,占地约6万m2。该工程的建设目的是对东阳江上游医药化工园区排放的制药废水进行集中式深度处理,提升纳入东阳江流域的废水水质,从而削减东阳江流域水体污染负荷,提升区域水环境质量。工程采用目前国际上比较先进的高效垂直潜流(二级)、表流串联人工湿地系统,同时以生物多样性原理构建湿地植物生态系统[2]。

2 废水水质、水量

污水来自于区域内医药化工行业排放的经过企业预处理后的工业废水和少量生活污水。根据对东阳江流域上游制药企业废水排放情况的调研,确定工程设计处理规模为16 000t/d。同时,要求该工程对影响东阳江流域水环境质量的主要污染因子COD、NH3-N具有良好的处理效果,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。工程设计进出水水质指标见表1。

3 废水处理工艺

针对进水氨氮和有机物浓度较高,B/C较低的特点,在流程中设计了A/O预处理工艺强化对废水中有机污染物和氮素的去除;同时利用垂直潜流人工湿地和表流人工湿地技术的串联强化整个工艺对废水的深度处理效果,同时达到低耗运行的目的。确定的废水深度处理工艺为A/O预处理+高效垂直复合潜流 (二级)+表流串联人工湿地系统组合工艺。该工程处理工艺流程见图1。

4 废水处理工艺构筑物设计

4.1 工程的分区

湿地总平面按功能分区,根据地形充分利用土地和地势,集水井和A/O预处理池及部分一级潜流人工湿地位于东部狭长地带;主要处理单元一、二级潜流人工湿地与表流人工湿地位于西侧开阔地区。工程平面布置图见图2。

湿地主干道宽15m,构筑物及干道两侧设2～3m宽绿化带,呈环状布置,与各主要构筑物相连。污水从湿地东部集水井进入,依次经过A/O预处理单元、一级潜流人工湿地、二级潜流人工湿地和表面流人工湿地,经处理后的水从湿地工程的西部排放进入东阳江。

4.2 A/O预处理池

设置A/O预处理单元主要是强化工程对废水中有机污染物和氮素污染物的去除,为了增加体系的污泥浓度,增强污染物去除效果。

预处理池采用钢砼结构,平面尺寸:30m×20m,有效水深2.2m,总水力停留时间2h,在A池和O池布设HX型组合填料,填料直径150mm,填充率50%,采用罗茨鼓风机提供气源,风机风量q为31.7m3/min,风压p为30kPa,配套电机功率n为30kW,2台,1开1备。

4.3 垂直潜流人工湿地

一、二级垂直潜流式人工湿地串联设计,采用素土夯实膜防渗结构,设计流量为16 000m3/d,垂直流人工湿地面积为40 990m2,设计水力负荷为0.40m3/(m2od),水力停留时间为71.4h,填料层深度为1.5m,采用碎石填料,粒径50～350mm,同时以生物多样性原理构建湿地植物生态系统,一级潜流人工湿地共种植香蒲、菖蒲、风车草、菩提子、千屈菜、蒲苇和斑茅等25种植物,主要处置COD、BOD5等,以降低二级潜流人工湿地的处理负荷;二级潜流人工湿地共种植芦竹、美人蕉、水蜡烛和菖蒲等17种植物,主要处置N、P等元素。为保证湿地系统布水均匀,各分块湿地设有独立的布水系统,采用阶梯式布水方式。

4.4 表流人工湿地

表流人工湿地采用素土夯实膜防渗结构,设计流量为16 000m3/d,湿地面积为4 370m2,有效深度为1.2m,水力停留时间为5.1h,湿地布置有阿科曼BDF型填料600m2,填料规格为2.0m×1.2m。表流湿地主要是对二级潜流人工湿地出水起到进一步的修饰净化作用,并营造一定的景观效果,因此,表流人工湿地共种植了聚草、睡莲、田字萍等7种植物。

5 工程运行结果

工程自2008年3月开始建设,于2009年4月底完工,5月初开始试运行。在进水量达到设计水量的90%的情况下,工程通过实地调查和委托监测进行了验收。验收期间人工湿地系统运行正常,监测结果见表2。

由表2可知,该工程出水中的COD、NH3-N浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,COD、NH3-N的平均去除率分别达到75.4%、62.3%,处理效果良好。

工程总装机功率为122kW,动力设备为间歇性运行,吨水动力费用为0.14元/t,低于常规处理工艺。

6 结语

东阳江人工湿地净水处理工程能有效提升纳入东阳江流域的废水水质,保护东阳江流域的水环境质量,对COD、NH3-N的平均去除率分别达到75.4%、62.3%,处理效果良好,且在经济和运行管理上都有一定的可行性,值得在适宜地区推广。

参考文献

[1]籍国东,倪晋仁.人工湿地废水生态处理系统的作用机制[J].环境污染治理技术与设备,2004,5(6):71～75.

[2]杨志焕,葛滢,沈琪,等.亚热带人工湿地中配置植物与迁入植物多样性的季节变化[J].生物多样性,2005,13(6):527～534.

[3]吴晓磊.人工湿地废水处理机理[J].环境科学,1995,16(3):83～86.

[4]聂志丹,年跃刚,等.水力负荷及季节变化对人工湿地处理效率的影响[J].给水排水,2006,32(11):28～30.