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人工湿地污水处理系统的应用及发展前景 $ 59 人工湿地污水处理系统的应用及发展前景 ? 文/陈光辉 城市湿地是城市重要的自然资源，保护和恢复生态湿地就是创建城市的和谐之美。国内许多 开发商在小区建设的同时加大了污水治理的投资，利用各种水处理方法对小区污水进行治 理。在众多水处理技术中—人工湿地处理技术利用最为普遍。人工湿地污水处理系统是一个 完整的生态系统，具有投资低、出水水质好、增加绿地面积、改善和美化生态环境、维护和 运行费用低廉等优点，正不断得到应用和发展。 一、人工湿地的概念和分类 1.人工湿地的概念 人工湿地（Constructed Wetland）是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，这是发达 国家近十年来才兴起的生态处理法。其基本原理是：在一定的填料上种美人蕉、富贵竹、芦 苇等特定的植物，将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上，当富营养化水（如生活污 水等）流过人工湿地时，经沙石、土壤过滤和植物根际的多种微生物活动，使水质得到净化。 人工湿地处理污水的运行成本非常低，一般为每吨污水0.1~0.2元，此外，基建投资也少得 多，通常为每吨污水150~800元，是传统二级污水处理厂的1/5~1/2。同时，湿地植物还可 以作为工业原料和生活资源加以利用。 2.人工湿地的分类 人工湿地是一个形式丰富多样的污水处理系统，主要分为天然湿地、自由水面湿地（地表流 式）、地下水流湿地（潜流式）和渗滤湿地四大类。当今广泛应用的有两大类。一类是地表 流式，有点类似于稻田，污水流进湿地停留若干天后排出，这一工艺的优点是造价低。另一 类是潜流式，将污水通过管道输送到人工土壤介质中，表面种植植物，类似于微灌、滴灌， 优点是占地面积很小。 二、人工湿地污水处理系统的适用范围、构成及工艺特点 1.人工湿地污水处理系统的适用范围 人工湿地污水处理系统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，比较适合于处理水量不大、水质变化较小、管理水平要求不高的城镇污水。 一般适用于生活污水深度处理，湖泊水体循环净化及生态维护，河流水体达标处理及生态维 护，小区中水回用等四个方面。 2.人工湿地污水处理系统的构成及特点 （1）水平潜流湿地系统 水平潜流人工湿地因污水从一端水平流过填料床而得名。湿地主要由植物（芦苇、美人蕉、 灯心草等）、填料床和布水系统三部分组成。填料床结构剖面图及布水系统（布水管和排水 管）自下而上依次为防渗层、卵石层、砾砂层、粘土层等。防渗层可以防止污水进入地下污 染地下水，卵石层和砾砂层对进入此层的污水起到过滤作用，还可以通过滤料上的生物膜对 污水中的污染物质进行降解，上层土壤存在大量的植物根系、微生物和土壤矿物对污水中污 染物质吸收、降解置换等物理化学及生物作用，达到净化污水的目的。 特点：与自由表面流人工湿地相比，水平潜流人工湿地的水力负荷和污染负荷大，对BOD （生化需氧量）、COD（化学需氧量）、重金属等污染指标的去除效果好，且很少有恶臭和 孳生蚊蝇现象，是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统。它的缺点是控制相对复 杂，脱氮、除磷的效果不如垂直流人工湿地。 （2）垂直潜流湿地系统 这种湿地主要由基质、植物和布水系统三部分组成。基质设置在湿地的填料区，此类湿地使 用的基质以碎石、沙砾石和沸石为主，粉煤灰和矿渣等含钙的基质碱性较大，不适合植物的 生长，但可按一定的比例掺入一些，作为砂子基质或土壤基质的中间吸附层。进水配水区和 出水集水区的填料一般采用粒径为60～100毫米的砾石，分布于整个床宽。 特点：在垂直潜流人工湿地中污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态， 氧可通过大气扩散和植物传输进人人工湿地系统。该系统的硝化能力高于水平潜流湿地，可 用于处理氨氮含量较高的污水。其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系 统．落干／淹水时间较长，控制相对复杂。 （3） 折流湿地+侧向潜流湿地的复合人工湿地 折流湿地由多级渗滤型湿地组成，湿地底部用混凝土密封，并在每一湿地内设置有竖向的挡 流墙，底部留过水通道。污水以上下折流的方式在湿地中推流穿行。 在湿地的填料表面形成厌氧生物膜，污水在厌氧微生物的作用下发生厌氧反应和水解反应， 并通过水生植物的叶、茎和根向湿地中部传送溶解氧，形成好氧微环境，去除污水中的有机 物和氮、磷。湿地中放置0.5～1米深的砾石填料，并在表面栽种水生植物。填料粒径范围 为5～20毫米，并且粒径逐级缩小。 侧向潜流湿地由多级梯度向下的侧向潜流湿地床、自然复氧区交替组成。每一侧向潜流湿地 床内设置有平行交错的分隔板，将床内空间分隔成S形的水流沟道，在沟道中放置砾石填料（填料深度为0.2～0.5米）并栽种水生植物。上一级湿地床与