浅谈人工湿地污水处理技术

韩 冬

（黑龙江省环境监测中心站,哈尔滨 150056）

湿地是介于陆地和河水之间的产物，是地球表层的组成部分之一，具有复合型的生态系统，对调节生态环境有十分重要的作用。

随着我国对湿地了解的不断加深，我国对于湿地的开发和利用也越来越多，是世界上对于湿地保护和利用较好的国家。在湿地的开发和利用时应注意水污染，如不能有效的防治，则会给建成后的湿地带来一定的问题。

1 人工湿地的概念及分类

（1）人工湿地的概念。人工湿地是指由人工建造或控制运行的类似于沼泽的地面，将污泥、污水合理加入到人工建造的湿地上，污水和污泥沿一定的方向流动，利用植物、微生物、土壤等的物理、化学、生物的共同作用，对污水有效处理的综合系统。

（2）人工湿地的分类。人工湿地按湿地中的植物可分为：沉水植物系统、浮游植物系统和挺水植物系统；按污水在湿地中的水位不同分为：潜流型人工湿地和自由水面人工湿地；按污水在湿地中水流方向不同分为：垂直流人工湿地和水平流人工湿地。

（3）人工湿地植物。人工湿地的植物在湿地系统中起着至关重要的作用。按照应用的类型可分为：草皮植物、地被植物和观花植物等；按照生长环境可分为：水生生物、沼生生物和湿生植物；人工湿地系统中最常见的植物通常有：芦苇、荷花和美人蕉等。为更好的发挥人工湿地处理系统的作用，应对人工湿地内种植的植物进行合理挑选，适应当地的气候条件和污水特征。

2 人工湿地的去污机理

2.1 人工湿地去除有机污染物

人工湿地对于有机物的去除能力较强。污水中的有机物可分为溶解性有机物、不溶性有机物和颗粒性有机物。有机物通过植物的根系的微生物吸附，经过同化或异化作用后，得到去除。同时，植物根系对氧的释放使污染物被植物和微生物吸收，且可以通过硝化、反硝化和吸附等作用增大去除率。不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以被微生物利用。污水中大部分有机物被异氧微生物转化为微生物体、二氧化碳和水，通过定期的基质更替和对植物的更换使有机体从湿地系统中去除。

2.2 人工湿地去除氮

污水中的氮包括两种形式：无机氮和有机氮。无机氮是指氨氮，硝酸盐和亚硝酸盐；有机氮指的尿素，嘧啶和嘌呤。通过研究证实，人工湿地系统对废水中氮的去除，主要是通过过滤、沉淀、吸收、挥发和反硝化等方式。人工湿地中的基质介质可以通过离子交换、吸收和过滤等方式对废水中的氮进行去除。

2.3 人工湿地去除磷

磷在废水中的存在形式通常为两种：活性磷和非活性磷。去除人工湿地水中的磷主要是通过生物吸收、吸附基质吸收和微生物累积等方式来完成的。

2.4 人工湿地去除重金属

工业废水、生活污水和油砂废水含有重金属离子较多。人工湿地对含有重金属的污水也有一定的去除能力。人工湿地去除水中的重金属离子主要是通过土壤胶体颗粒吸附、悬浮颗粒沉降和植物吸收等方式完成对污水中重金属的去除。

2.5 人工湿地去除悬浮物

污水中的悬浮物含有大量的污染物，有效的对悬浮物进行处理，会提高整个水体的去除效率。人工湿地去除悬浮物是通过微生物生长、基质过滤和沉淀等方式完成的。

3 人工湿地污水处理技术的优缺点

3.1 人工湿地污水处理技术的优点

（1）运营维护成本低。人工湿地污水处理系统与传统的污水处理工艺相比，具有建设成本低，运行费和维护费用低的优点。因此，人工湿地对我国的污水进行集中处理，相对传统工艺可以减少一大部分的资金投入和运行费用。

（2）人工湿地污水处理系统具有针对性和多样性。人工湿地污水处理技术主要包括人工基质和水生植物两部分。第一部分由土壤和砂砾等组成，不同的基质对污水的处理效果不同。第二部分是通过植物对污水进行净化处理，例如芦苇、美人蕉等植物对不同水质的污水处理效果也是不同的。因此，对于这两部分的作用应充分了解后，合理的搭配使用才能更加具有针对性，使污水达到最佳的处理效果。

（3）绿化环境。自然湿地和人工湿地内种植的各类水生植物可以绿化环境。当人工湿地内种植的生物达到一定的规模后，相当于增加了城市的绿化面积，对环境的保护起到积极作用，且可以成为城市的一个景观，作为旅游用途使用。

3.2 人工湿地污水处理技术的不足

（1）受季节影响大。人工湿地中种植的水生生物很大程度上决定污水处理效果的好坏，而水生生物的生长时具有季节性的。因此，季节对人工湿地处理系统的影响十分明显，直接决定人工湿地系统能否对污水有效的处理。另外，在北方地区，冬季的气温较低，会使人工湿地中的水产生冰冻的现象，这会直接影响人工湿地的正常运行和降低人工湿地对污水的处理效果。

（2）占地面积大。人工湿地对污水的处理效果好坏还有一个重要的因素，那就是人工湿地的占地面积。当人工湿地面积越大时，污水处理的速度和处理效果会大大提高。当人工湿地面积越小时，污水处理的时间也会比原来长，造成处理速度慢的情况。

（3）容易出现饱和现象。人工湿地能够有效去除水中的污染物，但是随着人工湿地使用时间的增长，会造成人工湿地的污水中累积大量的污染物，超过的人工湿地设计时的处理能力和水体自然的净化能力，造成人工湿地运行不正常，无法有效的对污水进行处理。

4 展望

人工湿地生态系统在污水处理中的应用证明，其具有投资少、操作简单、维护方便等优点，且符合国家的节能环保政策，应用前景十分广阔。目前，我国对于人工湿地技术的研究也越来越多，希望进一步的提高人工湿地系统对污水的处理效率，优化改良现有的技术参数，保证长期运行的可靠性。

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