人工湿地污水处理案例

第一篇：人工湿地污水处理案例

芦苇人工湿地处理污水

摘要: 本文叙述了芦苇人工湿地污水处理技术的分类、特点及其在国内外的研究与应用进展。介绍了复合式芦苇湿地、新型芦苇床填料等相关的新技术，具体讲述了利用芦苇人工湿地处理城镇和农村生活污水。

关 键 词：

芦苇;人工湿地;城镇污水处理;农村污水处理

一、芦苇人工湿地的起源与发展

1953 年， 德国的Dr.Kathe Seidel 在其研究工作中发现芦苇能去除大量有机和无机物。Dr. Seidel 通过进一步实验发现一些污水中的细菌在通过种植的芦苇时消失(大肠菌、肠球菌、沙门氏菌)，实验还表明芦苇能从水中去除重金属和碳水化合物。1974 年德国建成了第一个芦苇人工湿地。上个世纪

八、九十年代芦苇人工湿地在世界上许多国家得到快速发展，已有数百座芦苇人工湿地系统投入使用。 芦苇已是国际上公认的人工湿地处理污水的首选植物。目前世界各国正投入大量人力和物力研究、应用芦苇湿地，并不断改进芦苇人工湿地技术。

二、芦苇人工湿地组成

(一)、主要成分

1、 具有各种透水性的基质(如土壤、砂、砾石)，基质为植物提供物理支持，为各种复杂离子、化合物提供反应界面，为微生物提供附着。

2、 适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物芦苇，对污水中污染物质的吸收利用、吸附和富集作用。

3、 生物种群，对污水中污染物质的吸收利用、吸附和富集作用。

(二)主要植物形式

人工湿地根据湿地中主要植物形式可分为：浮生植物系统;挺水植物系统;沉水植物系统。浮水植物主要用于N、P 去除和提高传统稳定塘效率。沉水植物系统还处于实验室阶段，其主要应用领域为初级处理和二级处理后的精处理。目前一般所指的人工湿地系统都是指挺水植物系统，挺水植物中芦苇应用最为广泛。

(三)主要工艺流程形式

芦苇人工湿地系统一般作为二级生物处理工艺应用，工艺流程有多种形式，其中常用的有4种(见图1) ：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式。

- 1可向地下部分输氧，根和根状茎向基质中输氧,因此可向根际中好氧和兼氧微生物提供良好环境。 芦苇的根可松动土壤，死后可留下相互连通的孔道和有机物。 无论土壤最初的孔隙率如何，芦苇可稳定根际的导水性相当于粗砂2～5 年。

四、人工芦苇湿地处理城市生活污水

(一)芦苇生长未受不良的影响

由于城市污水含有芦苇生长的氮磷等营养物质,为芦苇的生长提供了良好的肥源，使芦苇增产10. 4 %，同时第2 年的后效观察芦苇仍然生长良好，比对照增产14. 3 %。

(二)芦苇具有较强的净化作用

由于芦苇湿地系统对污水中的有害物质有较强的去除作用，处理后的水质分别达到GB8978 —1996 第二类污染物最高允许排放浓度的Ⅰ、Ⅱ、Ⅰ级标准。并且各物质的去除效果随芦苇生育期、负荷量和温度的变化而变化，但BOD5 未受影响。这主要是由于污水在芦苇湿地系统中通过物理沉淀、过滤、吸附、芦苇根系的吸收和土壤微生物的综合作用而去除。

(三)灌溉城市污水对土壤未造成不良的影响

污水处理后，土壤营养成分的增加起到了培肥土壤和促进芦苇生长的作用，说明城市污水是一种良好的富营养的淡水资源，同时通过芦苇的吸收作用，使土壤中盐离子减少，降低了土壤的碱化度。

(四)栽培芦苇净化污水具有广泛的应用前景 城市污水是一种肥水，可为芦苇的生长提供水肥资源,促进芦苇的生长发育，提高芦苇产量，为造纸工业提供原材料产生经济效益。同时又使污水得以最佳的综合利用，缓解因淡水不足对芦苇生长的影响，彻底消除了水污染，达到环境效益和社会效益的统一，为经济的发展创造了新的增长点。因此，推广芦苇湿地生态系统处理城市污水，开发水资源，是实现污水处理无害化、资源化的重要途径，是解决水资源短缺的重要技术措施。

五、人工芦苇湿地处理农村生活污水

(一)农村生活污水来源

农村生活污水是广大村镇地区面源污染的重要来源。农村地区的生活污水量少、分散、远离排污管网，污水一般不经任何处理直接排入河流湖泊。由于农村地区水环境容量小，长期使用化肥使生活污水中氮磷含量高，加剧了水环境的污染，引起了严重的水体富营养化现象。农村生活污水的处理已经成为控制面源污染急待解决的问题。目前，对化肥废水的处理是控制水体富营养化的重要手段，芦苇人工湿地对化肥废水的处理效果较好，而且投资小，并具有显著的生态环境效益，尤其适合于农村面源污染控制的特点，适合我国国情和广大农村地区水环境污染状况。

由于大量农药化肥的使用和农村生活污水的无序排放，目前农村很多河流和湖泊都出现了不同程度的水质恶化，有些水体已出现明显的富营养化。解决好面源污染为主的农村污水处理问题是当前建设新农村的一项重要任务，寻找一种经济可行的农村污水处理工艺是急待解决的问题。0

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八、芦苇人工湿地应用前景

(一)国外现状

在欧洲等发达国家，每个国家都有几百个人工湿地系统在运行，美国在1988 年至1993 年间就建起了几百个人工湿地系统，绝大多数系统种植有芦苇，发展速度比较快。

(二)我国现状

从1987 年天津环保所建成我国第一个占地6hm2，处理规模为1 400 m3/ d 芦苇人工湿地起，迄今在我国北京、南京、深圳、成都、沈阳、杭州等地从南到北，已有不少城市建立了芦苇人工湿地污水处理系统。这些系统运行以来，产生了良好的经济和社会效益，为我国环境保护做出了贡献。相比国外而言，芦苇人工湿地在我国的发展速度比较慢。

芦苇人工湿地投资少，出水水质好，操作简单，维护和运行费用低廉、有很好的经济价值，芦苇在我国又普遍适应生长。在我们这样地域辽阔、经济、技术发展水平不高、能源短缺的国家，研究并大力推广芦苇人工湿地污水处理技术具有非常重要的意义。芦苇人工湿地污水处理技术使人们向污水处理的终极追求目标逼近，芦苇人工湿地污水处理技术在我国必然有极其广阔的应用前景。

- 51042. [6 ]池金坪， 安丽. 农村生活污水处理实用技术新进展[J ] . 云南环境科学，2004 ,23(4) :833.

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第二篇：人工湿地生活污水处理技术

(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。

6.对不耐寒的植物在冬季来临之前要做好防冻措施或及时收割。

第三篇：人工湿地生活污水处理技术

技术概述

(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。

6.对不耐寒的植物在冬季来临之前要做好防冻措施或及时收割。

第四篇：人工湿地处理生活污水推广手册

人工湿地效果图

一、 公司简介

湖南清之源环保科技有限公司成立于2001年，是一家科技创新型环保企业。经营范围为：环保设备专业研发、设计、制造与销售;环保工程专项设计、专业承包与运营;生态建设和环境工程技术项目的可行性论证、技术预测、专题技术调查、工艺技术设计等技术咨询服务;水处理剂的研发与销售。公司拥有环境工程专项设计乙级资质、环保工程专业承包叁级资质、危险化学品经营许可证、环境污染治理设施运营证、安全生产许可证，为湖南省环境保护产业协会常务理事单位。公司与湖南大学、中南林业科技大学、长沙环境保护职业技术学院等高等院校建立长期的产学研合作关系。

我们将本着“用户至上”的宗旨及“重质量、讲信誉、高效率”的原则，以先进设备和雄厚的技术力量为依托，根据用户要求，量身定制，完善设计，为客户提供最优的方案和最好的服务。真诚期待社会各界的关心与指导，共创美好明天。

二、 人工湿地简介

人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。

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。

三、 人工湿地原理

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植物的作用。

四、 人工湿地分类

人工湿地的核心技术是潜流式湿地。一般由两级湿地串联，处理单元并联组成。湿地中根据处理污染物的不同而填有不同介质，种植不同种类的净化植物。

水通过基质、植物和微生物的物理、化学和生物的途径共同完成系统的净化，对BOD、COD、TSS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率;此外该工艺独有的流态和结构形成的良好的硝化与反硝化功能区对TN、TP、石油类的去除明显优于其他处理方式。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。

潜流式人工合成湿地的形式分为垂直流潜流式人工湿地和水平流潜流式人工湿地。利用湿地中不同流态特点净化进水。经过潜流式湿地净化后的河水可达到地表水Ⅲ类标准，再通过排水系统排放。

快渗人工湿地填料系统图

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专利介质层，达到净化的目的。垂直流潜流式湿地具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景观规划使用。

垂直流剖面图

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。

水平流剖面图

沟渠型人工湿地：沟渠型湿地床包括植物系统、介质系统、收集系统。主要对雨水等面源污染进行收集处理，通过过滤、吸附、生化达到净化雨水及污水的目的。是小流域水质治理、保护的有效手段。

五、 人工湿地植物种类：

1、漂浮植物：水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。

2、根茎、球茎及种子植物：睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。

3、挺水草本植物：芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等

4、沉水植物类型以及其它类型的植物

六、人工湿地维护与管理

1、人工湿地污水处理系统已经完工投入使用，且污水处理系统暂无生活污水接入，因此，建议后续维护期分两个阶段维护：

2、第一阶段，无生活污水接入运行管理。

(1)气温炎热，需要定期对已经完成栽种的人工湿地水生植物进行补水和浇水作业;

(2)定期检查水生植物生长状况，及时补种和修枝剪叶;

(3)水生植物初现成活，需要及时补充营养，病虫害防治，确保水生植物

能够正常新陈代谢以及水声植物根系繁衍。

3、第二阶段，有生活污水接入的运行管理：

污水湿地处理的运行管理主要包括设施管理、田间管理和水质监控3个方面。其中设施管理主要预防人为损毁，以及生活杂物倾入到人工湿地的管理。湿地管理主要是对人工湿地植物的维护。

(1)设施管理：人工湿地投入使用时，需要预防人为损毁，以及生活垃圾杂物倾倒，影响人工湿地植物生长且有碍感观;

(2)植物管理：种植和生长管理。种植后浇水保持湿度，待发芽长高后不断提高水深，以不淹没芽顶为限。为促使根系发育和主根扎深，应周期性作业。在污水湿地中，污水中含有丰富的营养素。水生植物要经历出芽、生长、孕穗、开花和茎的成熟等阶段。

(3)修枝剪叶:修剪换季节植物茎叶，修剪掉的茎叶连同吸收的营养物和其它成分从湿地中移出，促使水生植物生根和维持下生长和吸收、净化污水中污染物的作用。还要及时清理落下的残枝败叶，并平整土地，铲除凸起部分，填平沟道。

( 4 )病虫害防治:人工湿地是近年来全球生态环境保护的热点，它们对于生活污水净化、调节人居环境、降解多种污染物具有重要作用。但人工湿地规模小，生态平衡能力弱，易发生植物病虫害问题，特别是在湿地运行初期应注意采取相应的防治措施。

( 5 )水质管理：人工湿地可以对生活污水中的多种污染物具有降解作用，对人工湿地系统的进水和出水水质需要做到有序有效的管理。进水确保水量适宜，水质稳定。出水确定达到污水处理排放国家标准。

六、小结

湿地生态系统服务不仅包括为人类所提供的食物、医药及其他工农业生产的原料，更重要的是支撑与维持了地球的生命支持系统，维持生命物质的生物地球化学循环与水文循环，维持生物物种与遗传多样性，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定。湿地具有调节区域气候的功能。湿地水分蒸发和湿地植被叶面的蒸腾作用，可使附近区域的温度降低、湿度增大、降雨量增加，对周边区域的气候具有明显的调节作用，对当地农业生产和人民生活具有良好的作用。

第五篇：人工湿地污水处理技术研究进展

[摘要]文章对人工湿地污水处理技术国内外研究现状进行了概述，阐述了人工湿地污水处

理技术主要研究内容及进展，包括人工湿地对污染物的去除机理、去除效率研究，影响人工湿地处理效率的因素研究。根据人工湿地在污水处理中的研究和应用现状，指出了今后的研究 方向。

[关键词]人工湿地;污水处理;研究进展

[中图分类号]X52 [文献标识码]C [文章编号]1002-0624(2011)06-0052-03 湿地是地球上水陆生态系统中独特的、重要的生物生存环境和最富生物多样性的自然生态景观之一。它在抵御洪水、调节径流、改善气候、控制污染、美化环境和维护区域生态平衡等方面具有非常重要的作用，被誉为“自然之肾”。

1 国内外研究现状概述

1953 年，德国Max Planck 研究所的Dr.Kathe Seidel 博士在研究中发现芦苇能够去除污水中大量的有机和无机物质，随后开发出Max—Planck Institute Process 系统。1977 年由 Kickuth 提出了“根区法”(采用栽种芦苇的水平潜流湿地使有机物降解，硝化反硝化去除N， 沉淀去除P)，标志着人工湿地污水处理机理的初步萌芽。与此同时，美国的国家空间技术实验室研究开发了“厌氧微生物和芦苇处理污水”复合系统。此后，人工湿地处理污水技术不断完善，并于20 世纪80，90 年代在欧洲、美国、加拿大、日本等地得到了广泛的应用。

按照工程设计和水体流态的差异，人工湿地污水处理系统可以分为表面流湿地、水平潜流湿地和垂直流湿地3 种主要类型，各类型在运行、控制等方面的诸多特征存在着一定的差异。其中，表面流湿地不需要砂砾等物质作填料，造价较低，但水力负荷较低，该类型在美国、加拿大、新西兰、瑞典等国有较多分布。水平潜流湿地的保湿性较好，对有机物和重金属等去除效果好，受季节影响小，目前在欧洲、日本应用较多。垂直流湿地综合了前两者的特点，但其建造要求较高，至今尚未广泛使用。早期的人工湿地主要用于处理城市生活污水或二级污水处理厂出水，目前已被国内外许多学者或工程技术人员，经过工艺改进或者与其他系统进行组合后用于农业面源污染、城市或公路径流等非点源污染的治理[2]。此外，最近发达国家已经将重点转移到利用人工湿地处理特殊工业废水方面。将人工湿地用于处理特殊工业废水，这是人工湿地未来发展的一个新特点和趋向[3]。

我国进行湿地处理系统研究较晚，在“七五”期间才开始了人工湿地研究工作，仍处于起步阶段。目前人工湿地的研究和应用正方兴未艾。继天津市环保所建成的我国第一个芦苇湿地工程之后，1989 年于北京昌平区、1990 年于深圳白泥坑等地建成了湿地处理系统示范工程，效果良好(BOD去除率90%，COD去除率80.47%，SS去除率93%)[4]。1990 年，国家环保局华南环保所与深圳东深供水局建立了人工湿地示范工程，处理规模为3 100m3/d，其出水达到了二级处

理水平。1999 年，漳州市天宝造纸厂因地制宜，利用荒废的低洼地建造小型水葫芦—水草人工湿地，进行厂外废水治理，处理后出水灌溉香蕉园，实现了废水不外排，具有农业生态特征的废水治理模式，为我国乡镇造纸企业废水治理提供了有益的参考。2002 年，日处理污水50 000 m3 的人工湿地污水处理厂在江苏泅洪县竣工,深圳市、沈阳市、上海市也在开展积极的设计、规划工作。

2 研究内容

2.1 人工湿地污染物的去除机理

人工湿地污染物的去除机理研究仍处于起步阶段，人工湿地污水处理普遍认同的机理是硝化反硝化去除N，沉淀去除P 的概括性描述，进一步研究难度很大，因为涉及到生物、物理、化学等多个学科，而且难以从微观角度定量化。

去除机理主要包括微生物、植物、土壤对污染物的去除机理。人工湿地有机物降解的基础机制是微生物的硝化和反硝化活动，丰富的微生物资源为湿地污水处理系统提供了足够的分解者。湿地植物对氮的去除主要通过以下途径：氨的挥发作用、NH4+的阳离子交换作用、吸收、硝化和反硝化作用等。湿地植物对磷化物的处理除作为营养成分吸收外，还可以通过在苗床基质中的吸附、络合和沉淀反应来去除。湿地土壤对有毒物质的“净化”机理，主要是通过沉淀作用、吸附与吸收作用、离子交换作用、氧化还原作用和代谢分解作用等途径实现的。

2.2 人工湿地处理污水的效率

1)对有机物的去除效率。综合国内外有关学者对人工湿地净化城市污水的研究数据，在进水浓度较低的情况下，人工湿地对BOD5 的去除率可达85%～95%，对COD 的去除率可达80%，处理出水BOD5 的浓度在10 mg/L 左右，SS 小于20mg/L[5]。

2)对氮的去除效率。废水中的氮以无机氮和有机氮两种形式存在，无机氮可以被人工湿地中的植物吸收，合成植物蛋白质，植物的收割对湿地系统除氮有直接贡献，但这一部分氮仅占总氮量的8%～16%。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。目前人工湿地系统TN 去除率不高的主要原因是硝化-反硝化途径不畅通，提高氮的去除率最重要的是提高湿地系统中的硝化作用强度。还有研究发现，人为提高湿地中BOD与NO3-N 之比(如添加秸秆或甲醇)，氮的去除率会大幅度提高，能从30%左右上升至80%～90%，原因是BOD∶NO3-N 的比值太低时不利于反硝化作用的进行，当比值上升到2.3 时，反硝化率达到最大值。

3)对磷的去除效率。在人工湿地中磷主要是通过基质的吸附、络合及与Ca，Al，Fe 和土壤颗粒的沉淀反应及泥炭累积，植物的吸收，微生物去除等作用而去除。据资料显示，人工湿地对各种类型污水中的TP 的去除率为47.0%～97.2%[6]。

2.3 影响人工湿地处理效率的因素

1)人工湿地的类型。人工湿地的类型不同对不同污染物的去除效率也有差异。水平潜流湿地对BOD，COD 等有机物和重金属的去除效果较好，垂直流湿地对氮、磷的去除效果较好，表面流型湿地的处理效果一般。但如果将表面流型与潜流型、表面流型与垂直流型结合起来的复合

湿地，去污效率会进一步提高[7]。

2)湿地植物种类。一般来说，植物的生物量较大、根系比较发达、根系的输氧能力比较强的话，其净化能力就比较强[7]。其次，不同的植物对污染物的去除速率也不相同，日本学者对不同的植物去除氮和磷的速率进行了研究。

3)基质类型。一般来说，含有机质丰富的基质有助于吸附各种污染物;土壤基质的去污能力不如砾石基质[3];含CaCO3较多的石灰石基质可以有效地去除磷，沸石-石灰石组合的基质可以有效地去除TN，TP [6];煤渣-草炭基质对磷具有较强的吸附能力，在不种植湿地植物的情况下对TP 的去除率可达到77.6%～85.0%，可以作为垂直流人工湿地系统的特殊基质;花岗岩-粘性土壤基质能高效地去除污水中的磷，对TP 的去除能力可达90%[5]。

4)湿地中微生物种类和数量。废水中各类污染物的去除与湿地系统中生长的微生物种类和数量有关，相关系数的大小可以反映某一类微生物对某一类污染物的去除能力。不同微生物与BOD和COD 的去除率之间均有明显的相关性，说明人工湿地微生物系统对BOD 和COD 去除率的贡献;废水中NH4-N 的去除与硝化细菌和反硝化细菌都有明显的相关性，说明硝化和反硝化作用是人工湿地系统去除氮的主要方式;废水中磷的去除与湿地中的各类微生物均不具有明显的相关性，这说明微生物不是人工湿地系统中去除的磷主要因素;废水中总大肠杆菌的去除与放线菌和原生动物的数量有明显的相关性，这说明人工湿地系统中的放线菌和原生动物是去除大肠杆菌的主要作用者[6]。

5)环境因子的影响与管理措施。温度、水力停留时间、水力负荷、湿地的运行管理等均会对人工湿地的去污效果产生影响。水温在20～25 ℃时生物去污的效果最好，低于10 ℃时，处理效果会明显下降。因此，夏天的处理效果会好于冬天[9]。有研究表明，细菌的反硝化作用受温度影响，在10～30℃范围内，高温有利于反硝化。但温度高于30 ℃，则会对硝化反硝化过程产生抑制作用[7]。也有研究发现，当湿地运作一段时间(如3 年)后，去污效果基本不再受环境因子(如温度、污水流量等)影响。

3 人工湿地污水处理技术研究展望

1)进一步加强人工湿地处理污水机理的研究。人工湿地处理污水的机理非常复杂，设计的范围也很广。目前，虽然有些机理研究已经得到初步的认可，但仍然存在很多问题需要进一步研究，如污水中的有机污染物、无机污染物、金属污染物的去除过程与机理;根际微生态系统的综合作用;有机物、无机化合物和金属离子在湿地系统内的相互作用及其对植物、微生物和土壤的影响等[9]。

2)人工湿地处理农村污水示范研究。人工湿地在解决我国农业面源污染和农村生活污水方面具有独特的优势，应加大人工湿地处理农村污水示范研究，探讨适合我国国情的农村污水处理方式，并通过集成示范，查找技术中存在的问题，为进一步大范围推广打下良好的基础，

3)湿地系统优化运用研究。①加强湿地植物的筛选工作，选择一些耐污能力强，去污效果好的湿地植物，同时加强多种植物的合理搭配的研究。

②重点研究在提高人工湿地氧化硝化能力的同时如何提高其反硝化能力，解决硝态氮的高效去除问题。③填料的类型直接影响湿地系统的净化能力，尤其是对磷的去除。加强填料的筛选

和如何防止填料堵塞，是今后应该优先考虑的工作。

4 结语

人工湿地系统是一个完整的人造生态系统，它形成了良好的生态循环，不仅具有较好的污水净化效果，而且具有较好的生态和经济效益。目前发达国家已用人工湿地处理各种类型的废水，发展中国家发展也应大力发展人工湿地技术，在我国该项技术将会得到越来越广的应用。

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