【正文】 ocess 系統(tǒng)。1977 年由 Kickuth 提出了“根區(qū)法”(采用栽種蘆葦?shù)乃綕摿鳚竦厥褂袡C(jī)物降解，硝化反硝化去除N，沉淀去除P)，標(biāo)志著人工濕地污水處理機(jī)理的初步萌芽。與此同時(shí)，美國的國家空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)了“厭氧微生物和蘆葦處理污水”復(fù)合系統(tǒng)。此后，人工濕地處理污水技術(shù)不斷完善，并于20 世紀(jì)80，90 年代在歐洲、美國、加拿大、日本等地得到了廣泛的應(yīng)用。按照工程設(shè)計(jì)和水體流態(tài)的差異，人工濕地污水處理系統(tǒng)可以分為表面流濕地、水平潛流濕地和垂直流濕地3 種主要類型，各類型在運(yùn)行、控制等方面的諸多特征存在著一定的差異。其中，表面流濕地不需要砂礫等物質(zhì)作填料，造價(jià)較低，但水力負(fù)荷較低，該類型在美國、加拿大、新西蘭、瑞典等國有較多分布。水平潛流濕地的保濕性較好，對(duì)有機(jī)物和重金屬等去除效果好，受季節(jié)影響小，目前在歐洲、日本應(yīng)用較多。垂直流濕地綜合了前兩者的特點(diǎn)，但其建造要求較高，至今尚未廣泛使用。早期的人工濕地主要用于處理城市生活污水或二級(jí)污水處理廠出水，目前已被國內(nèi)外許多學(xué)者或工程技術(shù)人員，經(jīng)過工藝改進(jìn)或者與其他系統(tǒng)進(jìn)行組合后用于農(nóng)業(yè)面源污染、城市或公路徑流等非點(diǎn)源污染的治理[2]。此外，最近發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到利用人工濕地處理特殊工業(yè)廢水方面。將人工濕地用于處理特殊工業(yè)廢水，這是人工濕地未來發(fā)展的一個(gè)新特點(diǎn)和趨向[3]。我國進(jìn)行濕地處理系統(tǒng)研究較晚，在“七五”期間才開始了人工濕地研究工作，仍處于起步階段。目前人工濕地的研究和應(yīng)用正方興未艾。繼天津市環(huán)保所建成的我國第一個(gè)蘆葦濕地工程之后，1989 年于北京昌平區(qū)、1990 年于深圳白泥坑等地建成了濕地處理系統(tǒng)示范工程，效果良好（BOD去除率90%，%，SS去除率93%）[4]。1990 年，國家環(huán)保局華南環(huán)保所與深圳東深供水局建立了人工濕地示范工程，處理規(guī)模為3 100m3/d，其出水達(dá)到了二級(jí)處理水平。1999 年，漳州市天寶造紙廠因地制宜，利用荒廢的低洼地建造小型水葫蘆—水草人工濕地，進(jìn)行廠外廢水治理，處理后出水灌溉香蕉園，實(shí)現(xiàn)了廢水不外排，具有農(nóng)業(yè)生態(tài)特征的廢水治理模式，為我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)造紙企業(yè)廢水治理提供了有益的參考。2002 年，日處理污水50 000 m3 的人工濕地污水處理廠在江蘇泅洪縣竣工,深圳市、沈陽市、上海市也在開展積極的設(shè)計(jì)、規(guī)劃工作。研究內(nèi)容 人工濕地污染物的去除機(jī)理人工濕地污染物的去除機(jī)理研究仍處于起步階段，人工濕地污水處理普遍認(rèn)同的機(jī)理是硝化反硝化去除N，沉淀去除P 的概括性描述，進(jìn)一步研究難度很大，因?yàn)樯婕暗缴?、物理、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科，而且難以從微觀角度定量化。去除機(jī)理主要包括微生物、植物、土壤對(duì)污染物的去除機(jī)理。人工濕地有機(jī)物降解的基礎(chǔ)機(jī)制是微生物的硝化和反硝化活動(dòng)，豐富的微生物資源為濕地污水處理系統(tǒng)提供了足夠的分解者。濕地植物對(duì)氮的去除主要通過以下途徑：氨的揮發(fā)作用、NH4+的陽離子交換作用、吸收、硝化和反硝化作用等。濕地植物對(duì)磷化物的處理除作為營養(yǎng)成分吸收外，還可以通過在苗床基質(zhì)中的吸附、絡(luò)合和沉淀反應(yīng)來去除。濕地土壤對(duì)有毒物質(zhì)的“凈化”機(jī)理，主要是通過沉淀作用、吸附與吸收作用、離子交換作用、氧化還原作用和代謝分解作用等途徑實(shí)現(xiàn)的。 人工濕地處理污水的效率1）對(duì)有機(jī)物的去除效率。綜合國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者對(duì)人工濕地凈化城市污水的研究數(shù)據(jù)，在進(jìn)水濃度較低的情況下，人工濕地對(duì)BOD5 的去除率可達(dá)85%～95%，對(duì)COD 的去除率可達(dá)80%，處理出水BOD5 的濃度在10 mg/L 左右，SS 小于20mg/L[5]。2）對(duì)氮的去除效率。廢水中的氮以無機(jī)氮和有機(jī)氮兩種形式存在，無機(jī)氮可以被人工濕地中的植物吸收，合成植物蛋白質(zhì)，植物的收割對(duì)濕地系統(tǒng)除氮有直接貢獻(xiàn)，但這一部分氮僅占總氮量的8%～16%。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起著重要作用。目前人工濕地系統(tǒng)TN 去除率不高的主要原因是硝化反硝化途徑不暢通，提高氮的去除率最重要的是提高濕地系統(tǒng)中的硝化作用強(qiáng)度。還有研究發(fā)現(xiàn)，人為提高濕地中BOD與NO3N 之比（如添加秸稈或甲醇），氮的去除率會(huì)大幅度提高，能從30%左右上升至80%～90%，原因是BOD∶NO3N 的比值太低時(shí)不利于反硝化作用的進(jìn)行， 時(shí)，反硝化率達(dá)到最大值。3)對(duì)磷的去除效率。在人工濕地中磷主要是通過基質(zhì)的吸附、絡(luò)合及與Ca，Al，F(xiàn)e 和土壤顆粒的沉淀反應(yīng)及泥炭累積，植物的吸收，微生物去除等作用而去除。據(jù)資料顯示，人工濕地對(duì)各種類型污水中的TP %～%[6]。 影響人工濕地處理效率的因素1）人工濕地的類型。人工濕地的類型不同對(duì)不同污染物的去除效率也有差異。水平潛流濕地對(duì)BOD，COD 等有機(jī)物和重金屬的去除效果較好，垂直流濕地對(duì)氮、磷的去除效果較好，表面流型濕地的處理效果一般。但如果將表面流型與潛流型、表面流型與垂直流型結(jié)合起來的復(fù)合濕地，去污效率會(huì)進(jìn)一步提高[7]。2）濕地植物種類。一般來說，植物的生物量較大、根系比較發(fā)達(dá)、根系的輸氧能力比較強(qiáng)的話，其凈化能力就比較強(qiáng)[7]。其次，不同的植物對(duì)污染物的去除速率也不相同，日本學(xué)者對(duì)不同的植物去除氮和磷的速率進(jìn)行了研究。3）基質(zhì)類型。一般來說，含有機(jī)質(zhì)豐富的基質(zhì)有助于吸附各種污染物；土壤基質(zhì)的去污能力不如礫石基質(zhì)[3]；含CaCO3較多的石灰石基質(zhì)可以有效地去除磷，沸石石灰石組合的基質(zhì)可以有效地去除TN，TP [6]；煤渣草炭基質(zhì)對(duì)磷具有較強(qiáng)的吸附能力，在不種植濕地植物的情況下對(duì)TP %～%，可以作為垂直流人工濕地系統(tǒng)的特殊基質(zhì)；花崗巖粘性土壤基質(zhì)能高效地去除污水中的磷，對(duì)TP 的去除能力可達(dá)90%[5]。4）濕地中微生物種類和數(shù)量。廢水中各類污染物的去除與濕地系統(tǒng)中生長的微生物種類和數(shù)量有關(guān)，相關(guān)系數(shù)的大小可以反映某一類微生物對(duì)某一類污染物的去除能力。不同微生物與BOD和COD 的去除率之間均有明顯的相關(guān)性，說明人工濕地微生物系統(tǒng)對(duì)BOD 和COD 去除率的貢獻(xiàn)；廢水中NH4N 的去除與硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌都有明顯的相關(guān)性，說明硝化和反硝化作用是人工濕地系統(tǒng)去除氮的主要方式；廢水中磷的去除與濕地中的各類微生物均不具有明顯的相關(guān)性，這說明微生物不是人工濕地系統(tǒng)中去除的磷主要因素；廢水中總大腸桿菌的去除與放線菌和原生動(dòng)物的數(shù)量有明顯的相關(guān)性，這說明人工濕地系統(tǒng)中的放線菌和原生動(dòng)物是去除大腸桿菌的主要作用者[6]。5）環(huán)境因子的影響與管理措施。溫度、水力停留時(shí)間、水力負(fù)荷、濕地的運(yùn)行管理等均會(huì)對(duì)人工濕地的去污效果產(chǎn)生影響。水溫在20～25 ℃時(shí)生物去污的效果最好，低于10 ℃時(shí)，處理效果會(huì)明顯下降。因此，夏天的處理效果會(huì)好于冬天[9]。有研究表明，細(xì)菌的反硝化作用受溫度影響，在10～30℃范圍內(nèi)，高溫有利于反硝化。但溫度高于30 ℃，則會(huì)對(duì)硝化反硝化過程產(chǎn)生抑制作用[7]。也有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)濕地運(yùn)作一段時(shí)間（如3 年）后，去污效果基本不再受環(huán)境因子（如溫度、污水流量等）影響。人工濕地污水處理技術(shù)研究展望1）進(jìn)一步加強(qiáng)人工濕地處理污水機(jī)理的研究。人工濕地處理污水的機(jī)理非常復(fù)雜，設(shè)計(jì)的范圍也很廣。目前，雖然有些機(jī)理研究已經(jīng)得到初步的認(rèn)可，但仍然存在很多問題需要進(jìn)一步研究，如污水中的有機(jī)污染物、無機(jī)污染物、金屬污染物的去除過程與機(jī)理；根際微生態(tài)系統(tǒng)的綜合作用；有機(jī)物、無機(jī)化合物和金屬離子在濕地系統(tǒng)內(nèi)的相互作用及其對(duì)植物、微生物和土壤的影響等[9]。2）人工濕地處理農(nóng)村污水示范研究。人工濕地在解決我國農(nóng)業(yè)面源污染和農(nóng)村生活污水方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)加大人工濕地處理農(nóng)村污水示范研究，探討適合我國國情的農(nóng)村污水處理方式，并通過集成示范，查找技術(shù)中存在的問題，為進(jìn)一步大范圍推廣打下良好的基礎(chǔ)，3）濕地系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)用研究。①加強(qiáng)濕地植物的篩選工作，選擇一些耐污能力強(qiáng)，去污效果好的濕地植物，同時(shí)加強(qiáng)多種植物的合理搭配的研究。②重點(diǎn)研究在提高人工濕地氧化硝化能力的同時(shí)如何提高其反硝化能力，解決硝態(tài)氮的高效去除問題。③填料的類型直接影響濕地系統(tǒng)的凈化能力，尤其是對(duì)磷的去除。加強(qiáng)填料的篩選和如何防止填料堵塞，是今后應(yīng)該優(yōu)先考慮的工作。結(jié)語人工濕地系統(tǒng)是一個(gè)完整的人造生態(tài)系統(tǒng)，它形成了良好的生態(tài)循環(huán)，不僅具有較好的污水凈化效果，而且具有較好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。目前發(fā)達(dá)國家已用人工濕地處理各種類型的廢水，發(fā)展中國家發(fā)展也應(yīng)大力發(fā)展人工濕地技術(shù)，在我國該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)得到越來越廣的應(yīng)用。［參考文獻(xiàn)］［1］Hammer D wetlands for wastewater treatment ［M］.Michigan:Lewis Publishers ，05.［2］Li S R，Ding T，Wang beds treatment form unicipalan dindustrial wastewater in Beijing［J］.Journal Institution Water Environ Manage，1995，9（6）：581588.［3］Davies T H，Cottingham P D,Bavor H J，Mitchell D use of constructed wetlands for treating industrial effluent［J］.Water Science and Technology，1994，29（4）：227232.［4］GreenMB，Martin J reed beds clean up storm over flows on small waste water treatment works［J］.Water ，68（6）：10541060.［5］姜翠玲，［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2004，21（5）：471473.［6］Batty LC，Atkin L， of the ecological potential of minewater treatment wetlands using a baseline survey of macroinvertebrate munities［J］.Environmental Pollution，2005，138：412419.［7］白曉慧，王寶貞，［J］.哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，32（6）：8892.［8］彭超英，朱國洪，［J］.重慶環(huán)境科學(xué)，2000，22（6）：4345.［9］徐麗花，［J］.上海環(huán)境科學(xué)，2002，21（10）：603605.第五篇：人工濕地生活污水處理技術(shù)人工濕地生活污水處理技術(shù)(一)基本概念人工濕地實(shí)質(zhì)是一個(gè)綜合生態(tài)系統(tǒng)，主要應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)共生物種的能量和物質(zhì)循環(huán)的再生作用，在促進(jìn)廢水中污染物良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源生產(chǎn)潛力，獲得污水處理與資源化的最佳效益，防止污水對(duì)環(huán)境造成二次污染。(二)技術(shù)原理人工濕地污水處理技術(shù)的原理是通過人工建造和控制來運(yùn)行與沼澤地類似的地面，將污水有控制地投配到濕地上，使污水在濕地土壤縫隙和表面沿一定方向流動(dòng)的過程中，利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其生態(tài)系統(tǒng)的作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、氧化還原、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的其他作用等。(三)系統(tǒng)分類人工濕地處理系統(tǒng)可以分為以下幾種類型：自由水面人工濕地處理系統(tǒng)、潛流型人工濕地處理系統(tǒng)、垂直水流型人工濕地處理系統(tǒng)等。系統(tǒng)去除的污染物范圍廣泛，包括N、P、SS、有機(jī)物、病原體等。在進(jìn)水濃度較低的條件下，人工濕地對(duì)BOD5的去除率可達(dá)85%～95%，COD去除率可達(dá)80%以上，出水中BOD5的濃度在10mg/L，SS小于20mg/L。廢水中大部分有機(jī)物作為異樣微生物的養(yǎng)分，最終被轉(zhuǎn)化為微生物有機(jī)體、CO2和H2O。(四)技術(shù)特點(diǎn)人工濕地處理系統(tǒng)同時(shí)具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合中、小型村莊生活污水的集中處理。(五)適用范圍，南北差異較大，北方大部分地區(qū)冬季溫度較低，難以維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行或保證污水處理效果。因此在選用該技術(shù)時(shí)，要選取合適的植物，并且要充分考慮項(xiàng)目地植物過冬問題。，根據(jù)各地土地充裕情況、居住方式和經(jīng)濟(jì)狀況而定。對(duì)于居住較為分散、土地寬裕的村莊，可選用分散式處理方式，以戶為單位，充分利用農(nóng)村零星空地，建設(shè)小規(guī)模濕地處理系統(tǒng)，可同時(shí)滿足凈化污水和美化環(huán)境的效果。集中式處理系統(tǒng)，更適宜于居住集中、土地有限的農(nóng)村，尤其是撤村并鎮(zhèn)和新建的農(nóng)村社區(qū)，各戶將污水通過管網(wǎng)或溝渠排入處理系統(tǒng)集中處理。，設(shè)計(jì)時(shí)可因地制宜。(六)注意事項(xiàng)采用人工濕地處理技術(shù)，主要注意以下幾點(diǎn)：，對(duì)于農(nóng)村地區(qū)濕地防滲可采用土工膜或三灰土夯實(shí)等簡(jiǎn)易實(shí)用的方法。濕地植物是濕地處理系統(tǒng)最明顯的生物特征，它是人工濕地的主要組成部分，在污水處理過程中起著重要作用。濕地植物選取時(shí)應(yīng)因地制宜，綜合考慮植物的以下特征：耐水、根系發(fā)達(dá)、多年生、耐寒、吸收氮、磷量大、兼顧觀賞性和經(jīng)濟(jì)性、要盡量選擇當(dāng)?shù)氐耐林N。目前，常用的有蘆葦、香蒲、菖蒲、美人蕉、風(fēng)車草、彩虹鳥、水竹、水蔥、大米草、鳶尾、蕨草、燈芯草等。濕地植物栽種最好在春季，植物容易成活。如果不是在春季栽種而在冬季，應(yīng)做好防凍措施，在夏季應(yīng)做好遮陽防曬?？傊鶕?jù)實(shí)際情況采取措施以確保栽種植物的成活率。，需要通過控制濕地的水位，促使植物根莖向下生長。，防止腐爛污染。