導(dǎo)語(yǔ)：濕地技術(shù)在污水處理與環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：近階段，處理工業(yè)污水，通常會(huì)采用人工濕地技術(shù)，人工濕地技術(shù)由于成本低、運(yùn)行和維護(hù)都非常簡(jiǎn)單被廣泛運(yùn)用到處理各行業(yè)污水中，使得有關(guān)設(shè)計(jì)指南和數(shù)據(jù)庫(kù)也逐漸提升起來(lái)。文章主要介紹了人工濕技術(shù)在污水處理與水環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，希望為相關(guān)人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：人工濕地；凈化機(jī)理；應(yīng)用范圍

1前言

當(dāng)前我國(guó)水質(zhì)型缺水已然變?yōu)橹萍s我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全方面發(fā)展與長(zhǎng)久發(fā)展的核心障礙。在目前污水處理區(qū)域中，活性污泥由于技術(shù)較為成熟，運(yùn)行平穩(wěn)，變?yōu)楫?dāng)前處理污水普遍運(yùn)用的主流工藝。當(dāng)時(shí)，活性污染處理系統(tǒng)仍然存在許多需要解決的問(wèn)題，如果只是一味的依靠傳統(tǒng)人工處理不容易解決水污染問(wèn)題，因此，運(yùn)用人工濕地處理技術(shù)為污水提供了全新的思路。

2人工濕地污染物凈化原理

一般情況下，人工濕地是經(jīng)過(guò)水體、基質(zhì)、水生植物、微生物以及腐殖化繁瑣的物理和化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)沉淀、過(guò)濾、吸附等方式達(dá)到水中許多懸浮物和有機(jī)金屬離子等物品將污染物去除。在SF系統(tǒng)與HF系統(tǒng)中，祛除懸浮固體都是在濕地進(jìn)口處完成的，主要通過(guò)物理過(guò)程進(jìn)行去除，例如：沉淀與過(guò)濾。當(dāng)懸浮固體和基質(zhì)、植物根系與莖部發(fā)生碰撞的過(guò)程就已經(jīng)將其過(guò)濾。所以，能將懸浮固體很快清除干凈。溶解性有機(jī)物一般是水中可生物降解顆粒性有機(jī)物經(jīng)過(guò)在系統(tǒng)中沉淀亦或過(guò)濾，溶解性有機(jī)物會(huì)傳至到四周植物莖部亦或根區(qū)以及基質(zhì)表面的生物膜上，根據(jù)溶解氧濃度的不相同，之后經(jīng)過(guò)好氧、缺氧以及厭氧的路徑進(jìn)行降解。濕地進(jìn)水中的氮主要存在的方式是有機(jī)氮與氨氮的方式存在的。去除氮主要是經(jīng)過(guò)微生物的氨化和硝化以及反硝的方式去除的。植物的吸收以及收割只有在低負(fù)荷人工濕地系統(tǒng)中對(duì)脫氮方可起到一定的作用。惰性氮會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的存在于碎屑的惰性成分中，如果平衡度高于規(guī)定值數(shù)值后，水中所含的氨氮將會(huì)將大氣中散發(fā)。和脫氮相似，植物的吸收和收割只能在低負(fù)荷人工濕地系統(tǒng)中對(duì)磷才能起到一定的作用，即使微生物會(huì)對(duì)吸收一些磷，但是死亡后又會(huì)重新釋放一些出來(lái)。對(duì)于磷來(lái)講意義不大。

進(jìn)行除磷主要采取的方式是通過(guò)基質(zhì)對(duì)磷的吸收并與其余金屬離子產(chǎn)生了化學(xué)沉積。金屬離子的去除路徑主要是植物的吸收與生物聚集的作用，基質(zhì)的吸收沉淀與金屬離子等形成硫化物的沉積。和以往污水處理工藝對(duì)比，濕地處理系統(tǒng)能在一定程度上很好的去除非常不容易降解的有機(jī)物，這與濕地中包含雜質(zhì)種類較多，且數(shù)量居多的微生物群有較為直觀的聯(lián)系。研究表明，水生植物的代謝作用與直接吸收針對(duì)較難分解的有機(jī)物去除有一定的作用。所以濕地系統(tǒng)可在一定程度上處理多種工業(yè)廢氣水。流出的水中細(xì)菌與寄生蟲卵的含量是較為主要的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)。濕地針對(duì)細(xì)菌與寄生蟲卵的去除機(jī)理有：根系分泌物對(duì)病原體有一定的滅活作用；在不好的條件下死亡；基質(zhì)層的沉積與過(guò)濾。水利的暫停時(shí)間，一般來(lái)講就是水利負(fù)荷對(duì)沉淀與過(guò)濾作用的影響非常大。

3使用區(qū)域

居民運(yùn)用人工濕地對(duì)污水進(jìn)行處理已經(jīng)有多年的歷史，眾多情況下，人工濕地可用來(lái)處理市政亦或生活污水的處理。由于每個(gè)國(guó)家與地區(qū)間的污染物溶度存在較大的差別。所以，一些文獻(xiàn)針對(duì)市政和生活污水進(jìn)水濃度的報(bào)道變化區(qū)域也非常大。值得注意的是，人工濕地能在一定程度上處理低濃度有機(jī)廢水。然而以往活性污泥去除法沒(méi)有辦法達(dá)到，所以，人工濕地逐漸被用以凈化城市污水廠二三級(jí)的處理，并且慢慢變?yōu)檫B續(xù)污水廠尾水和地表水的主要紐帶。當(dāng)前，人工濕地被大范圍的運(yùn)用在處理其余各種種類的廢水。其中人工濕地在工業(yè)廢水處理的使用區(qū)域涵蓋各個(gè)行業(yè)。各個(gè)行業(yè)的使用與工業(yè)廢水水質(zhì)差距較為明顯，并且很多都是含高濃度污染物的廢水，由于進(jìn)入人工濕地之前經(jīng)常會(huì)通過(guò)不同程度的預(yù)處理階段，人工濕地對(duì)各食品加工工業(yè)廢水處理的非常好，當(dāng)前已經(jīng)得到大區(qū)域的運(yùn)用。人工濕地針對(duì)各類農(nóng)業(yè)廢水的處理也非常好，運(yùn)用區(qū)域涵蓋：畜牧業(yè)以及奶品加工。處理的模式主要是通過(guò)預(yù)處理以及表面流人工濕地。為了促使人工濕地能有效達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，國(guó)外一些國(guó)家陸續(xù)制定了屬于自己的人工濕地設(shè)計(jì)指南和對(duì)應(yīng)的規(guī)范。

以上設(shè)計(jì)指南服務(wù)對(duì)象主要是市政和生活污水，設(shè)計(jì)模式會(huì)運(yùn)用一級(jí)推流動(dòng)力學(xué)模型[4]。當(dāng)前影響人工濕地處理效率的原因都較為繁瑣。所以各個(gè)國(guó)家的設(shè)計(jì)指南報(bào)道動(dòng)力學(xué)參數(shù)也存在一定的差別。尤其是當(dāng)前一些寒帶和熱帶區(qū)域濕地設(shè)計(jì)指南的出版，加大了濕地世界區(qū)域內(nèi)尤其是發(fā)展中國(guó)家的應(yīng)用，當(dāng)前人工濕地運(yùn)用區(qū)域逐漸加大。通過(guò)農(nóng)業(yè)廢水、工業(yè)廢水以及暴雨徑流等服務(wù)對(duì)象的人工濕地設(shè)計(jì)指南和對(duì)應(yīng)的文獻(xiàn)也已經(jīng)繪制成為手冊(cè)。

4人工濕地在我國(guó)的運(yùn)用

4.1景區(qū)運(yùn)用人工濕地我

國(guó)物產(chǎn)豐富，地域遼闊，具備運(yùn)用人工濕地的天然特點(diǎn)。但是實(shí)行濕地處理系統(tǒng)研究卻非常晚，最早開始探索人工濕地是在“七五”時(shí)期，之后在“八五”、“九五”期間著重探討了人工濕地和穩(wěn)定塘以及天然土地處理系統(tǒng)的聯(lián)合運(yùn)用；在“十五”期間將人工濕地用來(lái)處理主體，積極探討存在的工藝參數(shù)，運(yùn)用區(qū)域以及處理機(jī)理。最先運(yùn)用的人工濕地處理污水研究是在1987年建立的蘆葦濕地工程。之后陸續(xù)建成人工濕地，用以處理生活污水以及工業(yè)廢水，都取得了較為良好的生態(tài)效益。在20世紀(jì)末，成都的活水公園更是為人們展示了人工濕地污水處理新工藝，此項(xiàng)工程采用綠葉鮮花裝扮大地，將“清水活魚歸還給大自然”，推動(dòng)生態(tài)和環(huán)境效益的完美融合，達(dá)到污水資源化合理運(yùn)用、美化水體以及復(fù)原了水域良好的生態(tài)環(huán)境。

4.2調(diào)節(jié)城市氣候，促進(jìn)低碳生活一

般情況下，人工濕地系統(tǒng)采用多種模式，將系統(tǒng)中的水分轉(zhuǎn)變?yōu)樗羝?，加大地方空氣濕度，運(yùn)用降雨的方式降至四周地區(qū)，以此達(dá)到調(diào)節(jié)四周氣候的作用。通過(guò)對(duì)應(yīng)的研究表明，濕地蒸發(fā)量通常是采用水面蒸發(fā)量的2~3倍，與此同時(shí)，人工濕地經(jīng)過(guò)人工種植的濕地植被和自然馴化的濕地水生物，促使扔濕地的熱容量不斷提升，這是人工濕地蒸發(fā)量較大的主要因素，同時(shí)也是濕地調(diào)節(jié)氣候能力大于普通水面的主要因素之一，人工濕地不但可以減小地區(qū)氣溫，同時(shí)也能提升區(qū)域空氣中的濕度，來(lái)達(dá)到舒緩熱島效應(yīng)，改良空氣質(zhì)量等。經(jīng)過(guò)濕地植物的光合作用與呼吸作用和大氣交換二氧化碳，以此達(dá)到對(duì)大氣中二氧化碳與水動(dòng)態(tài)的平衡，大量減小溫室氣體二氧化碳的含量，非常有助于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。換句話說(shuō)人工濕地對(duì)于調(diào)整地區(qū)局部小氣候擁有較為關(guān)鍵的價(jià)值，同時(shí)能推動(dòng)地區(qū)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4.3凈化水資源，提升水資源運(yùn)用率當(dāng)

前我國(guó)各個(gè)地區(qū)水系統(tǒng)都出現(xiàn)了程度不一的水體富營(yíng)養(yǎng)化，存在的主要因素是污水中的氮磷富集所導(dǎo)致的。經(jīng)研究表明，以往進(jìn)行污水處理工藝對(duì)氮、磷的去除效果非常低，造成氮磷排除之后慢慢富集，產(chǎn)生地表水位的富營(yíng)養(yǎng)化。單一的脫氮除磷工藝投資較大且運(yùn)行成本高，形成的污泥非常容易產(chǎn)生二次污染，然而，人工濕地處理系統(tǒng)中的濕地植物能吸收以及吸附污水中各種物質(zhì)尤其是氮與磷，將以上物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锷L(zhǎng)的微量元素并吸收植物根系微生物分解，國(guó)外一些地方濕地除氮和磷生態(tài)工程，能良好的去除地表水中高含量的氮與磷。通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，幾乎全部的氮與磷都被凈化干凈了，使得濕地可重新為居民生活與生產(chǎn)提供干凈水源。人工濕地系統(tǒng)可提供城市地下蓄水層補(bǔ)水資源，從濕地融入到蓄水層的水變?yōu)闇\層地下水系統(tǒng)水，支撐淺層地下水系統(tǒng)能為四周地區(qū)供水維持水位以及最后達(dá)到補(bǔ)充流入深層地下水系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到補(bǔ)充地下水的作用。當(dāng)前城市低下空間的開發(fā)，造成地下水位逐漸減小，發(fā)生一些地區(qū)下沉現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)人工濕地可對(duì)地下水適當(dāng)補(bǔ)給，預(yù)防地面下沉使得地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。與此同時(shí)，濕地是較大的蓄水，根據(jù)容量大的特點(diǎn)，可在暴雨期間存儲(chǔ)一定的降水，達(dá)到調(diào)節(jié)自然水量的目的，通過(guò)人工渠道對(duì)城市地下水實(shí)行有效的補(bǔ)給，直接用來(lái)地面灑水、城市綠地等市政用水，可暫緩城市新鮮水供給的壓力，達(dá)到節(jié)約用水的目的。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，中國(guó)很大一部分的城市污水處理廠都運(yùn)用以往二級(jí)活性污泥處理工藝，此種工藝工程投資高、能耗高、運(yùn)轉(zhuǎn)管理也較高等不足，實(shí)行人工濕地污水處理系統(tǒng)是集環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益為一體的污水處理模式，投資與日常運(yùn)行費(fèi)用都較低。另外，人工濕地?fù)碛刑幚硇Ч?、氮、磷去除能力?qiáng)和負(fù)荷變化適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，較為適合技術(shù)管理水平不高，在進(jìn)行處理水量不是特別大的城鎮(zhèn)污水項(xiàng)目中。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)人工濕地此項(xiàng)技術(shù)的研究運(yùn)用還處于初級(jí)階段，一些工藝設(shè)計(jì)資料與實(shí)例不常見(jiàn)，需融合我國(guó)不同地區(qū)的詳細(xì)狀況，更進(jìn)一步的進(jìn)行研究工作，以此獲得符合不同地區(qū)以及環(huán)境的氣候條件和污水實(shí)用數(shù)據(jù)，來(lái)推動(dòng)我國(guó)地區(qū)的有效運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉靈,李曉梅.探析人工濕地技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用[J].低碳世界,2018(3):22~23.

[2]譚劍釗.探討人工濕地技術(shù)對(duì)城市污水處理的應(yīng)用及管理措施[J].建材與裝飾,2018(11):294~295.

[3]王敏.人工濕地技術(shù)在處理農(nóng)村生活污水中的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2018(1):118.

[4]吳瑜燕.人工濕地污水處理技術(shù)專利申請(qǐng)分析及行業(yè)趨勢(shì)研究[J].城市道橋與防洪,2017(9):107~109+13.

[5]崔玉波.人工濕地污泥處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2017(1):1~9.

作者:陳晨 單位:寧夏環(huán)境科學(xué)研究院