人工湿地技术研究现状

人工湿地系统是将污水引到人工建造的类似于沼泽的湿地上，在一定的填料上种植特选的植物，形成一个独特的动植物生态环境，利用植物的根脉和其周围土壤微生物来联合对污水进行处理，污水流经湿地时大量的污染物被填料和植物根系阻挡截留而被除去。芦苇和香蒲在人工湿地中被广泛使用，它们既是中国北方与南方的常见物种，也是国际公认的最佳湿地植物。

作为20世纪70年代发展起来的一种新型污水处理生态系统，人工湿地以其建设运营成本低、去污能力强、使用寿命长、工艺简单、组合多样化等优势，近年来在世界各地得到了广泛的应用，其应用范围主要集中在褐煤热解、油砂废水、矿山废水、奶品加工、食品工业、造纸废水、烃类废水和垃圾场渗滤液净化处理等方面。

国外对人工湿地污水处理技术研究开展较早，最早可以追溯到1903 年建在英国约克郡Earby的湿地系统，它持续运行到1992 年；1953年，德国Seidel 在研究中发现，芦苇通过其根区产生微生物活性的区域作为生化反应器来转化、降解有机物，可以去除污染物。1972年Kickuth提出了根区法（The Root-Zone-Method）理论，强调高等植物在湿地污水处理系统中的作用。1996年Kathe Seidel提出利用高等植物的生化作用去除污染物的思想，通过芦苇等植物的根区产生微生物活性区域作为生化反应器来转化降解以至最终去除污染物。

人工湿地技术在欧美一些发达国家十分受到人们青睐，美国已应用人工湿地技术处理市政、工业和农业废水。丹麦、德国开始利用河砾和河砂作为植物生长基质，构建了高分散度的废水处理设施并获得成功。人工湿地技术目前已被英国用于小城镇污废水处理，成为其污水处理的重要组成部分

1990年7月，在中国深圳成功建立了第一个人工湿地污水处理工程——白泥坑人工湿地污水处理系统，运行状况良好，除了氨氮效果不明显外，其他指标均能达到国家二级排放标准。内蒙古自治区赤峰市宁城污水处理厂对于人工湿地污水处理技术的研究项目，在1997年6月通过国家建设部科技司主持的技术鉴定，在1998年6月开始推广。

根据污水在湿地床中流动的方式，可将人工湿地分为3种类型：垂直流人工湿地、潜流式人工湿地和表面流人工湿地。

垂直流人工湿地主要用于处理氨氮含量高的污水，污水从湿地表面纵向流向

填料床的底部；其对磷的去除效率差异很大，且体积负荷较小，对介质要求较高，水流容易堵塞，不利于推广使用，但与表面流、潜流式人工湿地相比，垂直流人工湿地具有较强的去除有机物和氮的能力，且有很高的稳定性及抗冲击负荷能力。Sun G等利用垂直流人工湿地的回流技术处理农业污水，发现其对化学需氧量(COD Cr)、五日生化需氧量(BOD5)、固体悬浮物(SS)和氮的去除率明显提高。

潜流式人工湿地由一个或多个填料床组成，污水从一端水平流过填料床到另一端。与表面流湿地相比，其对BOD5、COD Cr、SS 和重金属的去除效果较好，同时，处理过程中减少了臭气的散发和臭味的产生，而且床体可以对污水保温，这种工艺在国际上有较多的研究和应用，用于处理生活污水、工业废水、医疗废水、暴雨径流、矿山废水、石油开采废水、垃圾场渗滤液等污水，但潜流式人工湿地容易发生堵塞现象。

表面流人工湿地的水力路径以地表推流为主，在污水处理过程中，主要是通过植物茎叶的拦截、土壤的吸附过滤和污染物的自然沉降来达到去除污染物的目的。表面流人工湿地的去污能力高于天然湿地处理系统，但与垂直流、潜流式人工湿地相比，其去污效果相对较差。

除此之外，还有很多以上述人工湿地为基础进行改良设计的人工湿地污水处理系统，如波式潜流人工湿地、潜流型厌氧处理湿地、推流床湿地、下行流湿地、上行流湿地、好氧塘和兼性塘的不同组合工艺等，去污效果各有利弊。

人工湿地对污水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用，充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系以及介质所具有的物理、化学特性将污水净化，是一种天然净化与人工处理相结合的复合工艺，能够最大限度地利用生物循环链条，减少化学化工投入。与其他污水处理技术相比，人工湿地技术投入少、运行费用低，在我国既要发展经济，同时还要改善环境，百业待兴的形势下，很好地符合了中国国情，值得大力推广。