是否還記得人工濕地這項污水處理技術？

人工濕地是20世紀70年代新興的一種污水處理方式。近年來，人工濕地以其投資費用低，建設、運行成本低，處理過程能耗低，處理效果穩定，景觀效應良好等優點多被用於改善景觀水體水質之中。人工濕地還具有強大的生態功能，包括生物多樣性保護、水源凈化及保護與供給、氣候調節、野生資源開發以及生態環境科學研究等諸多方面。

下面，小編帶大家來溫習一下人工濕地的污水處理技術。

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概念

人工濕地污水處理系統源於對自然濕地的模擬。濕地不僅是許多野生動植物生長繁殖的場所，它還具有涵養水分、調節氣候的功能，更重要的是濕地具有凈化污水的強大功能，因而被人們稱作是「地球的腎臟」。

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組成

人工濕地由植物、動物、微生物和基質組成，其各組成部分相互協同，保持整個系統的生態平衡，使得整個系統正常運轉。

1）基質

基質又被人們稱作是填料，由不同大小顆粒的土壤、細沙、粗砂、礫石、碎瓦片和礫等組成，經過人工設計並按照一定厚度來鋪設的供微生物附著和植物生長的床體。該部分具有沉澱、過濾、絮凝和吸附等作用，同時為微生物和植物的生長及氧氣的傳輸提供了必備條件。

一般來說，採用潛流人工濕地處理以SS、COD 和BOD 為特徵污染物的污水時，根據水力停留時間、佔地面積和出水水質等限制因素，可以選用土壤、細沙、粗砂、礫石、碎瓦片或灰渣中的一種或幾種為基質。

2）微生物

微生物是人工濕地污水處理系統中的核心凈化環節，人工濕地可以為兼性厭氧、好氧及厭氧微生物同時提供生存環境。各類微生物則利用不同的有機物污染源作為營養源進行生長繁殖，進而達到對污染物的降解去除。

3）植物

濕地植物種類很多，其生長易受到介質、氣候條件等的影響，植物吸收污染物的能力也隨生長與生理活動的狀態而變化，因而其污水凈化效果也不一樣。

人工濕地選擇的植物必須適應當地的土壤和氣候條件，各種濕地植物對不同污染物的去除效果各有差異，多種植物組合使用時，植物之間取長補短，可提高濕地系統的污水凈化效率。

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研究與應用機理

人工濕地主要利用基質、水生植物和微生物之間的相互作用。通過過濾、吸附、共沉澱、離子交換、植物吸收和微生物分解等方式來實現對廢水中有害物質的去除；通過營養物質和水分的循環，實現對水的凈化。

1）處理工藝

人工濕地的一般工藝流程包括預處理、水生植物池和集水排水3大部分。

如：原污水一格柵一污水集水池一植物池A一植物池B一集水池一回用或排放水體，其中起主要凈化作用的是水生植物池，因此幾乎所有的研究都是在水生植物池中進行。選擇適宜的填充基質、水生植物、水力停留時間和水力裂荷度等，來提高不同人工濕地凈化受污染水的效果。

2）有機物的去除

人工濕地的顯著特點之一是對有機污染物具有較強的去除能力。

不溶性有機物通過濕地的沉澱、過濾作用，可以很快地被截留而被微生物利用，可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝的降解過程分解去除，一般人工濕地對BOD的去除率在85%-95%之間，對COD的去除率可達80%以上。

3）N的去除

人工濕地對N的去除主要依靠微生物的氨化、硝化和反硝化作用。

N在污水中主要以有機氮和氨氮的形態存在，植物吸收和氨氮揮發所佔比率不到總去除率的20%，所以氨氮的去除主要取決於植物的供氧能力。硝化反應在好氧環境下由自養型好氧微生物完成，包括兩個步驟：先由亞硝酸菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽；再由硝酸菌將亞硝酸鹽進一步氧化為硝酸鹽、亞硝酸、菌硝酸菌（通稱為硝化菌），它們利用無機碳化物的氧化反應中獲取能量，最終將硝態氮還原為N2或N2O。

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總結

人工濕地是一種正在不斷得到研究、應用的污水處理實用技術，具有投資省、處理效果好、操作管理簡單、維護和運行費用低等特點。但是，目前對人工濕地凈化工業廢水的研究和應用實例還不多見，這在一定程度上已經成為該技術在工業廢水處理中推廣應用的限制因素。

人工濕地也存在著使用壽命短、水力停留時間較長、低溫效果差和衛生條件缺陷等問題，在一定程度上限制了其使用領域和水平。隨著新穎生物機制和技術的不斷發展，人工濕地的使用將更加廣泛。

參考：

【1】張雁秋，曹文平 人工濕地污水處理處理應用現狀及發展前景展望

【2】左鎮彰，蔣美其，馬建軍 淺談人工濕地技術在污水排放中的應用

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