人工湿地的污水处理技术及其发展现状

徐畅 唐小囡

摘 要：人工湿地与传统的污水处理法相比具有基建、运行费用低，操作与维护在的问题，并指出了其未来的发展方向。

关键词：人工湿地 污水处理 建设成本

一、人工湿地的延革

湿地是地球上水陆作用下形成的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。而且它在抵御洪水、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”。

湿地被应用于污水净化始于20世纪50年代，而用人工湿地进行污水净化的研究始于70年代末期。它是近20年发展起来的一种废水处理新技术，其特点是投资省、处理效果好、运行维护简单和方便，它属于一种生态治理污水的方法，可作为传统的污水处理技术的一种有效替代方案，这对于节省资金、保护水环境以及进行有效的生态恢复具有十分重要的现实意义，故越来越受到世界各国的重视和关注。

湿地处理系统最初主要用于接纳污水处理场的出水，使水质得到进一步改善，成为保护地表水体环境质量的缓冲地带。80年代初湿地已发展成为处理和处置污水的系统，用于改造和建立湿地生态系统，提供水源、恢复湿地野生群落和保护鸟类生存环境方面起很重要的作用。污水湿地处理主要应用于以下五个方面：①把处理了的污水引入天然湿地处置。②利用天然湿地进行污水深度处理。③利用经处理的出水或经部分处理的污水改造和建立平衡的湿地生态，进而恢复湿地受害的鸟类和野生群落。④利用人工湿地直接进行污水处理。⑤以保护湖泊、河流为目的，利用河滩、湖滩的天然湿地净化河水。

二、发展趋势

人工湿地是一个综合的生态系统，它根据生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的再生潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益，是一种较好的生态废水处理方式，比较适合于处理水量不大，管理水平不高的城镇污水和较分散的污水的处理。

在我国，一方面废水排放量日益增加，水污染问题日趋严重，另一方面我国的城市污水处理主要采用传统的二级活性污泥处理工艺，其工程投资高、耗能大、运行管理要求高，而对于资金有限、技术力量薄弱的中小城市和乡镇，无力拿出太多的资金用于污水处理厂的建设和运行。而人工湿地作为一种天然的“污水处理厂”，对于发展中国家具有更大的经济效益和环境效益。然而，目前我国应用人工湿地处理工业废水和生活污水虽然有一些成功的范例，但还很少。人工湿地污水处理系统是对自然湿地的模拟，它是以污水处理为目标，经人工设计、建造的工程化的湿地系统。它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用，使水质得到不同程度的改善，实现对废水的生态化处理。

人工湿地是一个综合的生态系统，人们利用它的生态系统中物种共生、物质循环再生原理，达到了良好的内部循环并具有显著的经济效益、生态效益和社会效益的目标，获得污水处理与资源化，是正在不断得到研究、应用和发展的污水处理实用技术。这项技术适合于我国国情，尤其适合于广大农村，中小城镇的污水处理之中，在我国具有极其广阔的应用前景。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。

三、存在的问题

经过20多年的研究，我国在人工湿地污水净化技术的研究方面已经取得了许多经验参数和理论数据，但是还有许多工作有待于进一步开展：

（1）农业非点源污染治理的研究和应用。目前，非点源污染已经远远超过点源污染，用传统的点源污染控制技术很难治理非点源的污染，而人工湿地在这方面具有很明显和独特的优势和潜力，国外已经开始了这方面的应用与研究，但国内在实用研究方面的报导还很少。

（2）由于氮、磷等营养元素是水体营养化的主要原因，所以它们仍然是污染物中被严格控制的主要目标。因此，在揭示去污机制的基础上，构建或调控有利于稳定地去除氮、磷等营养元素的人工湿地系统仍应是今后研究和实践的重要内容。

（3）许多外在的因素如温度、进水负荷、水力停留时间、区域差异和气候特征以及系统设计类型等都会对污水净化效果产生影响。而且，目前的研究与应用中没有一个统一的对比标准，诸多研究结果很大程度上都缺乏可比性。因此，人工湿地处理系统建设标准也将成为今后研究的一个重要方向。

（4）人工湿地生态系统在寒冷地区的运行状况及其在生态恢复中的应用。温度的降低会影响人工湿地污水净化的效率。因此，气候很可能成为设计人工湿地的一个限制性因子，针对我国北方大部分寒冷地区与生态环境较差的地区，研究如何利用人工湿地特有的功能特性来改善和恢复生态环境具有重要的现实意义。

（5）鉴于目前国内对人工湿地这项技术的研究应用尚处于起步阶段，有关工艺设计资料和应用实例还不多见，有待结合我国不同地区的具体情况，深入开展研究工作，取得适合于不同地区、不同环境气候条件及不同污水特性的实用数据，以促进其在我国适当地区的推广应用。

四、结语

目前，国内绝大部分的城市污水处理厂均采用传统的二级活性污泥法工艺，这种工艺存在着工程投资高、能耗高、运转管理要求高以及处理效果受进水水质及水量波动影响大的不足。而人工湿地系统是仿真的湿地生态系统，在我国尚属一项正在被研究、应用和发展的处理污水的新技术，由于它具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、低能耗、处理效果好等优点，非常适合我国的国情，尤其是广大农村地区、中小城镇地区的污水处理中。人工湿地系统是～项新兴的废水处理技术，其中有许多不足或需改进之处，但是随着时间的推移，在广大科研工作者和一切社会力量的共同努力下，这项技术将会日趋成熟，造福于人类。

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来源：《中国水利水电市场》2008年第4期