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人工湿地中植物的作用（一）

摘要:近年来，全球的水体污染和富营养化现象越来越严重，而对于水资源相对紧缺的我国，这一现象已严重影响到了国民经济的发展。人工湿地是目前国际上较多采用的一种新型的生态工艺。本文**系统的论述了人工湿地污水处理系统从初步建立到运行管理方面的有关知识，并着重分析植物在人工湿地污水处理过程中的作用。

关键词：人工湿地植物污水处理

Abstract: In recent years, the global water body pollution and theeutrophication phenomenon have been more and more serious, butregarding our country, this phenomenon has seriously affecteddevelopment of national economy. The artificial wetland is one kindof new ecology craft . This paper argumented the knowledge ofconstructed wetland sewage disposal system, and analysed thefunction of plants in the course of sewage disposal of artificialwetland emphatically.

Keyword:Constructed wedland , plant， Wastewater treatment

引言：

资源问题是当今世界经济发展和产生重大国际矛盾的的重要根源，水资源问题更是如此。随着中国经济地快速发展，水资源短缺已成为制约中国经济可持续发展的瓶颈。在中国有限的水资源中水污染问题又是一个不容忽视的问题。防止水体污染、保护水资源、走以人为本、走社会经济与环境和谐发展的道路、走可持续发展的道路已成为当今国人共同追求的目标。废水的资源化是当今缓解水矛盾的重要手段。污水的生物处理在污水的处理中具有重要作用，而人工湿地更是前景广阔。

传统的污水生物处理工艺如活性污泥法等在防止水体污染中一直发挥着较好的作用，随着社会的不断发展，人们环保意识的加强，人们对废水处理的要求也在不断的提高，传统工艺在处理的多功能性，高校稳定性，特别是经济合理性方面已经面临着巨大的挑战。因此，寻求的合理有效的新工艺已成为我国水处理行业的首要任务。而人工湿地以其简单、经济、有效的特点受到普遍的青睐。

人工湿地污水处理技术是上个世纪70年代末发展起来的一种污水处理的新技术，它具有处理效果好、氮磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运行费用低、对负荷变化适应能力强、处理过程能耗低、良好的景观效应、可持续的经济效益等特点。比较适合技术管理水平不高、规模较小的城镇或农村的污水处理。自西德1974年首先建造人工湿地以来该工艺在欧洲得到迅速推广应用，并在美国和加拿大等国得到了迅速发展。目前已建成数以百计的人工湿地系统，分别应用于生活污水，屠宰场污水，工业污水，公路流出物，高硝酸盐浓度的地表水，农业沸点源污染的处理以及污泥脱水等方面。我国**个规模较大的人工湿地污水处理试验场是在深圳白泥坑建立的占地8400平方米、日处理城镇综合污水3100吨的中性试验基地。从以后，我国对人工湿地的研究蓬勃发展起来。主要用于生活污水、乳制品废水、铁矿排放酸性重金属废水、铁矿**车间排放的含氮污水、黄金废水、啤酒及饮食废水、印染废水、纸浆造纸废水、电影胶片厂含银废水、缫丝废水的处理等方面。

人工湿地污水处理系统在污水处理过程中能够取得如此好的效果，这与该系统中的植物因子是密不可分的。但人工湿地中的植物究竟发挥着怎样的作用、其发挥的作用的程度如何、怎样才能使其更好的发挥作用以及怎样使人工湿地保持持续的运作能力都需要深入而详细的研究，另外人工湿地污水处理系统的基础知识也急需普及，以便使它得到更好的推广和应用。

1. 人工湿地概述

1. 1人工湿地的概念

人工湿地(ConstructedWetlands，CWs)是模拟自然湿地的人工生态系统,类似自然沼泽地但是一种由人工建造和监督控制的，是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定的比例构成基质，并有选择性的植入植物的污水处理生态系统，它是利用生态系统中物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化[1]。人工湿地污水处理系统是20世纪70年代发展起来的一种污水处理技术,与传统的污水二级生化处理工艺相比具有净化效果好、去除N、P能力强、工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、系统配置可塑性强、对负荷变化适应性强、工程基建和运行费用低、出水具有一定生物**性、生态环境效益显著、可实现废水资源化等特点,正越来越多地得到人们的关注。

1. 2人工湿地的基本要素和结构类型

构**工湿地生态系统的基本要素为水体、透水基质、水生湿生植物、动物、微生物等，湿地污水处理生态系统净水过程是湿地中的基质、植物、微生物相互关联，发生物理、化学、生物反应的协同作用的结果。

目前人工湿地污水处理系统设计类型按照污水的流动方式可分为三种：表面流人工湿地（SFW）、潜流式人工湿地（SFS）和垂直流人工湿地（VCW）。其它类型以此为基础进行改进或复合而成[2]。

迄今,在我国主要用于人工湿地的基质有：石块、砾石、砂粒、细砂、砂土和土壤。这些基质既可为微生物的生长提供稳定的依附表面,也可为水生植物提供支持载体和生长所需的营养物质,当这些营养物质通过污水流经人工湿地时,基质通过一些物理、化学途径(如吸附、吸收、过滤、络合反应和离子交换等)来净化污水中的N、P等营养物质[3]。

湿地的水生植物在人工湿地污水净化中起着十分重要和特殊的作用,主要表现在：自身吸收一部分营养物质即去除污染物，水生植物的根区为微生物的生存和降解营养物质提供必要的场所和好氧厌氧条件，通过光合作用为污水净化提供能量，维持人工湿地环境，同时具有一定的经济价值和生态美学价值。

人工湿地中的动物对改善土壤结构具有重要作用，如蚯蚓等。

人工湿地中微生物的活动被认为是污水(废水)中有机物降解的主要机制或净化污水的“主力军”,其数量在一定程度上可反映人工湿地净化污水的能力。

1. 3人工湿地的净化机理

人工湿地的净化机理是十分复杂的，一般认为：人工湿地污水处理系统是由物理、化学、生物过程三重协同作用来实现队污水的净化处理的[4]。

在湿地处理系统中物理作用主要是沉淀、过滤和吸附,可去除固体悬浮颗粒。在垂直流和潜流型湿地中，水流过土壤,土壤就成了天然的滤床,使得SS得以去除。在表面流湿地中，水曲折的在稠密的植物间流动,稠密的植物使水的紊动性减小、稳定性增强，有利于固体颗粒的沉淀.化学作用主要是对重金属的去除,在潜流型或垂直流湿地中,重金属与填料发生化学反应,留在填料中,*后被植物吸收,或以更换填料的方式被去除.化学作用与土壤胶体的性质极为密切,无机胶体通常吸附有一定的阳离子,它们易被重金属阳离子取代。pH值会影响无机胶体的交换吸附。有机胶体可与重金属形成络合物。生物作用比较复杂,主要是水生植物和各种微生物的协同作用。不溶性有机物通过人工湿地系统的沉淀、过滤作用截留下来而被微生物利用，可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去处。依靠微生物的氨化，硝化和反硝化作用可实现对N的去除。人工湿地对P的去除是通过植物的吸收，微生物的积累及湿地床的物理化学等几个方面的共同作用来完成的。此外还可以利用微生物的分解植物的吸收来去除硫化物；依靠流动相在湿地系统中的流动过程产生的沉淀，过滤、络合、吸附等作用去除重金属。

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