第一篇：農村水環境治理現狀及人工濕地處理技術可行性分析

農村水環境治理現狀及人工濕地處理技術可行性分

析

摘要：論述了當前農村水環境污染及治理現狀，分析了人工濕地對農村生活污水中各種有機污染物的去除機理及農村人工濕地的建設策略，并從技術、經濟、環境三方面分析了利用人工濕地處理農村生活污水的可行性，綜合分析可知在農村采用人工濕地工藝處理生活污水是可行的。

關鍵詞：農村水環境；人工濕地；農村生活污水；可行性分析

簡述

簡要說明目前農村水環境的現狀，分析可用的工作，從規模，水量，經濟投入，運行管理方面，論述，提出利用人工濕地的可行性。

農村污水是指農村地區居民在生活和生產過程中形成的污水。農村生活污水是指居民生活過程中廁所排放污水、洗浴、洗衣服和廚房污水等。農村生污污水量大面廣，2001年，全國農村生活污水排放量約為83.2億t，生活污水中大量的污染物質加重受納水體的污染，造成水體水質惡化，特別是污水中含有大量氮、磷，會使水體富營養化，這個問題引起了人們的普遍關注[1]。

農村水環境和污水治理現狀

1.1農村水環境現狀

20世紀80年代以前，我國農村水環境總體狀況良好，水污染問題是局部性的。1980年以來，我國農村水環境質量不斷惡化，目前農村水環境問題主要表現在：①排污河兩岸、污水灌溉農田及地下水污染嚴重，許多清水河變成了排污河；②鄉鎮企業布局分散、生產工藝落后，排污種類多、濃度高，往往是一個企業污染了一條小河、一個池塘、一片農村，對農村水環境造成了嚴重威害；③城郊集約化畜禽養殖場和農村生活排污問題日益突出，大量的糞便就地堆放、污水就地排放，污染了農村內部及周邊水環境和衛生環境，使鄉村小河、池塘變成了臭水溝、臭水塘；④農業內部化肥和農藥的大量使用、流失，已成為農村地下水和大江、大河及湖泊污染的主要原因[2]。

農村水環境狀況將面臨一個非常嚴峻的問題，灌溉水污染嚴重，地下水超采，污染嚴重，地表水呈不斷惡化趨勢，逐漸喪失其原有的生態環境功能[1]。

1.2農村污水治理現狀 目前，特別是在湖北省中西部農村及鄉鎮基本沒有污水集中處理設施，村民產生的生活污水處理率基本為零，人畜糞便因得不到妥善處理，糞便污染物會隨著雨水徑流間接排入附近水體，嚴重污染當地農村的水源環境，這也是導致農村疫病流行的重要因素。據調查，農村周邊已很少有3類水質以上水體，一些養殖業比較發達的的鄉鎮，周邊水體甚至為劣5類水體，農村濕地生態系統已遭受嚴重破壞，喪失了原有水體自凈的功能。污染嚴重的個別地區，農民飲用水的主要水源淺表層地下水也已不同程度的受到污染。農村人口居住分散，規劃滯后，農村污水處理工作難度特別大。過去，我們一直把環保工作重點放在大中城市，而忽視了占全國總面積近90%的廣大農村。從而致使農村環境問題日益惡化，而水污染環境問題尤為突出，呈現出迅速惡化趨勢[2]。

目前農村污水治理工作尚屬起步階段，仍存在許多困難和問題。一是建設資金嚴重缺乏。農村生活污水治理設施屬于公益性項目，需要大量公共財政資金投入，由于各地財政比較困難，加上大部分鄉鎮經濟薄弱，資金投入嚴重不足，導致治污項目很難開展；二是認識不到位，農村污水治理尚未引起人們的足夠重視。所以就湖北省而言，特別需要研究開發建設成本低、處理效果好、運行無費用或低費用、適合分散型處置的處理技術對農村水污染問題進行治理。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。

1.3農村水污染治理的對策

湖北是水資源相對充足的省份，所以在充分利用水資源的同時也應積極保護水資源，對農村水污染進行治理。在制定水環境保護措施時，結合自身的經濟、環境特點，因地制宜地尋找適合湖北省農村水環境治理與保護措施，達到治理和保護農村水環境的目的。

農村水污染治理應著眼于長遠，做好村鎮建設的規劃，目前湖北省農村普遍存在規劃滯后、規劃不科學等問題。要加強村鎮規劃工作，將農村污水和生活垃圾處理等作為重要內容納入其中。因地制宜，采用分散治理和集中治理相結合的方式進行。①對于畜牧業較發達的農村，宜采用沼氣處理技術，結合改廁、改廚、改欄，綜合處理畜禽糞尿和生活污水；②另外積極推廣生活污水濕地處理模式，充分利用農村池塘、水田的自凈能力，結合農村景觀建設，開展清淤清潔、養魚養萍行動，恢復和重建濕地生態系統。

利用人工濕地治理農村生活污水

2.1 人工濕地污水處理工藝簡介

人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。人工濕地對廢水的處理有十分復雜的凈化機理，人工濕地運行穩定后，填料表面吸附了許多微生物形成的大量生物膜，植物根系分布于濕地表面，人工濕地依靠物理、化學、生物的協同作用完成污水的凈化過程，強化了自然濕地生態系統的去污能力[3]。

2.1.1人工濕地對SS的去除

污水中可沉降的SS主要依靠濕地系統中物理沉降作用去除。由于濕地水流極其緩慢，水淺，加上植物莖桿的阻擋作用，SS在進水口幾米內能有效地去除。實驗表明，所有的固體物在系統最初的20%面積處得到去除。膠體狀的SS主要依靠微生物的作用、填料滲濾作用去除。

2.1.2人工濕地對有機物的去除

人工濕地對有機物有著較強的降解能力，污水中不溶有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留而被微生物利用，而污水中的可溶有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程被分解去除，因此濕地床對有機物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的結果。反應過程中主要氧源來自水面復氧和植物向根區的過量氧傳導。濕地系統對BOD5的去除可達80%以上。有研究表明，污水在濕地床內流動時，污水COD的降解速率會隨著遷移距離的延長，呈現逐漸減慢的趨勢，關于這一現象還有待研究。

2.1.3人工濕地對氮的去除

氮是植物生長不可缺少的一種元素，污水中的無機氮通常包括NH3－N和NO3－N，它們均可以被濕地中植物吸收。合成植物蛋白質，最終通過植物的收割從濕地中得到去除。另外，人工濕地中的填料也可通過一些物理和化學的途徑如吸收、吸附、過濾、離子交換等去除一部分污水中的氮。

但是，濕地系統中氮的去除是主要的還是通過濕地中微生物的硝化和反硝化作用。人工濕地中種植的水生物植物的重要功能之一就是將氧氣從上部輸送至植物根部，從而在植物根區附近形成一個好氧環境，而隨著離根系距離的逐漸增大，濕地中依次出現缺氧、厭氧狀態。這樣的條件有利于硝化菌和反硝化菌的生長。為硝化反應和反硝化反應的進行提供了條件。

2.1.4人工濕地對磷的去除

污水中磷的存在形態取決于污水中磷的類型。最常見的有磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷酸鹽等。人工濕地對磷的卻除是通過植物的吸收、微生物的去除作用和填料的吸收過濾等幾方面的作用共同完成的。

2.2 人工濕地處理農村生活污水的可行性 2.2.1經濟可行性

我國廣大農村居住比較分散，農村生活污水具有水量小，不利于生活污水的集中收集和處理，且有機物濃度偏高、日變化系數大等特別。大多數農村地廣人稀，經濟發展一般，還沒有能力在環境治理方面投入較大的資金，需要一種投資相對小，運行穩定，運行費用低的污水處理工藝。目前我國普遍采用二級生化工藝來集中大規模處理居民的生活污水，與之配套的是龐大的管網投資，而建造中小型人工濕地污水處理設施，從一定程度上可以緩解水污染目益增多與資金短缺的矛盾。故人工濕地這種古老的污水處理工藝，將在新時代重新發揮更大的作用[4]。

2.2.2技術可行性

從 1974 年德國的第一個人工濕地試驗開始 ,美國、英國、澳大利亞、捷克共和國等國家相繼在此領域進行了大量的研究，均得到了較為滿意的效果，出水水質可以達到二級污水排放標準的水質要求。通常情況下，對 COD，BOD5，SS的處理效率均可達到 70 %～90 %；對細菌性污染物的處理效果可以達到 99 %；對 N 的凈化效果一般也可達到 50 %；P的凈化效果比 N 稍差一些。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經驗的企業。

與國外相比，我國人工濕地處理廢水的研究較晚，最早是在1987 年天津市環保所建成了我國第一個占地 6 hm2、處理規模為 1 400 m3/ d 的蘆葦床濕地工程 ,標志著我國人工濕地廢水處理系統的應用研究正式開始[5 ]；1990 年 7 月又在深圳建設了白泥坑人工濕地污水處理系統。隨后在北京、沈陽、山東濰坊、新疆阿圖什等地也相繼建造了一批人工濕地廢水處理系統，取得了許多重要的試驗數據和系統運行參數，為我國人工濕地系統的研究奠定了良好的基礎。大量的小試和中試研究結果表明，在我國大部分地區應用人工濕地污水處理技術是可行的[6]。

2.2.3環境可行性

人工濕地系統能較充分地利用濕地植物以及基質的自然凈化能力，并在污水凈化過程中促進生物的生長，增加綠化面積，利用人工濕地處理系統處理生活污水的同時，也可以做到美化環境，為市民、游人創造了良好的生態人居環境，取得了顯著的社會效益、環境效益和經濟效益[7]。

人工濕地的建設策略

一要注意采取綜合措施，實施綜合治理。由于農村水環境問題情況十分復雜，污染源分散、種類繁多，即有點源污染又有面源污染，既有農村內部的問題也有來自工業和城市的問題，而且涉及多個部門和領域，因此農村水環境改善工作必須采取綜合措施，綜合治理，包括法律制度措施、工程技術措施和個人行動規范措施。在工程技術措施上，要綜合采取減少污染源措施（如清潔生產、節約用水）、提高農田及水環境自凈能力措施以及人工污水處理措施，僅僅采取人工處理措施是十分有限的，而且在經濟上難以承受[8]。

二要充分利用和提高農村地域的自然凈化能力。即充分利用農村周邊的河流、渠系、池塘、農田和荒地等，開展土地污水處理、污水灌溉，建設氧化塘或自然濕地，構建水循環系統和水生植物與荒地結合的生態凈化系統，以及建設生態農業等措施。

結語

隨著國民經濟的發展，農村污染問題日益嚴重，針對農村人口分布分散和資金短缺情況，采用合理的、行之有效的污水處理技術對農村污水進行處理是可行并且非常必要的。

⑴農村污水COD，BOD5，SS等濃度較低，經過人工濕地處理后，完全可以保證出水達到二級污水排放標準的水質要求。

⑵農村經濟發展一般，還沒有能力在環境治理方面投入較大的資金，人工濕地建成后運行費用基本為零，且使用壽命較長，解決了農村因為資金問題而無法投資建設污水處理設施的問題。

⑶人工濕地系統在污水凈化的同時增加綠化面積，達到美化環境的目的，為市民、游人創造了良好的生態人居環境。

參考文獻：

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第二篇：水解酸化-人工濕地處理農村污水

水解酸化-人工濕地處理農村污水

摘要：福建某飲用水源地采用水解酸化-人工濕地工藝處理農村污水，實際運行結果表明：該工藝切實可行、運行成本低，取得了較好的處理效果。當進水CODCr，BOD5，SS，NH3-N，TP 質量濃度分別低于200，300，200，25，5mg/L 時，出水CODCr，BOD5，SS，NH3-N，TP 質量濃度分別低于60，60，80，15，0.5mg/L。該系統出水水質穩定可達《農田灌溉水質標準》，出水直接回灌農田或山林，不設排放口，可以很好地保護水源。

關鍵詞：水解酸化；人工濕地；農村污水

中圖分類號: X7 文獻標識碼: B 文章編號: 1674-4829（2012）04-0026-03

Rural Sewage Treatment Using Hydrolysis and Acidification22．

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第三篇：特別分析我國人工濕地污水處理技術

特別分析我國人工濕地污水處理技術

1人工濕地污水處理系統概述 1.1人工濕地系統的組成

人工濕地主要由三部分組成:植物、微生物、填料。植物如蘆葦、風車草等水生植物,可以直接吸收污水中的有機物作為其生長的營養物質,也可以吸附、富集一些有毒的重金屬,可以將空氣中的氧氣輸送到根區,為床體中好氧和厭氧微生物提供良好的環境。微生物在濕地對污水中污染物的生物降解過程中起到了重要的作用,有機物被生物膜吸附后通過微生物的呼吸作用去除。填料如土壤、砂子、礫石等,是微生物生長的空間和場所,是濕地水生植物的載體。1.2人工濕地系統的分類

1.2.1表層流人工濕地表層流人工濕地在外貌和功能上都與自然濕地最為相似,廢水在土壤的上層水平流動,固態懸浮物被填料及根系阻擋截留,通過濕地而沉淀,同時微生物也附著在填料或植物的根莖葉上,發揮生物降解作用。

1.2.2潛流人工濕地廢水從濕地表面縱向流入填料床的底部,床體處于不飽和狀態,氧可通過大氣擴散和植物傳輸進入人工濕地系統,但生物作用主要是厭氧反應。

1.2.3立式流濕地水流動情況綜合了表層流式和潛流式的特點,但其建造要求高,易滋長蚊蠅,尚不多見。

1.3人工濕地污水處理系統的特點

濕地系統的投資和運行費用平均僅為傳統二級污水廠的1/10～1/2，費用低。基本上都能達到規定的污水排放標準。

現有資料分析，濕地處理系統不僅可處理以耗氧有機物和氮、磷等營養物質為主的生活污水，尤其是對重金屬和酸性的有機及無機礦物質污染有良好的去除效果。且對負荷變化的適應能力強，能全年運轉，管理維護方便，但北方地區冬季易結冰。2 我國人工濕地污水處理系統現狀 2.1 應用現狀

近年來，我國在人工濕地的技術開發方面取得了一定的進展。1988～1990 年，在北京昌平進行了表層流人工濕地處理系統的研究，處理量為500t/d 的生活污水和工業廢水，占地2hm2，水力負荷為4.7cm/d，COD 去除效率為81.2%，BOD 去除效率為85.8%。1990 年7月，國家環保局華南科學研究所在深圳市郊設計、建成了白泥坑人工濕地污水處理試驗工程，整個系統采用潛流式植物碎石體和兼性穩定塘相組合的設計，COD去除效率為71%，BOD 去除效率為90%。深圳市河流綜合治理重點工程之一的沙田人工濕地污水處理廠，于2000 年12 月開始建設，2001 年7 月建成投產，處理規模為5000m3/d，占地2 萬m2，COD 去除效率76%，BOD 去除效率78%。目前，山東省也在積極開展人工濕地系統的設計、規劃工作。

人工濕地除處理生活污水外，還廣泛應用于處理農業面源污染、垃圾場滲濾液、富營養化水體、采油廢水、采礦廢水等。隨著研究的逐漸深入，人工濕地還被用于改善飲用水源的水質，如利用人工濕地改善北京官廳水庫水質，出水基本滿足地面水Ⅲ類標準。

2.2 人工濕地處理污水在國內的優勢 2.2.1 面源污染的控制

長期以來，村鎮與社區的污水處理沒有受到應有的重視。據統計，95%以上的生活污水及糞便廢水被直接排入地下或江河湖泊，加重了水污染控制的難度。因此，可將適當負荷的人工濕地污水處理系統應用于面源污染控制。2.2.2 城市污水處理的經濟型模式

目前，國內外普遍采用二級生化處理工藝來集中處理量大面廣的生活污水，往往需要龐大的充氧曝氣設施，大規模的收集管網，較高的運行費用和管理水平。同時，去除氮、磷污染物的能力較差，易造成受納水體的富營養化。應用人工濕地進行小型分散化的污水就地處理模式，不需要大量的污水收集管網，而且其建造費用可由開發商、居民和政府共同承擔，在某種意義上緩解了水污染日益增多與政府資金短缺之間的矛盾。

2.2.3 飲用水源和景觀用水的保護

人工濕地系統較能充分地利用自然中的濕地植物以及基質的自然凈化能力，并在污水凈化工程中促進植物的生長，增加綠化面積，并為野生動物提供棲息地，有利于生態環境的建設。利用人工濕地處理系統處理城市公園、綠地景觀水的同時，也美化了環境，為市民、游人創造了良好的生態環境，取得了顯著的社會、環境和經濟效益。

2.2.4 人工濕地的資源化利用

人工濕地處理分散型生活污水的一個重要優勢，便是經過人工濕地系統處理凈化的污水可做中水回用，以解決目前普遍面臨的水資源危機。在農村地區，可以利用凈化后的污水用于當地農業灌溉、水產養殖等； 在城鎮社區，生活污水集中于人工濕地系統處理后，可直接用于社區的花木澆灌等，兼具了綠化和美化小區環境的作用。2.2.5 其他

此外，在人工濕地系統推廣種植用于生產生物質能源的植物，具有很大的經濟潛力。目前，多數能源植物的研究尚處于實驗和示范階段，而我國在能源植物作為濕地植物種植方面所開展的工作幾乎空白。2.3 國內應用濕地污水處理存在的問題 2.3.1 工藝存在的問題

我國在人工濕地系統應用中普遍存在的問題有：

①淤積阻塞。造成這種情況的原因，往往是污水沒有經過預處理直接排入濕地，或是在人工濕地運行的初期，植物根系不發達導致去除懸浮物能力較差，有些情況下，甚至是由于進水水力負荷太大或是洪水暴雨對人工濕地床體的沖擊而造成堵塞。②坡降變化。由于水流的不斷流動、沖刷，造成處理單元的坡降發生改變，致使配水不均，增加了單位面積處理單元的水力負荷，同時也使得有機負荷的區域分配不均，降低了處理效果。

③水生動植物對處理系統的影響。④對周圍土壤有滲透的影響。2.3.2 土地資源可利用性的制約

一般來說，人工濕地處理負荷較低，因此占地面積較大。以深圳沙田污水廠為例，處理1m3 污水需要濕地的面積為1.88m2 如果考慮前期處理，總用地為4m2/m3。如果以每人每天平均用水300L 計算，則平均處理一個人每天所產生的污水便需要1.2m2 的面積。由深圳白泥坑人工濕地污水處理試驗工程可知，處理1m3 污水需要濕地的面積為2.7m2 左右，相較于傳統生化二級處理，單位污水處理用地明顯較大，特別是我國大部分地區土地資源都較為緊張的情況下，人工濕地污水處理系統的應用更受影響。

2.3.3 氣候條件的制約

我國南方地區洪水及雨季對人工濕地的運行影響很大，往往改變了實地處理單元中的坡降甚至淹沒濕地，嚴重影響了系統。而在北方地區，氣溫則是影響構建濕地運行的最重要因素，系統的處理效率最低或者甚至為零。2.3.4 缺乏相關的數據和統一規范

由于我國人工濕地污水處理技術起步較晚，且目前投入運行試驗的人工濕地污水處理系統較少，所以關于人工濕地的設計、建造、運行、維護等過程的相關數據和資料，目前還沒有系統的統計和整理，長期運行系統的數據也缺乏可靠積累。3 展望

人工濕地是一種很有發展前景的污水處理系統，今后應該從以下幾個方面尋求新的突破。

3.1 建立人工濕地數據庫

由于各地的氣候條件, 濕地規模，負荷率，幾何布置，植物種類構成，及廢水的類型構成等變化很大，因而對人工濕地很難有統一的設計和運行參數。因此，建立必要的數據庫，有助于濕地系統的設計和管理維護。3.2 進一步探索人工濕地機理

由于其所涉及機理的復雜性和領域的廣泛性，雖然有些機理研究已經得到初步的認可，但是仍有許多問題需要進一步研究。比如，目前仍未完整地建立起各種污染物的去除反應動力學模型，現有的模型基本為一些經驗模型而無法得到廣泛的應用。3.3 改良人工濕地技術

目前，世界各國都投入了大量精力以改良人工濕地技術，將一些傳統污水處理技術引入人工濕地。除了對現有的人工濕地系統進行研究以改良和優化工程設計參數外，對系統的長期運行能力和管理問題也正在得到深入研究。例如，選擇適當的操作方式,以防止填料的堵塞;選擇新型的填料,以確保長期的除磷效果;選擇新型的水生植物,以提高濕地系統的綜合效益等。3.4 加強濕地植物生物質能的利用研究

濕地植物具有很大的生物質能價值，開發合適的經濟的生物質能的利用技術，最大化人工濕地系統資源利用，在發揮其生態效益的同時，可增加一定的經濟效益。

第四篇：我國人工濕地污水處理技術現狀分析

我國人工濕地污水處理技術現狀分析

何勝

13級環境科學二班

摘要：人工構建濕地對于污水的處理是建立于自然濕地對于污水的處理之上的一種新型的污水處理技術，它具有區別于其他的污水處理方式的獨特優勢，受到了國內外污水處理部門的廣泛青睞。本文對于濕地污水處理系統的定義進行了簡單介紹，對于人工濕地的現狀進行了簡單闡述，針對人工濕地的優缺點也進行了分析；同時還介紹了污水在濕地當中的處理過程以及凈化機理，最后介紹了我國人工濕地處理技術的應用現狀，存在的問題和改善措施。以及簡單介紹目前國內有哪些運行良好的從事人工濕地污水處理的企業工程 關鍵詞：人工濕地；污水處理現狀；當前特征及展望

Abstract: the artificial construction of wetlands for wastewater treatment is based on natural wetlands for wastewater treatment on a new type of sewage treatment technology, it is different from other way of sewage disposal of unique advantages, widely favored by the wastewater treatment sector at home and abroad.In this paper, definition of wetland sewage treatment system has carried on the simple introduction, for briefly elaborated the present situation of the artificial wetland, in view of the paper has analyzed the advantages and disadvantages of artificial wetland;At the same time also introduces the process and the purification mechanism of sewage in wetland, finally introduced the our country the present situation of the application of artificial wetland treatment technology, existing problems and improving measures.And simple introduce what are the current domestic well-run enterprise of artificial wetland wastewater treatment engineering.Keywords: artificial wetland;The sewage processing status;The current characteristics and prospects

0引用

隨著工農業生產的迅速發展和人民生活水平的不斷提高,污水的種類和產量也隨之不斷增加,需要設計更為經濟、更為高效以及適應范圍更為廣泛的污水處理系統,來面對這一日益嚴峻的現實問題。然而,我國已經興建的許多城市二級污水處理廠由于處理成本和維持費用昂貴而經常處于間歇運行或者根本不運行的狀態,導致大量建設資金的浪費和環境污染的日趨惡化。此外,傳統的活性污泥法以去除碳源污染物為主,對氮磷等營養物質的去

【】除則微乎其微,出水排入環境水體后易引起富營養化等問題1。而人工濕地污水處理技術在許多領域內成為了傳統污水處理工藝的廉價替代方案，目前應用較多的類型是表面流濕地和水平潛流濕地利用人工濕地處理污水有著傳統處理工藝不可比擬的優勢：投資少，造價，運營成本低廉；系統組合具有多樣性、針對性、能夠靈活地進行選擇；處理污水具有高效性；【】有獨特的綠化環境功能2。

1人工濕地的概念與歷史

人工濕地系統是將污水引到人工建造的類似于沼澤的濕地上,在一定的填料上種植特選的植物,形成一個獨特的動植物生態環境,利用植物的根脈和其周圍土壤微生物來聯合對污水進行處理,污水流經濕地時大量的污染物被填料和植物根系阻擋截留,有機污染物和N、P等

【】則通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被除去3。

運用人工濕地處理污水可追溯到1903年，建在英國約克郡Earby的人工濕地，被認為是世界上第一個用于處理污水的人工濕地，連續運行直到1992年。而人工濕地生態系統在世界各地逐漸受到重視并被運用，還是在20世紀70年代德國學者Kichunth提出根區法(the root-zone-method)理論之后開始的[4]。20世紀70年代以來,人工濕地污水處理系統在我國得到了迅速發展：1987年,天津市環境保護研究所建成我國第一座蘆葦濕地工程,處理規模為1 400 m3·d-1；1990年,華南環境保護研究所建成深圳白泥坑人工濕地示范工程,以及近年來成都市活水公園和沈陽市新近建成通水的馬官橋污水生態處理廠,都是人工濕地污水處理的【】典型范例1。

2人工濕地的組成及分類

2.1人工濕地的組成

人工濕地由以下五部分組成：（1）各種透水性的基質，如土壤、砂、礫石；（2）在飽和水和厭氧基質中生長的植物，如蘆葦；（3）水體（在基質表面下或表面上流動的水）；（4）好氧或者厭氧微生物種群；（5）無脊椎或脊椎動物。其中微生物、水生植物以及基質是人工

【】濕地的主要組成部分，也是影響污染物去除率的重要因素4。

2.2人工濕地的分類 2.2.1處理系統的類型

按照工程設計和水體流態的差異，人工濕地污水處理系統可以分為表面流濕地、水平流濕地和垂直流濕地3種主要類型（圖

1、表1）

【】

表1 人工濕地污水處理分類及其特點5

圖1 人工濕地的類型及其構造

[4]

2.2.2濕地中主要植物類型 濕地植物，在人工濕地系統中起著重要的作用，在濕地凈化污水的過程中，被稱為“營養鹽清道夫”。按照應用類型，可分為觀葉植物、觀花植物、草皮植物、地被植物等;按生長環境可分為水生植物、沼生植物和濕生植物三類;按植物的生活類型看，可分為挺水植物、【6】【】沉水植物和浮水植物三類。常用于人工濕地系統的植物有蘆葦、香蒲、荷花、美人蕉

7、【】【】【】鳳眼蓮

8、黑麥草、菖蒲

9、金邊麥冬10等。

【】在人工濕地凈化污水過程中,植物的直接作用可以歸納為3個重要的方面:11

(1)直接吸收污水中可利用的營養物質,吸附和富集重金屬和一些有毒有害物質;(2)為根區好氧微生物輸送氧氣;(3)增強和維持介質的水力傳輸。除此之外,植物根系能分泌多種有機復合物,為微生物提供碳源。

此外,濕地植物還具有3個間接的重要的作用:(1)顯著增加微生物的附著(植物的根莖葉);(2)濕地中植物可將大氣氧傳輸至根部,使根在厭氧環境中生長;(3)增加或穩定土壤的透水性。

【】

表2 主要植物類型12

表3 常用濕地植物的性質

【11】

3人工濕地凈化污水的原理

3.1基質的作用

基質是人工制造的填料，它是用沙、石、土等以按照不同的排列及不同的厚度鋪成的，植物可以在上面生長，土壤中的分解者可以依附在上面。它不但是廢水凈化的重要物質，還是微生物生長的重要場所，又為水中生長的動植物提供營養物質。當廢水中的有機物質到達人工濕地時，基質會發生一系列物理變化和化學變化，將廢水中的有機元素氮和磷吸收。基

【】質的選材不同，其凈化的結果也不同5,12,13,14。

3.2植物的作用

植物在人工濕地系統中起著很大的作用

【15】。

3.2.1吸收作用

植物作為濕地的初級生產者，具有吸收儲存水體營養物!凈化污染物!抑制低等藻類生長!促進其他水生生物代謝的作用。污水中的氮以有機氮和無機氮兩種形式存在，其中無機氮被植物吸收利用，污水中的氮以有機氮和無機氮兩種形式存在，其中無機氮被植物吸收利用，作為生長過程中不可缺少的營養物質；部分有機氮被微生物分解成氨氮后，也能被植物吸收利用。植物將吸收的氮素合成蛋白質等有機氮，再通過收割植物將有機氮去除。人工濕地法在處理污水時，廢水中的無機磷在植物吸收劑同化作用下可轉化成ATP、DNA、RBA等有機成分，然后通過收割植物而去除。植物可通過根部直接吸收水溶性重金屬，還能通過改變根系環境來改變污染物的化學形態，達到降低或消除重金屬污染物化學毒性和生物毒性的作用。一般認為植物對重金屬的吸收能力為沉水植物>漂浮植物>挺水植物，不同植物以及同一植物的不同部位對重金屬的吸收作用也不同，一般為根>莖>葉，且各部位對重金屬的累積系數隨

【13】 污染物濃度的上升而下降。3.2.2傳輸作用

對于人工濕地生態系統而言，植物生長過程中是否有充足的氧，決定著植物對所生長環境中的污染物的吸收和去除能力。人工濕地植物能將光合作用產生的氧氣通過氣道輸送至根區，在植物根區的還原態介質中形成部分氧化態的微環境，這種有氧態和缺氧態微環境的共同作用為根區的好氧!缺氧和厭氧微生物提供了各自適宜的小環境，使不同的微生物生長在一起，發揮相輔相成的作用，這樣污水中的污染物能在微生物的新陳代謝作用下完全去除。植物根系是影響水力特征的主要因素，根系對介質的穿透作用!根系橫向和縱向的擴張作用，在介質中形成許多微小的間隙，增強了介質的疏松度，使介質的水力傳輸作用得到增強。另外，植物的根系腐爛后，剩下許多的空隙和通道，這些空隙和通道增強了土壤的通透性，也【16,】有利于土壤水力傳輸。

3.3微生物的作用

微生物在人工濕地中占有極其重要的地位。微生物的數目可以直接反映出人工濕地的處理廢水的能力。微生物將污水中的有機元素作為自己的養料，最終將廢水中的有機物去除。人工濕地中的微生物數目是一定的，當廢水排放量增加時，會導致某類別的微生物數量增多，但會在一段時間后恢復平穩。在植物的不同部位，其含有的微生物種類和數目也不同，在植物的根莖，數目較多的是好氧型微生物；在植物的根系，除了好氧型微生物還有兼性厭氧型微生物；而在距離根系較遠的地方，厭氧型微生物最多。微生物不光吸收污水中的有機物質，還對有毒物質降解和對重金屬進行分解，以去除污水中的有機物質和重金屬[12,13,17]。

4.影響人工濕地污水處理能力的因素

濕地的污水凈化性能主要依賴于當地的氣候、濕地中水流動力學特性、植物種類、微生物類群及基質組成。其中當地氣候是主要影響因素,因為其有影響其他幾項因素的作用,濕地植物 種類、微生物活性和土壤中營養物質的生化循環都與氣候有關[3,17]。

4.1濕地植物的類別

人工濕地廢水處理系統中的植物對污水的處理能力很強，效果最好的是挺水植物，實驗結果表明，寬香葉蒲對油脂，Pb及Zn的吸收效果極佳；根系濃密的植物中水麥冬對N和P的吸收效果最好。香蒲，菱白等植物有很好的凈污效果，使水質更清澈。

4.2基質的類別

基質在處理污水中占有很大的作用，植物的生長離不開基質的營養提供，在廢水凈化中有很多物理沉降作用。當然，不同的基質對污水的處理能力不同，如果基質的選材和材料的大小選擇不當，則對污水的凈化能力會很弱。經研究發現，選用細石子做濕地的填料，對污染物的處理效果最好。

4.3水流的方式

表面流型的濕地對污水的處理能力比較弱；水平潛流濕地對一些特定的有機物和重金屬能很好地去除；垂直流濕地系統的硝化水平比較高。將不一樣類別的濕地系統有機結合，會很好提升對污水的凈化能力。

4.4溫度和 PH值

溫度的變化直接影響 , 的氨化、硝化與反硝化過程，從而影響人工濕地對 , 的去除"低溫下微生物基質酶的活性將受到抑制，導致酶促反應速度很慢，進而影響到硝化和含氮有機物的降解。除此外，隨著季節氣溫的變化，植物不斷生長，植物在不同生長時期對氮磷的吸收能力也是不同的，一般在春季和夏季，植物生長迅速，生物量增加，對氮磷的吸收增加，出水中氮磷含量較少，在秋季植物枯萎后，吸收速度放慢，而冬季死亡的植株甚至會釋放磷到濕地中，致使出水中磷含量上升，無機磷含量甚至高于進水。PH值對人工濕地磷的去除

【】影響較大.因為廢水中磷的去除主要是靠基質的物理化學作用，這與介質的酸堿環境有關18。

4.5 DO值

DO對氮的硝化、反硝化及磷的生物吸收和同化具有很大的影響。DO值過低是，出現缺氧狀態抑制了硝化作用的進行，不能產生大量的亞硝酸鹽和硝酸鹽，繼而使反硝化過程不能進行。DO值的提高可以有效增強微生物的代謝能力，促進微生物對磷的吸收和同化，也使硝

【】化細菌的呼吸活動加強，對有機物的降解起到了促進作用18。

5人工濕地的污染物去除機理

人工濕地可通過水體、基質、水生植物、微生物和腐殖化碎屑之間一系列復雜的物理、化學和生化反應，通過沉淀、過濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解、轉化及吸收途徑實現對水中諸如懸浮物、有機物、營養元素、金屬離子、病原體和難降解有機物等污染【】物的去除4。

5.1有機物的去除機制

國內對人工濕地去除污染物的研究主要集中在營養鹽N、P 上，對持久性有機污染物去除效果的研究工作開展的相對較少[19]。污水中的有機物包括溶解性有機物和顆粒性有機物。顆粒性有機 物通過在濕地基質中的沉積、過濾作用可以很快地被截留，進而被分解或利用 ,可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及厭氧好氧生物代謝降解過程而被分【】解去除[20]。萬寧19等人經過研究指出濕地中植物和填料可以為微生物提供一個好氧、缺氧和厭氧環境，這種有氧和缺氧區域的共同存在為根區好氧菌，厭氧菌和兼性菌等各種微生物提供了適宜的生存環境，促進了根區微生物的生長繁殖，從而提高系統的凈化能力。人工濕地系統雖然對有機物的去除率較高，但是隨著系統的運行時間增加會出現有機物的積累現象，而影響凈化效果。研究表明，水體在植物床填料內流動時，隨著遷移距離的延長，COD 的降解速率呈現減慢的趨勢[21]。

5.2氮的去除機制

人工濕地對氮的去除主要是依靠基質-植物-微生物之間相互作用，通過物理、化學和生物過程協同完成的。人工濕地系統氮的主要轉化途徑有: 礦化、基質吸附固定、植物/微生物同化吸收、硝化、反硝化和氨揮發等作用, 但是揮發、填料吸附和植物攝取的氮量十分有限【22,23】。

5.2.1氨揮發

氨揮發是一個物理化學過程，氨氮在氣態和離子態之間平衡。研究表明，當pH<8.5 時,可以忽略氨氮的揮發[22]。在PH值為 8.3 時，可揮 發 性 氣 態 氨 占10 ； 而 PH 值為 7．3 時 僅 占 1 9／ 6[20]。

5.2.2硝化 — 反硝化

不同形態的氮在人工濕地中會發生轉化，有機氮在氨化細菌的氨化作用下轉變為NH3-N，再通過硝化作用，硝化細菌把NH3-N轉化為NO2--N和NO3--N, 最后通過反硝化過程，細菌在厭氧或缺氧環境中利用有機物產能,將NO2--N和NO3—N代替O2作為電子受體，最終使氮以N2O和N2形式從系統中根本去除[18]。硝化只改變N的形 態，反硝化才真正

【】將N去除24。一般在潛流型人工濕地中，主要是厭氧環境的，反硝化速率明顯高于硝化速

【】率，硝化作用是脫氮的限制步驟22。

5.2.3植物吸收

水生植物在濕地脫氮過程中起了重要作用，植物可將氧氣輸送至根部，植物根系為微生物提供附著介質，并直接同化吸收氮素。植物主要吸收氨氮和硝態氮，優先吸收氨氮[22]。植物在系統去污過程中最重要的物理效應是它能夠支撐床表面,提供良好的物理過濾條件,并

【】且可以為微生物的生長附著提供巨大的表面積23。不同的植物對系統的除氮效率也有不同的影響。袁東海[25]等對不同植物系統人工濕地凈化生活污水總氮效果研究指出無植被系統的人工濕地除 N 效果下降速度較快,當污水中總氮的濃度為 80 mg/L 時, 其總氮去除率僅為 37% 左右, 其它有植被系統的人工濕地除氮效果下降速度比較緩慢.在有植被系統的人工濕地中, 隨著污水總氮濃度的增加, 石菖蒲植被系統人工濕地仍有較高的 N 去除效率，【】在污水總氮濃度高達80 mg/L 時, 其 N 去除效率仍維持在 65% 左右。廖新亻弟26等通過研究香根草和風車草對豬場廢水氮磷處理效果得知香根草在水中能正常生長 ,并在去除垃圾污水和生活污水 N、P表現出明顯效果，是一種良好的凈化富營養水體的植物。

5.2.4介質吸附

濕地基質層具有吸附特性。污水經過時，可以依靠基質層的吸附作用而得到凈化，黏

【】土含量高的基質層對氨態氮還有離子交換作用20。但是李玉潔卻認為基質對氮的去除作用

【】只是體現在為微生物的同化、降解和植物的吸收提供中介5。不過現在基本認定濕地中的填料也可通過一些物理和化學的途徑如吸收、吸附、過濾、離子交換等去除一部分污水中的【】氮。沸石對氨態氮具有一定的吸附功能，大多都用此填料來處理含氮廢水的試驗27。人工濕地系統中除氮的關鍵在于選擇填料, 因此新型價廉高效的吸附材料的開發應用是目前人

【】工濕地污水處理的研究重點28。

5.3對磷的去除機制

污水中磷的存在形式常見的有磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷酸鹽等。人工濕地對磷的去除主要是通過基質物理化學作用、植物吸收、與有機物結合、微生物的正常同化和過量積累等，而磷最終從系統中去除是依賴于濕地植物的收割和飽和基質的更換[18]。根據研究資料顯示，【】人工濕地對磷的去除可達60%-90%5。對磷的吸收作用最強的是基質的吸收作用，吸收效

【】果與基質中鐵，鋁和鈣等離子濃度有關。對磷吸收最少的是植物的吸收13。李曉東等得出濕地基質的除磷作用最大，富含Al3+、Fe3+、Ca2+的基質通過吸附和沉淀反應有很好的除磷效果。大量的富含Al3+、Fe3+、Ca2+的基質(鋼渣)具有顯著地的除磷效果,但限于材料自身的特性,不能實際應用。探索不同基質的組合除磷作用是今后濕地基質研究的熱點,此外,深入研

【】究基質中磷素解析釋放,也是今后需要重點開展的工作29。李海波等用水淬渣作基質研究磷吸附-解吸效果，得出水淬渣基質的磷飽和吸附量3333 mg·kg-1,其水溶性鈣含量為

【】01084%,pH值為7.54，適合作為濕地除磷基質36。微生物在濕地除磷中有著重要的作用。研究表明，由于水芹濕地和鳳眼蓮濕地中含有大量的磷細菌，水芹和鳳眼蓮濕地對磷的凈化率比空白床分別高16.0%、8.1% [30]。雖然濕地系統內附著大量的微生物，但人工濕地與傳統生物除磷在原理上有著本質的不同.一方面，廢水中的有機磷經過濕地系統磷細菌的代謝活動轉變成磷酸鹽，磷酸鹽容易被富含Al 3 +，Fe 3 +，Ca 2 + 的基質吸附，這一部分磷最終殘留在濕地系統中而與水體分離，這種方式去除的磷占絕大部分。另一方面，濕地植物本身可以直接吸收磷的化合物，通過定期收割而除去這一部分磷，這一部分磷最終從濕地系統中分離出來，但只占很少一部分[31]。水生植物去除磷的機制之一是通過植物本身的吸收作用。不同植物的除磷效果是不同的,同一種植物的不同部位的除磷效果也是不【】同的32。另外徐和勝總結人工濕地對磷素的去除隨水力停留時間的延長而增加，停留時間大于 5.3 d 時，蘆葦濕地除磷效率可以高于 88%。濕地進水 TP 負荷與磷去除速率之間有

【】較好的線性關系（R 2 > 0.91）33。不同濕地植物在生長速度、污染物的吸收轉化能力、泌氧能力等存在顯著差異，這導致基質中的微生物種群及數量有所不同，篩選適宜的植物對穩

【】定和提高人工濕地的凈化功能具有重要意義34。而夏宏生等認為植物從污水中直接吸磷并非人工濕地系統除磷的主要機理，他提出人工濕地除磷技術仍處于應用研究階段,主要集中

【】在以下幾方面:城鎮生活污水處理,非點源污染控制,水體水質恢復35。

5.4重金屬的去除機制

重金屬的去除需要基質，植物以及微生物的共同協作。研究發現，濕地系統對于鉻的去【】除效果最佳13。金屬離子去除機理主要有: 植物的吸收和富集作用、土壤膠體顆粒的吸附、【】懸浮顆粒的過濾和沉淀18。水生植物表現出的對銀、銅、鉛、鎘和鋅等微量元素的富集

【】作用和對營養大量需求的特性可以被充分利用37。

史增奎等研究表明鳳眼蓮吸收的鎘、鋅離子主 要 富 集 在 根 部(Cd2+ 2441.27 mg /kg, Zn2+ 6 412.17mg/kg),對鎘、鋅最大富集系數分別是 553.3、759.2。鳳眼蓮對鋅的富【】集能力稍高于對鎘38。總之, 利用水生植物來遷移環境中的金屬離子, 修復污染的環境, 防止重金屬離子污染從陸地進入水環境, 是非常經濟、有效、易于操作的(自然和人工的濕

【】地對金屬離子轉換率甚至接近100%)38。例如，吳敏等研究發現種植植物可提高濕地除砷效率； 以陶粒為填料的各組砷去除率分別是５０％（空白對照組），６４％（蜈蚣草組）和７４％（燈心草組）；以錳砂為填料各組相應的砷去除率分別是８９％，９５％和９１％【39】。并且譚彩云等人也用鳳眼蓮研究實驗，探究鳳眼蓮對水中重金屬離子鉛、鋅、鉻的短期去除能力，最后得出300 g鳳眼蓮對 4 L濃度為 5~ 30mg/L的鉛離子溶液的去除率均

【】可達到 99 %的實驗結論40。相比之下，曹優明等用金邊麥冬人工濕地對含鉛廢水中的鉛進行凈化處理實驗，得到流量為 3 L／d時，金邊麥冬人工濕地對鉛的去除率最高，可達到

【】98．30％； 在流量為 18 L／ d 時，去除率仍可達到 82．63％的良好效果10。

6．人工濕地污水處理技術中存在的問題及解決辦法

6.1問題與不足

第一點是現在的污水處理技術偏重于植物對廢物的吸收，但是大量的植物莖稈沒有很好的處理，造成了一定程度的二次污染。第二點是人工濕地污水處理占地面積較大，對廢水的處理效率比較低。第三點是對人工濕地污水處理技術的原理認知不全面，在水中生長的植物的選取不夠合理，對于基質的設置也有很多的不足，水溫的控制不夠嚴格，水體的成分研究不清晰。第四點是人工濕地污水處理效果受氣候的影響較大，有些水生植物在冬季難成活，【】有些不耐高溫，有些易生病蟲13。

6.2解決辦法

針對人工濕地建設時占地面積大，在選址時，要綜合考慮經濟、環境效益，通常可以把人工濕地建設在近郊地區，一方面不單單節省了市區的土地資源，另一方面，也可以直接對近郊周邊的生產基地作用。在解決植物單一性方面，需要相關部門，加強對適合該地區 氣候生長的物種進行研究，多模仿 自然濕地環境，最大程度的發揮生物的凈化作用。另外，要加強對生產過程中產生的特殊工業廢水的處理研究，目前，由于經濟飛速發展，生產工業的節奏加快，其排放的廢水也 隨之增 多，加強特殊 工業廢水研 究，尋找最優的去污機 理，最大程度的發揮人工濕地的作用，實現生物和經濟效益最大化。除此之外，要加強對人工濕地管理人員的培訓。人工濕地在長時間運作會產生淤積堵塞現象，會造成之后的處理效用明顯降低，這需要管理人員要有充分的經驗和技能去維護人工濕地的運作 【41】。

7.應用現狀

（1）澄江縣馬料河人工濕地污水處理工程。建設時間：2003年7月；工程工藝：氧化塘+垂直潛流+表流濕地；污水類型：城鎮生活污水；處理能力：3000m3/d；占地面積：20000m2；達標要求：GB18918-2002一級B標準；目前狀況：正常運行。馬料河人工濕地是云南省乃至國內填料型人工濕地污水處理系統工程化應用的典范之一。

(2)江川縣漁村大河人工濕地污水處理工程。建設時間：2004年11月；工程工藝：氧化塘+水平潛流；污水類型：農村生活污水+農業面源污染；處理能力：10000m3/d；占地面積：13000m2；達標要求：地表水Ⅳ類水要求，部分滿足Ⅲ類要求；目前狀況：正常運行，部分指標達標。該污水處理廠是高負荷潛流濕地處理富營養化污水的力作，此項工程也開啟了人工濕地高效處理污水的先河。

(3)玉溪市九溪人工濕地污水處理工程。建設時間：2008年5月；工程工藝：氧化塘+水平潛流+垂直潛流；污水類型：富營養化污水；處理能力：100000m3/d；占地面積：150000m2；達標要求：地表Ⅳ類水要求，部分滿足Ⅲ類要求；目前狀況：正常運行，出水達標。此工程是迄今為止，國內外面積最大的填料型人工濕地，工程出水除磷和氨氮外，均達到了地表3類標準，其藍藻的去除率達到99%以上。

（4）北京市奧林匹克森林公園人工濕地水質改善工程于2006年在北京市朝陽區建成并運行至今，由中國科學院水生生物研究所聯合北京市水利規劃設計研究院等單位，承擔該工程中的設計、施工、調試再生水和運行管理等方面工作。工程內的人工濕地系統作為奧林匹克森林公園水質改善、生態自然凈化系統的重要組成部分，主要功能是深度處理，保障奧林匹克森林公園主湖循環湖水水質，并與其他水質改善措施協同作用，保持整個水系水質，同時創造獨特的濕地生態景觀，成為一個向世界展示北京生態城市內涵的窗口。工程建成后，出水達到《奧林匹克森林公園水系水質模擬和維護系統設計》的模擬分析水質目標，即大部分水質指標在《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅲ-Ⅳ類。從景觀上來看，人工濕地系統在奧運公園中形成獨特的濕地景觀，豐富公園的景觀多樣性，為運動員和游客提供良好的休閑空間。

8．展望

在我國，人工濕地在污水處理中的應用研究尚處于初級階段，國家有關部門應該在思想上進一步提高對人工濕地處理污水重要性的認知程度，在政策、資金、技術等方面提供大力支持和保障，定期組織召開研討會，作好宣傳、推廣工作。另外，應該積極開展與廣泛利用人工濕地處理污水的國家間的信息交流工作。在未來的研究方向中，可著重對水生植物生理

【】生態種類篩選及有毒有害污染廢水凈化等方面進行研究6。

參考文獻：

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第五篇：人工濕地處理污水在我國西部地區的適用性分析

人工濕地處理污水在我國西部地區的適用性分析

李雙志

（1.遂寧市環境監測中心站，遂寧 629000）

1摘 要：人工濕地處理污水是我國近年來才興起的一種新型生態處理法，人工濕地在污水處理過程中具有工藝簡單、投資省、運行費用低等特點，非常適合我國西部地區城鎮的污水處理。

關鍵詞：人工濕地 污水處理 分析

Applicability Analysis about Wastewater Treatment Technology of constructed wetland in Western China

LI shuang-zhi1

（1.Suining Envirinmental Monitoring Center Station, Suining 629000）

Abstract:Constructed wetlands for wastewater treatment is a new type of ecological approach of China in recent years, constructed wetlands in wastewater treatment process has many features: a simple process,investment, and low running costs and so on, is very suited to wastewater treatment in western cities of China.Key word：constructed wetland；wastewater treatment；analysis

隨著國家實施西部大開發戰略，西部經濟持續增長，城鄉一體化建設逐步加快，城鎮規模比以前擴大了許多。但城鎮在無限擴張的同時卻沒有建設相應的污水處理設施，生活污水急劇增多，從而導致水體富營養化，影響了城鎮居民的正常生活。

健康受到了威脅。據調查，我國人群患病的88％、死亡的33％都與生活用水不潔直接相關。城鎮、農村水環境惡化，不但直接影響到工農業生產的經濟效益，同時也不利于社會的經濟發展和穩定[1]。1.2 污染的主要原因

1.2.1 城鎮居民生活污水及廢棄物的污染

西部城鎮建設迅猛發展，農村旅游資源過度開發，由此而產生的大量生活污水直接排入水體，不少地方的飲用水受到了不同程度的污染，對水環境產生了十分嚴重的污染。1.2.2 城鎮畜禽養殖場的污染

西部許多城鎮都加快了集約化、規模化的畜禽養殖場建設，畜禽糞未得及時處理而隨雨水或人為因素混入河流，這是導致水體受污染的另一重要因素。

1.2.3 城鎮企業生產排污的污染 1 西部地區城鎮污水現狀

1.1 污染現狀

隨著西部城鄉一體化建設步伐的加快，西部城鎮水資源污染越來越嚴重，水環境狀況越來越惡化，大部分的水源中重金屬、氨氮、總磷、化學耗氧量、大腸桿菌、陽離子表面活性劑等指標均存在不同程度的超標。

西部很多城鎮隨處可見到河流被污染的現象，這不僅加劇了水資源短缺，制約社會經濟發展，也使得城鎮飲水安全風險增大，制水成本提高，人民西部許多城鎮企業具有布局分散、規模小和經營粗放等特征，城鎮企業每年有大量污染物未經處理直接排放。

1.3 污水處理解決辦法

傳統的污水處理方法主要是生化二級處理法，此工藝技術成熟，處理效果理想，但建造、運行以及管理費用過高；第二種是化學法（如加入硫酸銅等）和換水法處理污水，雖然均有一定效果，但化學法易產生二次污染，換水法不夠方便、經濟，且僅適宜于小型水體[2]；第三種是利用水生植物建造人工濕地來凈化水體，這種處理方法適用范圍廣、成本低廉、處理效果良好、建造和運行簡單，非常適合在我國西部地區的中、小城鎮推廣。人工濕地污水處理技術 2.1 人工濕地的定義

人工濕地是根據土地處理系統及水生植物處理污水的原理，由人工建立的具有濕地性質的污水處理生態系統，其可分為自由水面濕地、地下水流濕地和滲濾濕地。人工濕地污水處理技術是以人工濕地(床和塘系統)處理為主的包括前處理和后處理的污水處理工藝。人工濕地污水處理技術應用范圍很廣，出水一般都優于常規二級處理效果[3]。

2.2 人工濕地生態系統的組成部分

依據濕地各部分的功能特點，可將人工濕地劃分為五個部分[4]： 2.2.1 具有透水性的基質

透水性基質包括沙粒、沙土、碎石、土壤、卵石等，它們為微生物的生長提供穩定依附表面，為化學反應提供介面，為水生植物提供載體和營養物質。

2.2.2 好氧和厭氧微生物

好氧和厭氧微生物可以轉化水中污染物，甚至對有機物可完全礦化。2.2.3 水生生物

水生生物需要經常處于水飽和狀態，如蘆葦、香蒲、菖蒲、燈心草、綠竹、水蔥等，一方面增加濕地透水性；另一方面形成了治污的根系小環境。2.2.4 各種水生動物

包括無脊椎或脊椎動物、原生動物及魚類等。2.2.5 其他

形成人工濕地污水處理系統還需要水體、植被以及可用作治理的廢水。

2.3 人工濕地污水處理的主要原理

人工濕地實質上是潛流型濕地和滲濾型土地處理系統的結合。該濕地地池（床～溝）在土壤沙礫、水生植物根系及根莖間形成空隙，廢水流經介質表面時與植物根系表面形成的生物質接觸，而生物植物通過其內腔可將葉莖從空氣中吸收來的氧轉輸入根區。

根據輸氧量與耗氧量的消化狀況，使該區有時好氧占優，有時以缺氧或厭氧占優。經好氧、缺氧、厭氧的交替運行，不僅有利于有機物的降解，也有利于氧化物的消化與脫氧反應，這種根區對生活廢水有機負荷可達160～200gBOD5/m3[5]。人工濕地處理污水的主要優勢

3.1 傳統優勢

人工濕地作為一個完整的生態系統，是正在得到研究應用和發展的污水處理實用新技術。人工濕地處理污水是充分利用了“土壤～植物～微生物”系統的凈化能力,既可去除有機污染物,又可去除造成水體富營養化的氮、磷等污染物；其二是適用范圍廣，依據其特性，非常適用于沒有完善污水管網系統的地區和鄉鎮。3.2 在西部地區建設優勢 3.2.1 建設周期

以日處理600噸污水量系統做比較[6]，常規污水處理設施建設周期需要一年左右，而同樣處理量的人工濕地污水處理系統僅需半年左右[7]，具體見表1。

表1 建設周期對比 單位：月

常規污水處理系統 人工濕地系統 類別 周期 總計 類別 周期 總計

管網 3 管網 3 沉淀池 3 10 沉淀池 3 7 設施 4 設施 3.2.2 運行費用

常規污水處理系統為保證污水處理效果良好，運行過程中還需加入藥劑使污水達標排放；而人工濕地系統中，生活污水從沉淀池進入處理系統（水生植物園）開始，只需1～2名人員做好日常維護即可，與同等規模污水處理站相比，其運行費只需后者四分之一左右，具體見表2。

表2 運行費用對比 單位：元/m3

常規污水處理系統 人工濕地系統 類別 費用 總計 類別 費用 總計

電費 0.54 電費 0.08 藥劑 0.02 藥劑

0.01 0.68

0.16 人工 0.11 人工 0.06 維護 0.01 維護

0.01 3.3 環境效益分析

西部12省區市地域遼闊，土地面積達695萬平方公里，占全國國土總面積的72.39%，2002年末人口3.67億人，占全國的28.8%。在這樣的背景下采用人工濕地來處理城鎮污水，能夠充分地利用西部的生態、地理等環境優勢，達到最大的環境效益。

其一能保持全年較高水力負荷，根據西部地區氣候條件，冬天亦能運行；其二不僅適用大中型城鎮的污水處理，也適合一村一戶排放的污水治理，可用于數家集中治理；其三對各種污染物去除能力強，可幫助削減CODcr、BOD5、NH3-N等量；其四可在西部地區旅游景區、農家樂等場所作以推廣，建成后的人工濕地可作觀賞。結語

實踐表明，人工濕地污水處理是—項不斷被深化、應用的污水處理技術，有著傳統技術所不可比擬的巨大的綜合效益，適合西部地區持續、快速和健康增長的目標。

目前，全國范圍內在建或建成的“人工濕地”型污水處理系統多達幾十家，隨著西部地區城鄉一體化建設的日漸深入，隨著經濟的持續增長以及各風景區旅游客源的增多，許多城鎮產生的生活污水量將越來越多，在這樣的背景下，推廣和建設人工

濕地污水處理系統是當務之急。

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