人工湿地处理技术

通过人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用进行模拟，并优化组合后用于污水处理的技术。是20世纪70年代发展起来的一种污水生态处理技术。一般由人工基质和生长在其上的水生或湿地植物 (如芦苇、香蒲等) 组成，是一个独特的土壤（基质）-植物-微生物生态系统。具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质好、操作简单等优点，如果选择合适的湿地植物还具有美化环境的作用。经过人工湿地系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，它实际上是一种深度处理的方法。
人工湿地污水处理系统的构造是：
❶湿地填料。填料的选择对人工湿地的处理效果有很大的影响。填料在人工湿地中为植物提供物理支持，为各种化合物和复杂离子提供反应界面及对微生物提供附着。常用的填料有土壤、砾石、砂、沸石、碎瓦片、灰渣等。根据处理目的、污染物的特征不同而选择不同的填料。一般以处理SS、COD和BOD为主要特征污染物时可选用土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣中的一种或几种为填料。对脱氮除磷要求高的，可以选择对这两者有较强去除能力的填料进行优化组合。
❷水生植物。植物是人工湿地的重要组成部分。水生植物在人工湿地的作用，是将景观水中的部分污染物作为自身生长的养料被吸收； 将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质； 根系生长有利于景观水均匀地分布在湿地植物床过水断面上，向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境； 增加或稳定土壤的透水性。可用于组合式湿地的植物有芦苇、香蒲、灯心草、风车草、水葱、香根草、浮萍等，其中应用最广的是芦苇。人工湿地系统根据湿地中主要植物类型可分为浮生植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统。浮水植物 (如浮萍、凤眼莲) 主要用于氮、磷去除和提高传统稳定塘效率。沉水植物 (如狐尾藻、金鱼藻) 系统主要应用于初级处理和二级处理后的精处理。
根据处理方式的不同，又可分为：
❶地表流湿地系统。也称水面湿地系统。与自然湿地最为接近，是受人工设计和监督管理的影响，去污效果又优于自然湿地系统。污染水体在湿地的表面流动，水位较浅，多在0.1-0.9米之间。通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜去除污水中的大部分有机污染物。
❷潜流湿地系统。也称渗滤湿地系统。这种类型的人工湿地，污水在湿地床的内部流动，水位较深。是利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留的作用来净化污水。水流在地表以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点。与水面流湿地相比，潜流湿地的水力负荷大和污染负荷大，对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好，出水水质稳定，不需适应期，占地小，但投资要比水面湿地高，控制相对复杂，脱氮除磷的效果不如垂直流湿地。
❸垂直流湿地系统。垂直流湿地的水流情况综合了地表流湿地和潜流湿地的特性，水流在填料床中基本上呈由上向下的垂直流，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直流湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水，但对有机物的去除能力不如潜流湿地，落干、淹水时间较长，控制相对复杂，基建要求较高，夏季有孳生蚊蝇的现象。