人工湿地对城乡污水处理净化效果研究

人工湿地对城乡污水处理净化效果研究

闫妍

天津市环境保护技术开发中心设计所有限责任公司   天津   300074

摘要：在污水处理实际运行的过程中，最为显著的特征就是每天处理净化尾水的体量较大，且技术要求较高。城乡污水处理厂所排放的尾水一般需要进一步处理，方能满足排入外环境的要求。在阐述人工湿地对污水的净化原理基础上，加强人工湿地对城乡污水处理净化效果优化，不仅可以获取较佳的处理成效，还可以实现成本支出的最小化。

关键词：人工湿地；城乡污水；净化效果

引言

当前，在污水处理污水的过程中，存在污水处理体量较大，范围较广的问题，尤其是污水的尾水处理难度显著提升，因此，为了进一步提高整个污水处理过程的效率及质量，应科学合理选取相应的处理措施。而人工湿地作为一类新兴的污水生态净化技术，主要是由基质、植物、微生物等构成的模拟天然湿地的复合体，其具有适用范围广、去除成效佳、操作简易等优势，多用于不同类型的污水生态净化处理，实现了污水尾水再生利用和生态修复双重成效，所以人工湿地技术已成为提升污水处理净化首选的生态化处理方法。

1人工湿地对污水的净化原理

1.1基质的污水净化作用

人工湿地中会布置一些基质，包括砂砾、活性炭等传统基质，也包括沸石、陶粒等新型材料基质。基质对污水的净化作用主要体现在两个方面。一方面，基质本身对部分污染物具有吸附与促沉降的作用；另一方面，基质可作为微生物群落的载体，能够滋养很多细菌与真菌等，有利于降解污染物。

1.2植物的污水净化作用

植物对污水的净化作用主要体现在3个方面。第一，部分有机污染物质（包括酚类、石油类、芳烃类、多环芳烃类、硝基苯类等）对植物来说是营养成分，因此，植物可通过发达的根系和茎叶对这些有机物质乃至部分金属（包括铁、锰等）元素进行吸收。第二，植物可通过光合作用给湿地系统带来丰富的氧气，从而为其他生物（包括好氧微生物）提供适宜的生存环境，而且植物的根系表面也易滋生多种微生物，因此，植物能够为净化污水提供条件。第三，植物发达的根系和茎叶在水中蔓延，能够降低水流速度，有利于延长污水在生态系统中的滞留时间，使其中的污染物质有足够的时间被净化。

1.3水生动物的污水净化作用

河湖中的污染物先被细菌和真菌作为营养物质摄取，其中的有机污染物被分解为无机物；而细菌、真菌又可被原生动物吞食，其分解污染物时产生的无机物（如氮、磷等）作为营养盐类被藻类吸收；水中的浮游动物、鱼、虾、蜗牛、鸭等恰恰以藻类为食，可抑制藻类的过度繁殖，不致产生二次污染。同时，湿地生态系统食物链中蚌、螺、草食性浮游动物和鱼类等还可直接吸收营养盐类物质，有效控制藻类生长。

2城乡污水处理现状

2.1运行管理经费短缺

由于城乡地区地域辽阔，经济发展水平不均衡，且环保意识不足，所以即使许多区域在政府推动作用下建立了污水处理设施，后期依旧没有经济能力承担日常维护管理工作，使污水处理工程的运行效率和使用寿命逐渐下降。据以往调查结果显示，几乎所有城乡居民对建设污水处理工程都持积极态度，但工程建设需求资金数额较大，大部分村镇财政资金较少，村民难以承担运行管理费用，进而影响污水处理设施的正常运行。

2.2运行管理机制不健全，缺乏专业技术人员

我国大多数城乡污水治理考核工作以强调设施建设为主，往往忽略了对管理机制的监督，导致一些城乡污水处理工程由附近村民代为管理，进而出现管理运营不善、人员结构混乱等不良情况。除此之外，目前许多城乡污水处理工程程序复杂，设施小而多，需要专业技能人才进行运作，但由于城乡污水处理能力有限，运行费用不足，加上地理位置偏远等外部条件，致使缺乏综合素质较高的专业技术人员。因此，一些地区为节约投资成本，就近聘用工作人员，但聘请的人员缺乏实际操作能力，素质良莠不齐，责任感不强，即便经过岗前培训和岗位指导，仍然缺乏灵活应变能力，易造成外排水质不达标、资源浪费等现象，无法满足设施设备日常运行维护的需要。

2.3湿地运行管护不到位

现状湿地进水口阀门损坏；植物塘、表面流人工湿地中太阳能曝气机老化无曝气功能，湿地植物未能按规定定期收割；潜流人工湿地内部植物收割不及时，湿地进水及配水渠道长时间堆积的泥沙及悬浮物流入湿地内部，导致湿地内部堵塞。

3人工湿地对城乡污水处理优化

3.1加强人工湿地建设场地的考量

为确保人工湿地建设目标的实际完成，应保证人工湿地基本面积，并充分考量各方面区域内的实际状况，以确定其对人工湿地的影响，同时，结合整个工程项目的建设成本、资源耗损等，明确人工湿地建设场地。一般情况下，污水厂会选取池塘为人工湿地，因其内部生态结构稳定，可减少初期污水厂的耗损资源，且水生植物无需额外大量种植，这对于污水厂尾水的处理成效有很大帮助。同时，在人工湿地的正式建设过程中，应考量多方面因素，要预先做好深层次调研和准备工作，并有效收集汇总各方面数据信息，以保证人工湿地建设目标的达成。

3.2加强人工湿地的环境监管

通常情况下，人工湿地的内部环境并非为固定，其始终处于动态化变更，这与后续尾水的处理成效密切相关，因此，应结合项目的实际状况，不断优化升级人工湿地的环境，以此为污水处理创设较佳条件。首先，应用的技术要持续更新，这主要是因为人工湿地的环境无法与自然环境相比，其自身稳定性不佳，如果缺少强有力的技术作以支撑，易产生问题，而高效的选取信息技术，可促使人工湿地的应用更高效；其次，实现实时监管，可利用先进的信息技术对整个人工湿地做好动态化监控，如发现异常问题要及时进行检测，同时，要充分了解水生态、植物的实际状况，以免产生植物、动物大面积死亡的现象。

3.3湿地结构优化设计

（1）调整前置植物塘深度，提高净化能力及沉淀作用。针对前置植物塘水深较浅，水力停留时间短等问题，通过土方开挖及改变出水管道高程等，增加水体深度，提高水力停留时间；同时新增潜坝，延长水流路线，并增加生物基网等拦截措施，提高净化能力及沉淀作用。（2）潜流人工湿地区域。针对潜流人工湿地水力坡度较大、湿地堵塞等问题，通过改变进出水管道及湿地基地高程，降低水力坡度；同时增加滤料厚度，提高湿地容量，此外，改变滤料铺设方向，增加土工布及反冲洗系统，减小湿地堵塞风险。（3）表面流人工湿地区域。针对表面流人工湿地水力坡度较大、净化能力一般等问题，表面流人工湿地表层新增0．1m厚度的滤料，并将前端湿地调整为潜流人工湿地，增加湿地净化能力；同时通过改变进出水管道及表面流人工湿地基地高程，降低水力坡度，并改变水流方向，提高水力停留时间。（4）新增强化氧化塘。氧化塘是一种典型的“生物膜法＋活性污泥法”的生态处理池，氧化作用主要通过布置微孔曝气设备，增加水体中溶解氧浓度，促进好氧微生物增殖来实现；并布置砾石及生物栅，为曝气增氧过程中快速繁殖的微生物提供附着基质，利用附着的生物膜与污水接触发生氧化还原反应，从而去除污水中的污染物，使尾水得到净化；同时，后端布置臭氧曝气装置强化净化。

结束语

人工湿地是指采用人工手段建设，具有仿自然湿地功能和特点的湿地构筑物或湿地区域，利用基质－微生物－植物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水高效净化的一种技术。近年来，人工湿地被广泛应用于城镇污水处理领域，具有良好的环境和经济效益。

参考文献

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