人工湿地在污水处理中的研究进展_李丽

收稿日期:2006-10-16作者简介:李丽(1979-),女,河北衡水人,助教,在读研究生,研究方向为水环境污染治理文章编号:1005-0523(2007)01-0011-04人工湿地在污水处理中的研究进展李丽,王全金(华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013)摘要:人工湿地是根据生态学原理产生的一项新型污水处理技术,具有其独到的特点和优势.在重视生态保护的今天越来越受到人们的关注.人工湿地是一项具有发展前景的污水生态处理技术.潜流人工湿地已在世界各国研究应用.本文主要介绍了人工湿地的分类,研究进展、发展趋势以及对人工湿地的展望.关键词:人工湿地;应用;研究进展;发展趋势中图分类号:X171.4文献标识码:A0引言随着城市规模的扩大和工业化的迅速发展,城市污水和工业废水的用量和排放量都在不断增加,水资源紧缺及水污染问题严重凸现.我们必须采取适当的措施进行治理和控制,否则将危及子孙后代的健康,阻碍社会发展,甚至危及我们的生命.自有人类以来,湿地一直都在发挥着净化污水的巨大作用,只是不为人们重视而已.但随着污染的加剧,其作用日渐衰落,净化作用达到饱和,经常出现水污染事件.据统计,我国每年污水排放量有数百亿吨,但只有24%的工业废水和4%的的生活污水经处理排放,有80%的饮用水源遭到了污染.虽然很多企业也自建了污水处理系统,但没有从根本上解决问题.水体被严重污染,自净能力急剧下降.通过教训和不断的摸索,人们通过水体自净发现了一种适应社会发展的水处理新途径—人工湿地生态处理技术.湿地用于污水净化始于50年代末,而人工湿地则是本世纪70年代发展起来的一种新型污水生态处理技术,是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统.利用与自然湿地系统中类似的物理、化学和生物作用的优化组合机理来处理污水.与传统工艺相比,具有独到的特点:投资及运转费用低、运行维护简单,出水水质好,对氮、磷去除效率比较高.对于一般的生活污水,完全可以达到国家允许的排放标准[1].对都市来说,人工湿地更是自然之肾,要认识它,建设它,保护它,合理利用和开发它.人工湿地可以改观生态景观,进行污水处理,调节气候,补充地下水、作为教育科研基地,形成水体植被生态网络,实现人与自然高度和谐[2].1人工湿地概述1.1人工湿地的定义人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统,其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行废水处理的[1].1.2人工湿地的组成与分类人工湿地一般由透水性的基质、水生植物、微生物及水体等部分组成,各部分相互作用,构成一个复杂的物理、化学、生态系统,通过过滤、吸附、沉淀、植物吸收、微生物降解等途径来实现污染物质的高效分解与净化[4].根据湿地中主要植物形式人工湿地可分为浮水植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统.沉水植物系统还处于实验阶段,主要应用领域在于深度处理,浮水植物系统主要用于N、P去除和第24卷第1期2007年2月华东交通大学学报JournalofEastChinaJiaotongUniversityVol.24No.1Feb.,2007提高传统稳定塘效率.目前应用的一般为挺水植物系统[5].人工湿地按水流形式可分为表面流(SFCW)和潜流(SSFCW)人工湿地.其中在潜流基础上又改造成了垂直流(VSFCW)、波形潜流(WSFCW)人工湿地系统等.表面流人工湿地(SFCW-SurfaceFlowCon-structedWetlands)与自然湿地类似,污水流经湿地表面,污染物的去除依靠植物根茎的拦截作用以及根茎上生成的生物膜的降解作用.其造价低,运行管理方便,但不能充分利用填料及植物根系作用,在处理废水过程中容易产生异味,孳生蚊蝇,一般不采用.但据研究表明表面流湿地脱氮除磷效果好于潜流湿地.潜流人工湿地(SFCW-SubsurfaceFlowCon-structedWetlands)系统中,污水流经湿地床,可以充分利用湿地中填料,相对表面流人工湿地卫生条件及保温效果好,受气候影响小,因而被欧洲、澳大利亚和南非等国广泛接受[6],应用于许多实际工程.垂直流人工湿地(VSFCW-VerticalSubsurfaceFlowConstructedWetlands)是结合表面流与潜流人工湿地的特点而成,但易孳生蚊蝇,操作、管理不便.波形流人工湿地(WSFCW):为增加水流的曲折性,使污水以波形的流态多次经过湿地内部基质,在传统潜流湿地内部增设导流板,将布水方式设计成波形流动[7],相对于传统湿地,波形流湿地在垂直方向上的处理更加优越.2.2人工湿地处理污水的机理研究近年来水体富营养化加剧,特别是在发达国家,对排放水中N、P含量有严格控制标准[8,9].到目前截止,人工湿地净化污水机理没有十分清楚.普遍认为人工湿地对污水的