人工湿地系统性能探究及应用分析.doc

人工湿地系统性能探究及应用分析 　　摘要：简述了人工湿地系统的构造及其分类，分析了填料、植物和微生物的除污作用，并说明了湿地系统对氮、磷以及有机物的协同去除机理。通过郑东新区CBD人工湿地系统对如意湖水系的显著处理效果的案例分析，阐明了人工湿地的生态、环境和经济效益 关键词：人工湿地；污水处理；除污机理；郑东新区 前言： 湿地是生物多样性的摇篮，对维持区域的生态平衡起了重要作用。人工湿地的建造，既能够有效的解决一些环境问题，又能起到景观美化作用。人工湿地能够融入到城市区域环境之中，有着净化和景观两大功能，成为了城市建设发展和人类生活的重要组成部分。目前，国内外利用人工湿地系统处理水质已有数百个案例，人工湿地作为一种新型水处理技术，已经正式进入了水污染控制领域 一、人工湿地以及人工湿地的分类 （1）人工湿地及其构造 人工湿地即由人工建造的、工程化的并且可控的湿地系统。是一种人为地将基质（土壤）、植物和微生物按照一定的方式配置而成的复合生态系统。人工湿地系统是利用生态系统中物理、化学、生物的三重协调来净化水质，通过过滤、吸附、沉淀、植物吸收和微生物降解等方法，实现了对污染物的分解和净化。需要处理的污水经过人工湿地系统后，污水中的污染物以及营养物质能够被生态植物所吸收、转化和分解，从而能够使水质得到净化 人工湿地的构造为：在一定尺寸的洼地中，将土壤以及一定级别的填料，按照一定比坡度填充为填料床，污水便可在填料或者床体表面流动。同时，许多成活率高、抗水性能强、污水处理性能好、生长周期较长、美观并且具有经济价值的水生植物种植在填料的表层土壤中。以上各部分的有机组合便形成了人工湿地生态系统。随着现代技术的发展，目前的人工湿地系统能够集多种性能和功能于一体，是生态处理污水的发展新方向 （2）人工湿地的分类 按照水流方式的差异可将人工湿地分类为以下三类： ①潜流湿地（SSFW）。水在填料表面下渗流，可充分利用填料表面及植物根系上的生物膜等处理废水。环境卫生条件优良，已被广泛采用 ②地表流湿地（SFW）。废水在填料表面漫流，接近自然的湿地系统。绝大部分有机物的去除是由生物膜来完成。此种湿地系统不能够充分利用填料层丰富的植物根系，环境卫生条件较差，目前鲜有应用 ③垂直流湿地（VFW）。建造成本高，易滋长蚊、蝇等生物，未被广泛采用 按照功能与性质的不同，亦可将人工湿地分为：改善水质型（净化城市雨水、污水，属于工业湿地）、维系水平衡型（防洪调蓄，调节区域气候等，属于水库类湿地）、综合型（综合生态、环境和经济等多种功能，属于城市湿地公园）、生态型、生态保育型、景观型和生态补偿型 二、人工湿地处理污水的机理 （1）人工湿地各部分的作用 填料：填料主要是土壤。人工湿地采用的填料一般为：土壤，砂，石等用来构成湿地的虑床，作为承载植物的媒介，是构成湿地的基本组成部分。为植物的生长提供基质的同时，又能吸附并过滤掉部分污染物。此外，土壤能够通过影响植物或者微生物的代谢、生长，间接地影响湿地的污水处理效果 植物：植物有直接净化和间接净化作用。前者是指植物通过吸收、富集等作用，直接将污水中的污染物去除，主要去除污水中的氮磷和重金属等。后者是指植物能为湿地系统中其他去除污染物的过程提供环境，如为植物根区供氧，通气和水力传导等。在人工湿地中，为了体现湿地的景观效果，一般在湿地公园中种植有景观美化功能的水生草本植物，它们的处理效果好，吸收性强，耐污性能好，并且生长周期很长，茎叶繁茂以及具有很好的抗病抗虫性能。一般较常见的人工湿地植物有：凤眼莲、芦苇、香蒲、美人蕉、菖蒲、浮萍、马蹄莲、伞草、睡莲、灯心草、水竹、水葱、苍蒲等等，既有净化作用，又能够带来景观效果。目前，人工湿地多以芦苇作为湿地植物，芦苇具有广泛的适应性和极强的抗逆性，集观赏价值和净化作用与一身 微生物：微生物在不同环境中对有机物的降解方式不尽相同，有同化、异化、氨化、硝化和反硝化等作用。各种微生物在滤料的承载层中呈现不用的存在方式存在于植物根系，它们吸收并降解污染物，并利用其中的成分与植物互利共生 藻类：当污水中养分含量高时，藻类能够起短息吸收固定、其后缓慢释放的循环功能。丝状藻类控制了水体中的溶解氧和二氧化碳浓度的变化，使水体PH值发生改变，影响植物生长和对污水的处理效果 （2）氮、磷以及有机物的去除机理 人工湿地系?y综合了物理、化学、生物的三重作用，其除氮磷及有机物的原理如下： 污水中氮的去除：通过植物的吸收，微生物的硝化和反硝化作用以及吸附等作用去除氮。通过沉积和挥发等物理作用去除氮效果较小；通过化学吸附作用去除氮的缺点是一般相关化学反应都可逆，故效果并不显著；通过微生物作用对氮的去除有着显著效果