人工湿地

人工湿地

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。

人工湿地处理系统可以分为以下几种类型：（1）自由水面人工湿地处理系统；（2）人工潜流湿地处理系统。（3）垂直水流型人工湿地处理系统。

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人工合成湿地类型

地表流人工湿地

潜流式人工合成湿地

人工湿地的核心技术是潜流式湿地。一般由两级湿地串联，处理单元并联组成。湿地中根据处理污染物的不同而填有不同介质，种植不同种类的净化植物。水通过基质、植物和微生物的物理、化学和生物的途径共同完成系统的净化，对BOD、COD、TSS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率；此外该工艺独有的流态和结构形成的良好的硝化与反硝化功能区对TN、TP、石油类的去除明显优于其他处理方式。主要包括内部构造系统、活性酶体介质系统、植物的培植与搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、冬季运行技术。

潜流式人工合成湿地的形式分为垂直流潜流式人工湿地和水平流潜流式人工湿地。利用湿地中不同流态特点净化进水。经过潜流式湿地净化后的河水可达到地表水Ⅲ类标准，再通过排水系统排放。

垂直流潜流式人工湿地：

在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的专利介质层，达到净化的目的。垂直流潜流式湿地具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景观规划使用。

水平流潜流式人工湿地：

是潜流式湿地的另一种形式，污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到净化目的。

沟渠型人工湿地：

沟渠型湿地床包括植物系统、介质系统、收集系统。主要对雨水等面源污染进行收集处理，通过过滤、吸附、生化达到净化雨水及污水的目的。是小流域水质治理、保护的有效手段。

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污染物去除机理

水中主要污染物有三类。第一类为悬浮物；第二类为有机污染物：COD、BOD；第三类为无机营养盐：氮、磷。

SS的去除主要靠物理沉淀、过滤作用，BOD的去除主要靠微生物吸附和代谢作用，代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以使处理后水中残余的BOD浓度很低。污水中COD去除的原理与BOD基本相同。

N、P去除人工湿地主要利用生物脱氮及植物吸收方法。

生态效益

1. 降解污染物

通过对污染水质特点分析以及诸多当地区域特点考量而设计建造的人工合成湿地不仅可以对传统二级生化法难以处理的N，P等污染物有良好的去除效果，并且也可以应用到河道，区域的生态环境治理。

调节流量，控制洪涝

人工合成湿地可以在暴雨和河流涨水期储存过量的降水，均匀地把径流放出，从而避免发生洪涝灾害，保证工农业生产有稳定的水源供给。

2. 补充地下水

人工合成湿地可以为地下蓄水层补充水源，从湿地流入到蓄水层的水可成为浅层地下水系统的一部分得以保持，浅层地下水系统可为周围地区供水，维持水位，或最终流入深层地下水系统。

3. 维持生物多样性

湿地的特性为水生动植物提供了一片生息繁衍的乐土，同时也成为其他生物如鸟类良好的栖息场所

4. 缓解城市热岛效应

城市化发展致使城市地基中普遍含水量不足、土壤内部生态失去平衡，导致热岛效应逐年增强。人工合成湿地不仅可以减缓城市的高温、干燥等环境压力,在增加城市绿化率的同时也避免了传统绿地大量耗费水资源的问题。

经济效益

1．污水处理厂运营产业

依托人工合成湿地技术而建设的污水处理厂，在伴随着处理目标的实现同时延伸了运营产业。运营产业即可保障污水处理厂的运行，同时在选用合理运营模式的基础上，能够带来良好的经济效益，形成运营产业，为当地提供就业机会的同时也为增加了地方财政收入。

2. 生态产业基地

水稻、鱼类是众所周知的人工湿地产品。另外还有藕、菱、芡、茨菰、虾、贝、藻类等是富有营养的

副食品；有些湿地动植物还可入药；有许多动植物还是发展轻工业的重要原材料，如芦苇就是重要造纸原料。湿地动植物资源的利用还间接带动了加工业的发展；中国的农、渔、牧及副业生产在相当程度上要依赖于湿地提供的自然资源。因此在建设人工合成湿地的同时亦可带动当地以湿地产业为主的生态产业的发展。

3. 废料加工产业

人工合成湿地利用污泥植物床技术，解决污泥处置难点同时可以作为传统二级污水处理厂的有效补充进而降低大量污泥的排放；污泥中含有大量N、P等营养元素，混同其它废弃资源如收割后的植物、秸秆等，建造肥料加工厂，为当地农牧业提供有机肥料。

社会效益

1. 打造生态特色景观，构建和谐社会

众所周知，水体，在美化环境、调节气候、提供休憩空间方面有着重要的社会效益。随着生活污水的有效处理，水环境质量的改善，景观明渠、活水公园、人工合成湿地的建设为居民搭建了一条绿色风景线和生态走廊，使人工水系与自然水景相交融，让更多市民接近自然，享受自然。这将大大提升了周围居民的生活品质，为构建和谐社会创造了良好的社会环境。

2. 教育和科研价值

人工合成湿地生态系统、有丰富的动植物物种等，在自然科学教育和研究中都具有十分重要的作用。一些人工合成湿地可以成为教育和科学研究基地，使人们特别是学生更加直观的了解湿地，进而增加人们的环保意识。

3. 生态环保示范基地

通过与生态产业的结合，人工合成湿地亦可成为生态环保示范基地，为当地在全省乃至全国打出一个“生态环保名片”以吸引更多的关注与投资。