人工濕地污水處理技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀
1 人工濕地的延革
濕地是地球上水陸作用下形成的生態(tài)系統(tǒng)中獨(dú)特的重要的生物生存環(huán)境和最富生物多樣性的自然生態(tài)景觀之一。而且它在抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、改善氣候、控制污染、美化環(huán)境和維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡等方面具有非常重要的作用，被譽(yù)為“自然之腎’”。
濕地被應(yīng)用于污水凈化始于20世紀(jì)50年代，而用人工濕地進(jìn)行污水凈化的研究始于70年代未嘲。它是近20年發(fā)展起來(lái)的一種廢水處理新技術(shù)，其特點(diǎn)是投資省、處理效果好、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單和方便，它屬于一種生態(tài)治理污水的方法，可作為傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)的一種有效替代方案，這對(duì)于節(jié)省資金、保護(hù)水環(huán)境以及進(jìn)行有效的生態(tài)恢復(fù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，故越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視和關(guān)注。
濕地處理系統(tǒng)最初主要用于接納污水處理場(chǎng)的出水，使水質(zhì)得到進(jìn)一步改善，成為保護(hù)地表水體環(huán)境質(zhì)量的緩沖地帶。80年代初濕地已發(fā)展成為處理和處置污水的系統(tǒng)，用于改造和建立濕地生態(tài)系統(tǒng)，提供水源、恢復(fù)濕地野生群落和保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)生存環(huán)境方面起很重要的作用。污水濕地處理主要應(yīng)用于以下五個(gè)方面闡：①把處理了的出水引入天然濕地處置。②利用天然濕地進(jìn)行污水深度處理。③利用經(jīng)處理的出水或經(jīng)部分處理的污水改造和建立平衡的濕地生態(tài)，進(jìn)而恢復(fù)濕地受害的鳥(niǎo)類(lèi)和野生群落。④利用人工濕地直接進(jìn)行污水處理。⑤以保護(hù)湖泊、河流為目的，利用河灘、湖灘的天然濕地凈化河水。
2 發(fā)展趨勢(shì)
人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的再生潛力，防止環(huán)境的再污染， 獲得污水處理與資源化的最佳效益，是一種較好的生態(tài)廢水處理方式，比較適合于處理水量不大，管理水平不高的城鎮(zhèn)污水和較分散的污水的處理。
在我國(guó)，一方面廢水排放量日益增加，水污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，另一方面我國(guó)的城市污水處理主要采用傳統(tǒng)的二級(jí)活性污泥處理工藝，其工程投資高、耗能大、運(yùn)行管理要求高，而對(duì)于資金有限、 技術(shù)力量薄弱的中小城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)，無(wú)力拿出太多的資金用于污水處理廠的建設(shè)和運(yùn)行。而人工濕地作為一種天然的“污水處理廠”，對(duì)于發(fā)展中國(guó)家具有更大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益 。然而，目前我國(guó)應(yīng)用人工濕地處理工業(yè)廢水和生活污水雖然有一些成功的范例，但還很少。人工濕地污水處理系統(tǒng)是對(duì)自然濕地的模擬，它是以污水處理為目標(biāo)，經(jīng)人工設(shè)計(jì)、建造的工程化的濕地系統(tǒng)。它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化作用，使水質(zhì)得到不同程度的改善，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的生態(tài)化處理。
人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，人們利用它的生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，達(dá)到了良好的內(nèi)部循環(huán)并具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益的目標(biāo)，獲得污水處理與資源化，是正在不斷得到研究、應(yīng)用和發(fā)展的污水處理實(shí)用技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)適合于我國(guó)國(guó)情，尤其適合于廣大農(nóng)村，中小城鎮(zhèn)的污水處理之中，在我國(guó)具有極其廣闊的應(yīng)用前景。此外，最近發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到利用人工濕地處理特殊工業(yè)廢水方面。將人工濕地用于處理特殊工業(yè)廢水，這是人工濕地未來(lái)發(fā)展的一個(gè)新特點(diǎn)和趨向。
3 存在的問(wèn)題
經(jīng)過(guò)20多年的研究，我國(guó)在人工濕地污水凈化技術(shù)的研究方面已經(jīng)取得了許多經(jīng)驗(yàn)參數(shù)和理論數(shù)據(jù)，但是還有許多工作有待于進(jìn)～步開(kāi)展：
(1)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染治理的研究和應(yīng)用。目前，非點(diǎn)源污染已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)點(diǎn)源污染，用傳統(tǒng)的點(diǎn)源污染控制技術(shù)很難治理非點(diǎn)源的污染，而人工濕地在這方面具有很明顯和獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和潛力，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始了這方面的應(yīng)用與研究，但國(guó)內(nèi)在實(shí)用研究方面的報(bào)導(dǎo)還很少。
(2)由于氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素是水體營(yíng)養(yǎng)化的主要原因，所以它們?nèi)匀皇俏廴疚镏斜粐?yán)格控制的主要目標(biāo)。因此，在揭示去污機(jī)制的基礎(chǔ)上，構(gòu)建或調(diào)控有利于穩(wěn)定地去除氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的人工濕地系統(tǒng)仍應(yīng)是今后研究和實(shí)踐的重要內(nèi)容。
(3)許多外在的因素如溫度、進(jìn)水負(fù)荷、水力停留時(shí)間、區(qū)域差異和氣候特征以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)類(lèi)型等都會(huì)對(duì)污水凈化效果產(chǎn)生影響。而且，目前的研究與應(yīng)用中沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，諸多研究結(jié)果很大程度上都缺乏可比性。因此，人工濕地處理系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也將成為今后研究的一個(gè)重要方向。
(4)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)在寒冷地區(qū)的運(yùn)行狀況及其在生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用。溫度的降低會(huì)影響人工濕地污水凈化的效率。因此，氣候很可能成為設(shè)計(jì)人工濕地的一個(gè)限制性因子，針對(duì)我國(guó)北方大部分寒冷地區(qū)與生態(tài)環(huán)境較差的地區(qū)，研究如何利用人工濕地特有的功能特性來(lái)改善和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
(5)鑒于目前國(guó)內(nèi)對(duì)人工濕地這項(xiàng)技術(shù)的研究應(yīng)用尚處于起步階段，有關(guān)工藝設(shè)計(jì)資料和應(yīng)用實(shí)例還不多見(jiàn)，有待結(jié)合我國(guó)不同地區(qū)的具體情況，深入開(kāi)展研究工作，取得適合于不同地區(qū)、 不同環(huán)境氣候條件及不同污水特性的實(shí)用數(shù)據(jù)， 以促進(jìn)其在我國(guó)適當(dāng)?shù)貐^(qū)的推廣應(yīng)用。
4 結(jié)語(yǔ)
目前，國(guó)內(nèi)絕大部分的城市污水處理廠均采用傳統(tǒng)的二級(jí)活性污泥法工藝，這種工藝存在著工程投資高、能耗高、運(yùn)轉(zhuǎn)管理要求高以及處理效果受進(jìn)水水質(zhì)及水量波動(dòng)影響大的不足。而人工濕地系統(tǒng)是仿真的濕地生態(tài)系統(tǒng)，在我國(guó)尚屬一項(xiàng)正在被研究、應(yīng)用和發(fā)展的處理污水的新技術(shù)，由于它具有高效率、低投資、低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、低維持技術(shù)、處理量靈活、低能耗、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合我國(guó)的國(guó)情，尤其是廣大農(nóng)村地區(qū)、中小城鎮(zhèn)地區(qū)的污水處理中。人工濕地系統(tǒng)是～項(xiàng)新興的廢水處理技術(shù)，其中有許多不足或需改進(jìn)之處，但是隨著時(shí)間的推移，在廣大科研工作者和一切社會(huì)力量的共同努力下，這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)日趨成熟，造福于人類(lèi)。
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