人工濕地凈化污水的原理

『壹』 人工濕地技術的介紹

人工濕地是利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉澱、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。

人工濕地是應用生態系統中物種共生、物質循環再生原理，結構與功能協調原則，在促進廢水中污染物質良性循環的前提下，充分發揮資源的生產潛力，防止環境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。

隨著環境保護的迅速發展，人們對濕地功能也有了廣泛的認識。濕地作為"地球之腎"，擔負著對地球自然水體的凈化和處理功能。由於城市中天然濕地的逐漸減少和消亡，因此人工濕地以其獨到的優越性受到了越來越多的關注和發展。

人工濕地系統水質凈化技術作為一種新型生態污水凈化處理方法,其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個人工濕地生態系統。當污水通過濕地系統時，其中的污染物質和營養物質被系統吸收或分解，而使水質得到凈化。

在全國范圍內選擇了3處人工濕地進行比較和綜合評價，它們分別是山東威海榮成人工濕地、湖北武漢桃花島人工濕地和遼寧沈陽渾南人工濕地。三者分別處在我國的東部、南方和北方，處理對象分別為城市污水、城市地表徑流和小區生活污水，所選擇的濕地類型、流型、濕地植物和基質組成也都存在著差別，但是3處濕地建成後都在成功地運行。

榮成市人工濕地位於山東半島最東端，屬於暖溫帶季風型濕潤氣候區，年平均氣溫為12℃左右，年平均日照2600h左右，年平均降雨量800mm左右。武漢市桃花島人工濕地示範工程位於武漢市城區的西南部，屬亞熱帶大陸季風性（濕潤）氣候，年平均氣溫15.8～17.8℃，年無霜期一般為211～272d，年平均日照時數1810～2100h，年降雨量1150～1450mm。渾南新區人工濕地位於沈陽市渾南新區，屬於北溫帶受季風影響的半濕潤大陸性氣候，年平均氣溫在8.9℃左右，最低氣溫為-30.6℃，發生在1月份，年平均日照時數為2554h，年平均降水量為727.4mm，7～8月降水量佔50%左右。

榮成污水處理廠採用蘆葦濕地處理工藝，處理系統佔地面積80hm2，處理規模為2.0萬m3/d，於1998年10月投入運行，承擔約12萬居民的生活污水及少量工業廢水。進水水質情況為:COD，200～350mg/L;BOD5，80～120mg/L;SS，150～200mg/L;TP，2～4mg/L;####NH+4-N，10～30mg/L;pH，7～8。濕地類型採用滲濾型人工濕地，是對原有的天然蘆葦濕地進行改造，實現單元化，基質沒有更換仍採用原有土壤，該濕地建在市郊，遠離居民區，與海相鄰，出水直接排海，有力地緩解了海水水質的污染。濕地運行至今達7a時間，運行比較正常，為了保證濕地功能的長效發揮，2005年在濕地的預處理部分增加了浮動生物床強化一級處理，來保證整個系統的處理效果。

桃花島示範工程主要用於控制桃花島小區1.33km2匯水面積的初期暴雨徑流，主要由儲存塘系統、景觀塘系統、水平潛流人工濕地系統、復合人工濕地系統等工程組成。儲存塘系統總面積20800m2，設計蓄水量14500m3;水平潛流人工濕地採用半地上式布置，面積5000m2，平均深度0.7m，採用由礫石、碎石、砂子和種植土組成的組合基質，設計處理水量為700～1200m3/d，設計進水水質指標為:SS，120mg/L;TP，1.6mg/L;TN，20mg/L;CODCr，160mg/L。景觀塘系統總面積3100m2。復合人工濕地系統包括一個垂直流人工濕地、3個水平潛流人工濕地和兩個表流人工濕地，垂直流人工濕地面積為300m2，水平潛流人工濕地面積為1500m2，平均深度0.5m，採用由礫石、碎石和砂子組成的組合基質，設計處理水量為560～900m3/d，設計進水水質指標為:SS，120mg/L;TP，1.6mg/L;TN，20mg/L;CODCr，160mg/L。桃花島人工濕地鄰湖而建，離居民區很近，濕地出水直接排入湖中。

渾南人工濕地佔地10.1萬m2，包括:雨水濕地生態工程、污水濕地生態工程、污泥礦化床濕地工程3部分。其中，污水人工濕地佔地6000m2，每天處理6000人住宅小區的生活污水，約1000t/d;雨水濕地佔地74000m2，每天處理2km2匯水區內雨水約2000t/d;污泥礦化濕地工程佔地21000m2，每年處理濕地污泥2000t/a。污水處理濕地採用垂直流形式，種植濕地植物蘆葦，平均深度1.5m，採用碎石、砂子和種植土組成的組合基質，設計進水水質:COD，300mg/L;BOD，150mg/L;SS，50mg/L。渾南污水處理濕地位於居民區附近，出水用於周圍的景觀建設和作為中水回用。濕地運行至今將近3a，基本達到穩定運行。

對榮成人工濕地污水處理系統COD、BOD5、SS、NH+4-N、TP監測數據進行統計分析，結果表明榮成人工濕地對污水中污染物具有很好的去除效果，特別是對SS、COD和BOD5等指標，但對NH+4-N和TP的去除效果相對較差。桃花島人工濕地示範工程中的塘—潛流人工濕地生態工程適合城市地表徑流污水的處理，塘系統的沉降作用去除了大量的SS及其攜帶的其它污染物，有效地防止濕地的堵塞和減輕濕地的污染負荷，濕地系統進一步凈化處理保證了良好的出水水質。渾南新區人工濕地對污染物具有很好的去除效果，特別是對CODCr、NH+4-N、TP和BOD5的去除率都超過了90%;SS的去除率雖然不高，但是由於進水SS的濃度很低，出水中SS的濃度不超過20mg/L;濕地對TN的去除效率比較低。

榮成人工濕地的處理成本為0.16元/m3。另外，濕地蘆葦在冬季進行收獲，主要用於當地造紙廠的原料，也具有一定的經濟效益。桃花島人工濕地的運行成本為0.184元/m3。渾南新區人工濕地的運行成本為0.715元/m3。人工濕地的初期運行一般都比較良好，系統功能要達到長效維持，在運行過程中需要根據實際的運行進行相應的調整;滲濾濕地的功能維護需要強化一級處理來做保證。

渾南濕地的單噸污水的運行成本遠高於其它兩處濕地，說明垂直流人工濕地在造價方面要更高一些，這主要跟垂直流濕地的布水和收水系統比較復雜，而且深度通常比水平潛流濕地深等原因有關。人工濕地的運行費用如果可以維持在0.2元/t以下，則僅為傳統污水處理工藝期望運行費用的1/5，環境效益和社會效益都比較顯著。

濕地處理工藝作為一種自然生物處理方法，利用閑置鹽鹼地，具有投資少、運行管理簡單、費用低、處理後出水水質穩定的特點;從長遠考慮，具有改進生態結構，促進物質能量的循環，保護濕地系統，防止近海區域赤潮發生的優點。污水直接資源化可利用凈水溝進行淡水養殖，水生植物種植，能獲得一定的經濟效益。

通過比較不難發現全國各地都在利用人工濕地污水處理技術，不同類型的人工濕地都在被推廣和應用，處理對象也多種多樣。對於人工濕地技術採用的是否合理，該技術是否具有普適性和空間移植性，在不同地區是否應該採用不同的類型等許多問題，研究者和應用者都存在著認識上的分歧或者說觀點不統一。

傳統的滲濾濕地、水平潛流人工濕地和垂直流濕地都存在自身的優缺點，而且也都有一定的應用范圍。但是，如今在不斷的研究和應用中發現人工濕地的應用范圍在被不斷的拓寬，特別是在中國，人工濕地成為一種可以跟傳統污水處理技術相媲美的一種污水處理技術，近幾年在全國范圍內得到大力的推廣和應用，不但處理對象在不斷增多，而且處理負荷也在不切實際地增加;研究報道鋪天蓋地，但可供參考的有價值的文獻少之又少，以致於到目前為止在國內沒有一個可供參考的普遍性的人工濕地設計規范，當然這種窘境在世界范圍內也同樣存在。這些問題值得我們去深度思考。

『貳』 污水處理廠尾水排放為什麼要設人工濕地

人工濕地通過吸收和降解氮、磷等富營養物，有助於緩解和改善城市生態環境，從而提升水質。配合雨水收集系統和城市中水、污水處理系統，以及適當的植物配置，可以實現水資源的循環利用。這不僅有助於凈化輕度污染的水體，還能降低城市污水處理的成本，促進綠色經濟的發展。

在污水處理廠尾水排放過程中，人工濕地能夠進一步處理污水，有效去除水質中少量的氮、磷等污染物。這不僅可以避免尾水直接排放對環境造成污染，還能保護水體生態系統的健康。

具體而言，人工濕地能夠通過物理、化學和生物作用，有效去除污水中的氮、磷等污染物。植物根系能夠吸附和過濾污染物，微生物則通過生物降解作用進一步凈化水質。此外，人工濕地還能促進生物多樣性，為各種水生生物提供棲息地，進一步提高水體的生態質量。

值得注意的是，人工濕地在處理污水的過程中，不僅能去除污染物，還能通過植物吸收、微生物降解等方式實現資源的循環利用。例如，濕地中的植物可以作為飼料或肥料，為農業生產提供支持，從而實現經濟效益和生態效益的雙贏。

綜上所述，人工濕地在污水處理廠尾水排放中扮演著至關重要的角色，不僅可以有效凈化水質，還能實現資源的循環利用，促進綠色經濟的發展。因此，在城市建設和污水處理過程中，應充分考慮人工濕地的應用，以實現水資源的可持續利用。

『叄』 人工濕地主要是什麼原理啊

人工濕地中的氮通過微生物的氨化、硝化與反硝化作用，植物的吸收，基質的吸附、過濾、沉澱等途徑去除。其中氨化、硝化與反硝化作用是去除氮的主要途徑，其基本條件是濕地中存在大量的氨化菌、硝化菌、反硝化菌和適當的濕地土壤環境條件。

氨氮可被植物直接攝取，合成植物蛋白質與有機氮後，再通過植物的收割從濕地系統中除去。

基質是人工濕地不可缺少的組成部分，它為人工濕地中微生物的生長提供穩定的依附表面，為水生植物提供生長載體和營養物質，同時，基質本身對污水凈化也有重要的作用。

不同基質類型對脫氮效果的影響不同。研究表明：在相同進水水質和水力負荷條件下，第3代活性生物濾料對COD、TN、TP去除效果最好，去除率可分別達到60%以上、80%以上、85%以上。

此外，一般來說，分層的基質要比不分層的處理效果好。研究表明，不同粒徑分層級配基質對COD的去除率均高於單一粒徑基質。

『肆』 簡述人工濕地去除污水中氮磷的基本原理

濕地系統中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的環境中依次出現好氧、缺氧、厭氧狀態，保證了廢水中的氮磷不僅能通過植物和微生物作為營養吸收，而且還可以通過硝化、反硝化作用將其除去，最後濕地系統更換填料或收割栽種植物將污染物最終除去。