农村水环境治理现状及人工湿地处理技术可行性分析[五篇材料]

第一篇：农村水环境治理现状及人工湿地处理技术可行性分析

农村水环境治理现状及人工湿地处理技术可行性分

析

摘要：论述了当前农村水环境污染及治理现状，分析了人工湿地对农村生活污水中各种有机污染物的去除机理及农村人工湿地的建设策略，并从技术、经济、环境三方面分析了利用人工湿地处理农村生活污水的可行性，综合分析可知在农村采用人工湿地工艺处理生活污水是可行的。

关键词：农村水环境；人工湿地；农村生活污水；可行性分析

简述

简要说明目前农村水环境的现状，分析可用的工作，从规模，水量，经济投入，运行管理方面，论述，提出利用人工湿地的可行性。

农村污水是指农村地区居民在生活和生产过程中形成的污水。农村生活污水是指居民生活过程中厕所排放污水、洗浴、洗衣服和厨房污水等。农村生污污水量大面广，2001年，全国农村生活污水排放量约为83.2亿t，生活污水中大量的污染物质加重受纳水体的污染，造成水体水质恶化，特别是污水中含有大量氮、磷，会使水体富营养化，这个问题引起了人们的普遍关注[1]。

农村水环境和污水治理现状

1.1农村水环境现状

20世纪80年代以前，我国农村水环境总体状况良好，水污染问题是局部性的。1980年以来，我国农村水环境质量不断恶化，目前农村水环境问题主要表现在：①排污河两岸、污水灌溉农田及地下水污染严重，许多清水河变成了排污河；②乡镇企业布局分散、生产工艺落后，排污种类多、浓度高，往往是一个企业污染了一条小河、一个池塘、一片农村，对农村水环境造成了严重威害；③城郊集约化畜禽养殖场和农村生活排污问题日益突出，大量的粪便就地堆放、污水就地排放，污染了农村内部及周边水环境和卫生环境，使乡村小河、池塘变成了臭水沟、臭水塘；④农业内部化肥和农药的大量使用、流失，已成为农村地下水和大江、大河及湖泊污染的主要原因[2]。

农村水环境状况将面临一个非常严峻的问题，灌溉水污染严重，地下水超采，污染严重，地表水呈不断恶化趋势，逐渐丧失其原有的生态环境功能[1]。

1.2农村污水治理现状 目前，特别是在湖北省中西部农村及乡镇基本没有污水集中处理设施，村民产生的生活污水处理率基本为零，人畜粪便因得不到妥善处理，粪便污染物会随着雨水径流间接排入附近水体，严重污染当地农村的水源环境，这也是导致农村疫病流行的重要因素。据调查，农村周边已很少有3类水质以上水体，一些养殖业比较发达的的乡镇，周边水体甚至为劣5类水体，农村湿地生态系统已遭受严重破坏，丧失了原有水体自净的功能。污染严重的个别地区，农民饮用水的主要水源浅表层地下水也已不同程度的受到污染。农村人口居住分散，规划滞后，农村污水处理工作难度特别大。过去，我们一直把环保工作重点放在大中城市，而忽视了占全国总面积近90%的广大农村。从而致使农村环境问题日益恶化，而水污染环境问题尤为突出，呈现出迅速恶化趋势[2]。

目前农村污水治理工作尚属起步阶段，仍存在许多困难和问题。一是建设资金严重缺乏。农村生活污水治理设施属于公益性项目，需要大量公共财政资金投入，由于各地财政比较困难，加上大部分乡镇经济薄弱，资金投入严重不足，导致治污项目很难开展；二是认识不到位，农村污水治理尚未引起人们的足够重视。所以就湖北省而言，特别需要研究开发建设成本低、处理效果好、运行无费用或低费用、适合分散型处置的处理技术对农村水污染问题进行治理。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

1.3农村水污染治理的对策

湖北是水资源相对充足的省份，所以在充分利用水资源的同时也应积极保护水资源，对农村水污染进行治理。在制定水环境保护措施时，结合自身的经济、环境特点，因地制宜地寻找适合湖北省农村水环境治理与保护措施，达到治理和保护农村水环境的目的。

农村水污染治理应着眼于长远，做好村镇建设的规划，目前湖北省农村普遍存在规划滞后、规划不科学等问题。要加强村镇规划工作，将农村污水和生活垃圾处理等作为重要内容纳入其中。因地制宜，采用分散治理和集中治理相结合的方式进行。①对于畜牧业较发达的农村，宜采用沼气处理技术，结合改厕、改厨、改栏，综合处理畜禽粪尿和生活污水；②另外积极推广生活污水湿地处理模式，充分利用农村池塘、水田的自净能力，结合农村景观建设，开展清淤清洁、养鱼养萍行动，恢复和重建湿地生态系统。

利用人工湿地治理农村生活污水

2.1 人工湿地污水处理工艺简介

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。人工湿地对废水的处理有十分复杂的净化机理，人工湿地运行稳定后，填料表面吸附了许多微生物形成的大量生物膜，植物根系分布于湿地表面，人工湿地依靠物理、化学、生物的协同作用完成污水的净化过程，强化了自然湿地生态系统的去污能力[3]。

2.1.1人工湿地对SS的去除

污水中可沉降的SS主要依靠湿地系统中物理沉降作用去除。由于湿地水流极其缓慢，水浅，加上植物茎杆的阻挡作用，SS在进水口几米内能有效地去除。实验表明，所有的固体物在系统最初的20%面积处得到去除。胶体状的SS主要依靠微生物的作用、填料渗滤作用去除。

2.1.2人工湿地对有机物的去除

人工湿地对有机物有着较强的降解能力，污水中不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留而被微生物利用，而污水中的可溶有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解去除，因此湿地床对有机物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的结果。反应过程中主要氧源来自水面复氧和植物向根区的过量氧传导。湿地系统对BOD5的去除可达80%以上。有研究表明，污水在湿地床内流动时，污水COD的降解速率会随着迁移距离的延长，呈现逐渐减慢的趋势，关于这一现象还有待研究。

2.1.3人工湿地对氮的去除

氮是植物生长不可缺少的一种元素，污水中的无机氮通常包括NH3－N和NO3－N，它们均可以被湿地中植物吸收。合成植物蛋白质，最终通过植物的收割从湿地中得到去除。另外，人工湿地中的填料也可通过一些物理和化学的途径如吸收、吸附、过滤、离子交换等去除一部分污水中的氮。

但是，湿地系统中氮的去除是主要的还是通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用。人工湿地中种植的水生物植物的重要功能之一就是将氧气从上部输送至植物根部，从而在植物根区附近形成一个好氧环境，而随着离根系距离的逐渐增大，湿地中依次出现缺氧、厌氧状态。这样的条件有利于硝化菌和反硝化菌的生长。为硝化反应和反硝化反应的进行提供了条件。

2.1.4人工湿地对磷的去除

污水中磷的存在形态取决于污水中磷的类型。最常见的有磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐等。人工湿地对磷的却除是通过植物的吸收、微生物的去除作用和填料的吸收过滤等几方面的作用共同完成的。

2.2 人工湿地处理农村生活污水的可行性 2.2.1经济可行性

我国广大农村居住比较分散，农村生活污水具有水量小，不利于生活污水的集中收集和处理，且有机物浓度偏高、日变化系数大等特别。大多数农村地广人稀，经济发展一般，还没有能力在环境治理方面投入较大的资金，需要一种投资相对小，运行稳定，运行费用低的污水处理工艺。目前我国普遍采用二级生化工艺来集中大规模处理居民的生活污水，与之配套的是庞大的管网投资，而建造中小型人工湿地污水处理设施，从一定程度上可以缓解水污染目益增多与资金短缺的矛盾。故人工湿地这种古老的污水处理工艺，将在新时代重新发挥更大的作用[4]。

2.2.2技术可行性

从 1974 年德国的第一个人工湿地试验开始 ,美国、英国、澳大利亚、捷克共和国等国家相继在此领域进行了大量的研究，均得到了较为满意的效果，出水水质可以达到二级污水排放标准的水质要求。通常情况下，对 COD，BOD5，SS的处理效率均可达到 70 %～90 %；对细菌性污染物的处理效果可以达到 99 %；对 N 的净化效果一般也可达到 50 %；P的净化效果比 N 稍差一些。有废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

与国外相比，我国人工湿地处理废水的研究较晚，最早是在1987 年天津市环保所建成了我国第一个占地 6 hm2、处理规模为 1 400 m3/ d 的芦苇床湿地工程 ,标志着我国人工湿地废水处理系统的应用研究正式开始[5 ]；1990 年 7 月又在深圳建设了白泥坑人工湿地污水处理系统。随后在北京、沈阳、山东潍坊、新疆阿图什等地也相继建造了一批人工湿地废水处理系统，取得了许多重要的试验数据和系统运行参数，为我国人工湿地系统的研究奠定了良好的基础。大量的小试和中试研究结果表明，在我国大部分地区应用人工湿地污水处理技术是可行的[6]。

2.2.3环境可行性

人工湿地系统能较充分地利用湿地植物以及基质的自然净化能力，并在污水净化过程中促进生物的生长，增加绿化面积，利用人工湿地处理系统处理生活污水的同时，也可以做到美化环境，为市民、游人创造了良好的生态人居环境，取得了显著的社会效益、环境效益和经济效益[7]。

人工湿地的建设策略

一要注意采取综合措施，实施综合治理。由于农村水环境问题情况十分复杂，污染源分散、种类繁多，即有点源污染又有面源污染，既有农村内部的问题也有来自工业和城市的问题，而且涉及多个部门和领域，因此农村水环境改善工作必须采取综合措施，综合治理，包括法律制度措施、工程技术措施和个人行动规范措施。在工程技术措施上，要综合采取减少污染源措施（如清洁生产、节约用水）、提高农田及水环境自净能力措施以及人工污水处理措施，仅仅采取人工处理措施是十分有限的，而且在经济上难以承受[8]。

二要充分利用和提高农村地域的自然净化能力。即充分利用农村周边的河流、渠系、池塘、农田和荒地等，开展土地污水处理、污水灌溉，建设氧化塘或自然湿地，构建水循环系统和水生植物与荒地结合的生态净化系统，以及建设生态农业等措施。

结语

随着国民经济的发展，农村污染问题日益严重，针对农村人口分布分散和资金短缺情况，采用合理的、行之有效的污水处理技术对农村污水进行处理是可行并且非常必要的。

⑴农村污水COD，BOD5，SS等浓度较低，经过人工湿地处理后，完全可以保证出水达到二级污水排放标准的水质要求。

⑵农村经济发展一般，还没有能力在环境治理方面投入较大的资金，人工湿地建成后运行费用基本为零，且使用寿命较长，解决了农村因为资金问题而无法投资建设污水处理设施的问题。

⑶人工湿地系统在污水净化的同时增加绿化面积，达到美化环境的目的，为市民、游人创造了良好的生态人居环境。

参考文献：

[1] 席北斗，魏自民，夏训峰.农村生态环境保护与综合治理[M].新时代出版社，2008.[2]杨继富，李久生，郝桂玲.改善我国农村水环境的总体思路和建议[C].中国水利学会第二届青年科技论文集，2005：8-13.[3] 王世和.人工湿地污水处理理论与技术[M].科学出版社，2007.[4]唐晶，吕锡武，吴琦平，吴义锋.生物、生态组合技术处理农村生活污水研究[J].中国给水排水，2008，24（17）：1-4.[5]高拯民.城市污水土地处理利用设计手册[N].北京:中国标准出版社,1990.241-244.[6]张虎成，俞穆清，贾春明.吉林西部建设人工湿地污水处理系统可行性研究[J].东北师大学报自然科学版，2005，37（1）：99-103.[7] 汪俊三.植物碎石床人工湿地污水处理技术和我的工程案例[M].北京：中国环境科学出版社，2009.[8] 尹军，崔玉波.人工湿地污水处理技术 [M].北京：化学工业出版社，2006.

第二篇：水解酸化-人工湿地处理农村污水

水解酸化-人工湿地处理农村污水

摘要：福建某饮用水源地采用水解酸化-人工湿地工艺处理农村污水，实际运行结果表明：该工艺切实可行、运行成本低，取得了较好的处理效果。当进水CODCr，BOD5，SS，NH3-N，TP 质量浓度分别低于200，300，200，25，5mg/L 时，出水CODCr，BOD5，SS，NH3-N，TP 质量浓度分别低于60，60，80，15，0.5mg/L。该系统出水水质稳定可达《农田灌溉水质标准》，出水直接回灌农田或山林，不设排放口，可以很好地保护水源。

关键词：水解酸化；人工湿地；农村污水

中图分类号: X7 文献标识码: B 文章编号: 1674-4829（2012）04-0026-03

Rural Sewage Treatment Using Hydrolysis and Acidification22．

[2] 刘斯斯.统分结合综治农村污水[J].中国投资, 2011（3）:5626．

[4] 江苏省建设厅.农村生活污水处理适用技术指南[M].南京: 江苏省建设厅, 2008． [5] 张自杰, 林荣忱, 金儒霖．排水工程(下册)[M]． 4 版．北京:中国建筑工业出版社, 2000． [6] 张克强．农村污水处理技术[M]．北京: 中国农业科学技术出版社, 2006． [7] 张璇, 邓坤.水解酸化的作用机理[J].北方环境, 2011（9）: 191-193.作者简介：李艳波(1978-)，女，河南济源人，硕士，讲师，主要研究方向为饮用水的保护及水污染控制技术。

第三篇：特别分析我国人工湿地污水处理技术

特别分析我国人工湿地污水处理技术

1人工湿地污水处理系统概述 1.1人工湿地系统的组成

人工湿地主要由三部分组成:植物、微生物、填料。植物如芦苇、风车草等水生植物,可以直接吸收污水中的有机物作为其生长的营养物质,也可以吸附、富集一些有毒的重金属,可以将空气中的氧气输送到根区,为床体中好氧和厌氧微生物提供良好的环境。微生物在湿地对污水中污染物的生物降解过程中起到了重要的作用,有机物被生物膜吸附后通过微生物的呼吸作用去除。填料如土壤、砂子、砾石等,是微生物生长的空间和场所,是湿地水生植物的载体。1.2人工湿地系统的分类

1.2.1表层流人工湿地表层流人工湿地在外貌和功能上都与自然湿地最为相似,废水在土壤的上层水平流动,固态悬浮物被填料及根系阻挡截留,通过湿地而沉淀,同时微生物也附着在填料或植物的根茎叶上,发挥生物降解作用。

1.2.2潜流人工湿地废水从湿地表面纵向流入填料床的底部,床体处于不饱和状态,氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统,但生物作用主要是厌氧反应。

1.2.3立式流湿地水流动情况综合了表层流式和潜流式的特点,但其建造要求高,易滋长蚊蝇,尚不多见。

1.3人工湿地污水处理系统的特点

湿地系统的投资和运行费用平均仅为传统二级污水厂的1/10～1/2，费用低。基本上都能达到规定的污水排放标准。

现有资料分析，湿地处理系统不仅可处理以耗氧有机物和氮、磷等营养物质为主的生活污水，尤其是对重金属和酸性的有机及无机矿物质污染有良好的去除效果。且对负荷变化的适应能力强，能全年运转，管理维护方便，但北方地区冬季易结冰。2 我国人工湿地污水处理系统现状 2.1 应用现状

近年来，我国在人工湿地的技术开发方面取得了一定的进展。1988～1990 年，在北京昌平进行了表层流人工湿地处理系统的研究，处理量为500t/d 的生活污水和工业废水，占地2hm2，水力负荷为4.7cm/d，COD 去除效率为81.2%，BOD 去除效率为85.8%。1990 年7月，国家环保局华南科学研究所在深圳市郊设计、建成了白泥坑人工湿地污水处理试验工程，整个系统采用潜流式植物碎石体和兼性稳定塘相组合的设计，COD去除效率为71%，BOD 去除效率为90%。深圳市河流综合治理重点工程之一的沙田人工湿地污水处理厂，于2000 年12 月开始建设，2001 年7 月建成投产，处理规模为5000m3/d，占地2 万m2，COD 去除效率76%，BOD 去除效率78%。目前，山东省也在积极开展人工湿地系统的设计、规划工作。

人工湿地除处理生活污水外，还广泛应用于处理农业面源污染、垃圾场渗滤液、富营养化水体、采油废水、采矿废水等。随着研究的逐渐深入，人工湿地还被用于改善饮用水源的水质，如利用人工湿地改善北京官厅水库水质，出水基本满足地面水Ⅲ类标准。

2.2 人工湿地处理污水在国内的优势 2.2.1 面源污染的控制

长期以来，村镇与社区的污水处理没有受到应有的重视。据统计，95%以上的生活污水及粪便废水被直接排入地下或江河湖泊，加重了水污染控制的难度。因此，可将适当负荷的人工湿地污水处理系统应用于面源污染控制。2.2.2 城市污水处理的经济型模式

目前，国内外普遍采用二级生化处理工艺来集中处理量大面广的生活污水，往往需要庞大的充氧曝气设施，大规模的收集管网，较高的运行费用和管理水平。同时，去除氮、磷污染物的能力较差，易造成受纳水体的富营养化。应用人工湿地进行小型分散化的污水就地处理模式，不需要大量的污水收集管网，而且其建造费用可由开发商、居民和政府共同承担，在某种意义上缓解了水污染日益增多与政府资金短缺之间的矛盾。

2.2.3 饮用水源和景观用水的保护

人工湿地系统较能充分地利用自然中的湿地植物以及基质的自然净化能力，并在污水净化工程中促进植物的生长，增加绿化面积，并为野生动物提供栖息地，有利于生态环境的建设。利用人工湿地处理系统处理城市公园、绿地景观水的同时，也美化了环境，为市民、游人创造了良好的生态环境，取得了显著的社会、环境和经济效益。

2.2.4 人工湿地的资源化利用

人工湿地处理分散型生活污水的一个重要优势，便是经过人工湿地系统处理净化的污水可做中水回用，以解决目前普遍面临的水资源危机。在农村地区，可以利用净化后的污水用于当地农业灌溉、水产养殖等； 在城镇社区，生活污水集中于人工湿地系统处理后，可直接用于社区的花木浇灌等，兼具了绿化和美化小区环境的作用。2.2.5 其他

此外，在人工湿地系统推广种植用于生产生物质能源的植物，具有很大的经济潜力。目前，多数能源植物的研究尚处于实验和示范阶段，而我国在能源植物作为湿地植物种植方面所开展的工作几乎空白。2.3 国内应用湿地污水处理存在的问题 2.3.1 工艺存在的问题

我国在人工湿地系统应用中普遍存在的问题有：

①淤积阻塞。造成这种情况的原因，往往是污水没有经过预处理直接排入湿地，或是在人工湿地运行的初期，植物根系不发达导致去除悬浮物能力较差，有些情况下，甚至是由于进水水力负荷太大或是洪水暴雨对人工湿地床体的冲击而造成堵塞。②坡降变化。由于水流的不断流动、冲刷，造成处理单元的坡降发生改变，致使配水不均，增加了单位面积处理单元的水力负荷，同时也使得有机负荷的区域分配不均，降低了处理效果。

③水生动植物对处理系统的影响。④对周围土壤有渗透的影响。2.3.2 土地资源可利用性的制约

一般来说，人工湿地处理负荷较低，因此占地面积较大。以深圳沙田污水厂为例，处理1m3 污水需要湿地的面积为1.88m2 如果考虑前期处理，总用地为4m2/m3。如果以每人每天平均用水300L 计算，则平均处理一个人每天所产生的污水便需要1.2m2 的面积。由深圳白泥坑人工湿地污水处理试验工程可知，处理1m3 污水需要湿地的面积为2.7m2 左右，相较于传统生化二级处理，单位污水处理用地明显较大，特别是我国大部分地区土地资源都较为紧张的情况下，人工湿地污水处理系统的应用更受影响。

2.3.3 气候条件的制约

我国南方地区洪水及雨季对人工湿地的运行影响很大，往往改变了实地处理单元中的坡降甚至淹没湿地，严重影响了系统。而在北方地区，气温则是影响构建湿地运行的最重要因素，系统的处理效率最低或者甚至为零。2.3.4 缺乏相关的数据和统一规范

由于我国人工湿地污水处理技术起步较晚，且目前投入运行试验的人工湿地污水处理系统较少，所以关于人工湿地的设计、建造、运行、维护等过程的相关数据和资料，目前还没有系统的统计和整理，长期运行系统的数据也缺乏可靠积累。3 展望

人工湿地是一种很有发展前景的污水处理系统，今后应该从以下几个方面寻求新的突破。

3.1 建立人工湿地数据库

由于各地的气候条件, 湿地规模，负荷率，几何布置，植物种类构成，及废水的类型构成等变化很大，因而对人工湿地很难有统一的设计和运行参数。因此，建立必要的数据库，有助于湿地系统的设计和管理维护。3.2 进一步探索人工湿地机理

由于其所涉及机理的复杂性和领域的广泛性，虽然有些机理研究已经得到初步的认可，但是仍有许多问题需要进一步研究。比如，目前仍未完整地建立起各种污染物的去除反应动力学模型，现有的模型基本为一些经验模型而无法得到广泛的应用。3.3 改良人工湿地技术

目前，世界各国都投入了大量精力以改良人工湿地技术，将一些传统污水处理技术引入人工湿地。除了对现有的人工湿地系统进行研究以改良和优化工程设计参数外，对系统的长期运行能力和管理问题也正在得到深入研究。例如，选择适当的操作方式,以防止填料的堵塞;选择新型的填料,以确保长期的除磷效果;选择新型的水生植物,以提高湿地系统的综合效益等。3.4 加强湿地植物生物质能的利用研究

湿地植物具有很大的生物质能价值，开发合适的经济的生物质能的利用技术，最大化人工湿地系统资源利用，在发挥其生态效益的同时，可增加一定的经济效益。

第四篇：我国人工湿地污水处理技术现状分析

我国人工湿地污水处理技术现状分析

何胜

13级环境科学二班

摘要：人工构建湿地对于污水的处理是建立于自然湿地对于污水的处理之上的一种新型的污水处理技术，它具有区别于其他的污水处理方式的独特优势，受到了国内外污水处理部门的广泛青睐。本文对于湿地污水处理系统的定义进行了简单介绍，对于人工湿地的现状进行了简单阐述，针对人工湿地的优缺点也进行了分析；同时还介绍了污水在湿地当中的处理过程以及净化机理，最后介绍了我国人工湿地处理技术的应用现状，存在的问题和改善措施。以及简单介绍目前国内有哪些运行良好的从事人工湿地污水处理的企业工程 关键词：人工湿地；污水处理现状；当前特征及展望

Abstract: the artificial construction of wetlands for wastewater treatment is based on natural wetlands for wastewater treatment on a new type of sewage treatment technology, it is different from other way of sewage disposal of unique advantages, widely favored by the wastewater treatment sector at home and abroad.In this paper, definition of wetland sewage treatment system has carried on the simple introduction, for briefly elaborated the present situation of the artificial wetland, in view of the paper has analyzed the advantages and disadvantages of artificial wetland;At the same time also introduces the process and the purification mechanism of sewage in wetland, finally introduced the our country the present situation of the application of artificial wetland treatment technology, existing problems and improving measures.And simple introduce what are the current domestic well-run enterprise of artificial wetland wastewater treatment engineering.Keywords: artificial wetland;The sewage processing status;The current characteristics and prospects

0引用

随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高,污水的种类和产量也随之不断增加,需要设计更为经济、更为高效以及适应范围更为广泛的污水处理系统,来面对这一日益严峻的现实问题。然而,我国已经兴建的许多城市二级污水处理厂由于处理成本和维持费用昂贵而经常处于间歇运行或者根本不运行的状态,导致大量建设资金的浪费和环境污染的日趋恶化。此外,传统的活性污泥法以去除碳源污染物为主,对氮磷等营养物质的去

【】除则微乎其微,出水排入环境水体后易引起富营养化等问题1。而人工湿地污水处理技术在许多领域内成为了传统污水处理工艺的廉价替代方案，目前应用较多的类型是表面流湿地和水平潜流湿地利用人工湿地处理污水有着传统处理工艺不可比拟的优势：投资少，造价，运营成本低廉；系统组合具有多样性、针对性、能够灵活地进行选择；处理污水具有高效性；【】有独特的绿化环境功能2。

1人工湿地的概念与历史

人工湿地系统是将污水引到人工建造的类似于沼泽的湿地上,在一定的填料上种植特选的植物,形成一个独特的动植物生态环境,利用植物的根脉和其周围土壤微生物来联合对污水进行处理,污水流经湿地时大量的污染物被填料和植物根系阻挡截留,有机污染物和N、P等

【】则通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被除去3。

运用人工湿地处理污水可追溯到1903年，建在英国约克郡Earby的人工湿地，被认为是世界上第一个用于处理污水的人工湿地，连续运行直到1992年。而人工湿地生态系统在世界各地逐渐受到重视并被运用，还是在20世纪70年代德国学者Kichunth提出根区法(the root-zone-method)理论之后开始的[4]。20世纪70年代以来,人工湿地污水处理系统在我国得到了迅速发展：1987年,天津市环境保护研究所建成我国第一座芦苇湿地工程,处理规模为1 400 m3·d-1；1990年,华南环境保护研究所建成深圳白泥坑人工湿地示范工程,以及近年来成都市活水公园和沈阳市新近建成通水的马官桥污水生态处理厂,都是人工湿地污水处理的【】典型范例1。

2人工湿地的组成及分类

2.1人工湿地的组成

人工湿地由以下五部分组成：（1）各种透水性的基质，如土壤、砂、砾石；（2）在饱和水和厌氧基质中生长的植物，如芦苇；（3）水体（在基质表面下或表面上流动的水）；（4）好氧或者厌氧微生物种群；（5）无脊椎或脊椎动物。其中微生物、水生植物以及基质是人工

【】湿地的主要组成部分，也是影响污染物去除率的重要因素4。

2.2人工湿地的分类 2.2.1处理系统的类型

按照工程设计和水体流态的差异，人工湿地污水处理系统可以分为表面流湿地、水平流湿地和垂直流湿地3种主要类型（图

1、表1）

【】

表1 人工湿地污水处理分类及其特点5

图1 人工湿地的类型及其构造

[4]

2.2.2湿地中主要植物类型 湿地植物，在人工湿地系统中起着重要的作用，在湿地净化污水的过程中，被称为“营养盐清道夫”。按照应用类型，可分为观叶植物、观花植物、草皮植物、地被植物等;按生长环境可分为水生植物、沼生植物和湿生植物三类;按植物的生活类型看，可分为挺水植物、【6】【】沉水植物和浮水植物三类。常用于人工湿地系统的植物有芦苇、香蒲、荷花、美人蕉

7、【】【】【】凤眼莲

8、黑麦草、菖蒲

9、金边麦冬10等。

【】在人工湿地净化污水过程中,植物的直接作用可以归纳为3个重要的方面:11

(1)直接吸收污水中可利用的营养物质,吸附和富集重金属和一些有毒有害物质;(2)为根区好氧微生物输送氧气;(3)增强和维持介质的水力传输。除此之外,植物根系能分泌多种有机复合物,为微生物提供碳源。

此外,湿地植物还具有3个间接的重要的作用:(1)显著增加微生物的附着(植物的根茎叶);(2)湿地中植物可将大气氧传输至根部,使根在厌氧环境中生长;(3)增加或稳定土壤的透水性。

【】

表2 主要植物类型12

表3 常用湿地植物的性质

【11】

3人工湿地净化污水的原理

3.1基质的作用

基质是人工制造的填料，它是用沙、石、土等以按照不同的排列及不同的厚度铺成的，植物可以在上面生长，土壤中的分解者可以依附在上面。它不但是废水净化的重要物质，还是微生物生长的重要场所，又为水中生长的动植物提供营养物质。当废水中的有机物质到达人工湿地时，基质会发生一系列物理变化和化学变化，将废水中的有机元素氮和磷吸收。基

【】质的选材不同，其净化的结果也不同5,12,13,14。

3.2植物的作用

植物在人工湿地系统中起着很大的作用

【15】。

3.2.1吸收作用

植物作为湿地的初级生产者，具有吸收储存水体营养物!净化污染物!抑制低等藻类生长!促进其他水生生物代谢的作用。污水中的氮以有机氮和无机氮两种形式存在，其中无机氮被植物吸收利用，污水中的氮以有机氮和无机氮两种形式存在，其中无机氮被植物吸收利用，作为生长过程中不可缺少的营养物质；部分有机氮被微生物分解成氨氮后，也能被植物吸收利用。植物将吸收的氮素合成蛋白质等有机氮，再通过收割植物将有机氮去除。人工湿地法在处理污水时，废水中的无机磷在植物吸收剂同化作用下可转化成ATP、DNA、RBA等有机成分，然后通过收割植物而去除。植物可通过根部直接吸收水溶性重金属，还能通过改变根系环境来改变污染物的化学形态，达到降低或消除重金属污染物化学毒性和生物毒性的作用。一般认为植物对重金属的吸收能力为沉水植物>漂浮植物>挺水植物，不同植物以及同一植物的不同部位对重金属的吸收作用也不同，一般为根>茎>叶，且各部位对重金属的累积系数随

【13】 污染物浓度的上升而下降。3.2.2传输作用

对于人工湿地生态系统而言，植物生长过程中是否有充足的氧，决定着植物对所生长环境中的污染物的吸收和去除能力。人工湿地植物能将光合作用产生的氧气通过气道输送至根区，在植物根区的还原态介质中形成部分氧化态的微环境，这种有氧态和缺氧态微环境的共同作用为根区的好氧!缺氧和厌氧微生物提供了各自适宜的小环境，使不同的微生物生长在一起，发挥相辅相成的作用，这样污水中的污染物能在微生物的新陈代谢作用下完全去除。植物根系是影响水力特征的主要因素，根系对介质的穿透作用!根系横向和纵向的扩张作用，在介质中形成许多微小的间隙，增强了介质的疏松度，使介质的水力传输作用得到增强。另外，植物的根系腐烂后，剩下许多的空隙和通道，这些空隙和通道增强了土壤的通透性，也【16,】有利于土壤水力传输。

3.3微生物的作用

微生物在人工湿地中占有极其重要的地位。微生物的数目可以直接反映出人工湿地的处理废水的能力。微生物将污水中的有机元素作为自己的养料，最终将废水中的有机物去除。人工湿地中的微生物数目是一定的，当废水排放量增加时，会导致某类别的微生物数量增多，但会在一段时间后恢复平稳。在植物的不同部位，其含有的微生物种类和数目也不同，在植物的根茎，数目较多的是好氧型微生物；在植物的根系，除了好氧型微生物还有兼性厌氧型微生物；而在距离根系较远的地方，厌氧型微生物最多。微生物不光吸收污水中的有机物质，还对有毒物质降解和对重金属进行分解，以去除污水中的有机物质和重金属[12,13,17]。

4.影响人工湿地污水处理能力的因素

湿地的污水净化性能主要依赖于当地的气候、湿地中水流动力学特性、植物种类、微生物类群及基质组成。其中当地气候是主要影响因素,因为其有影响其他几项因素的作用,湿地植物 种类、微生物活性和土壤中营养物质的生化循环都与气候有关[3,17]。

4.1湿地植物的类别

人工湿地废水处理系统中的植物对污水的处理能力很强，效果最好的是挺水植物，实验结果表明，宽香叶蒲对油脂，Pb及Zn的吸收效果极佳；根系浓密的植物中水麦冬对N和P的吸收效果最好。香蒲，菱白等植物有很好的净污效果，使水质更清澈。

4.2基质的类别

基质在处理污水中占有很大的作用，植物的生长离不开基质的营养提供，在废水净化中有很多物理沉降作用。当然，不同的基质对污水的处理能力不同，如果基质的选材和材料的大小选择不当，则对污水的净化能力会很弱。经研究发现，选用细石子做湿地的填料，对污染物的处理效果最好。

4.3水流的方式

表面流型的湿地对污水的处理能力比较弱；水平潜流湿地对一些特定的有机物和重金属能很好地去除；垂直流湿地系统的硝化水平比较高。将不一样类别的湿地系统有机结合，会很好提升对污水的净化能力。

4.4温度和 PH值

温度的变化直接影响 , 的氨化、硝化与反硝化过程，从而影响人工湿地对 , 的去除"低温下微生物基质酶的活性将受到抑制，导致酶促反应速度很慢，进而影响到硝化和含氮有机物的降解。除此外，随着季节气温的变化，植物不断生长，植物在不同生长时期对氮磷的吸收能力也是不同的，一般在春季和夏季，植物生长迅速，生物量增加，对氮磷的吸收增加，出水中氮磷含量较少，在秋季植物枯萎后，吸收速度放慢，而冬季死亡的植株甚至会释放磷到湿地中，致使出水中磷含量上升，无机磷含量甚至高于进水。PH值对人工湿地磷的去除

【】影响较大.因为废水中磷的去除主要是靠基质的物理化学作用，这与介质的酸碱环境有关18。

4.5 DO值

DO对氮的硝化、反硝化及磷的生物吸收和同化具有很大的影响。DO值过低是，出现缺氧状态抑制了硝化作用的进行，不能产生大量的亚硝酸盐和硝酸盐，继而使反硝化过程不能进行。DO值的提高可以有效增强微生物的代谢能力，促进微生物对磷的吸收和同化，也使硝

【】化细菌的呼吸活动加强，对有机物的降解起到了促进作用18。

5人工湿地的污染物去除机理

人工湿地可通过水体、基质、水生植物、微生物和腐殖化碎屑之间一系列复杂的物理、化学和生化反应，通过沉淀、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解、转化及吸收途径实现对水中诸如悬浮物、有机物、营养元素、金属离子、病原体和难降解有机物等污染【】物的去除4。

5.1有机物的去除机制

国内对人工湿地去除污染物的研究主要集中在营养盐N、P 上，对持久性有机污染物去除效果的研究工作开展的相对较少[19]。污水中的有机物包括溶解性有机物和颗粒性有机物。颗粒性有机 物通过在湿地基质中的沉积、过滤作用可以很快地被截留，进而被分解或利用 ,可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及厌氧好氧生物代谢降解过程而被分【】解去除[20]。万宁19等人经过研究指出湿地中植物和填料可以为微生物提供一个好氧、缺氧和厌氧环境，这种有氧和缺氧区域的共同存在为根区好氧菌，厌氧菌和兼性菌等各种微生物提供了适宜的生存环境，促进了根区微生物的生长繁殖，从而提高系统的净化能力。人工湿地系统虽然对有机物的去除率较高，但是随着系统的运行时间增加会出现有机物的积累现象，而影响净化效果。研究表明，水体在植物床填料内流动时，随着迁移距离的延长，COD 的降解速率呈现减慢的趋势[21]。

5.2氮的去除机制

人工湿地对氮的去除主要是依靠基质-植物-微生物之间相互作用，通过物理、化学和生物过程协同完成的。人工湿地系统氮的主要转化途径有: 矿化、基质吸附固定、植物/微生物同化吸收、硝化、反硝化和氨挥发等作用, 但是挥发、填料吸附和植物摄取的氮量十分有限【22,23】。

5.2.1氨挥发

氨挥发是一个物理化学过程，氨氮在气态和离子态之间平衡。研究表明，当pH<8.5 时,可以忽略氨氮的挥发[22]。在PH值为 8.3 时，可挥 发 性 气 态 氨 占10 ； 而 PH 值为 7．3 时 仅 占 1 9／ 6[20]。

5.2.2硝化 — 反硝化

不同形态的氮在人工湿地中会发生转化，有机氮在氨化细菌的氨化作用下转变为NH3-N，再通过硝化作用，硝化细菌把NH3-N转化为NO2--N和NO3--N, 最后通过反硝化过程，细菌在厌氧或缺氧环境中利用有机物产能,将NO2--N和NO3—N代替O2作为电子受体，最终使氮以N2O和N2形式从系统中根本去除[18]。硝化只改变N的形 态，反硝化才真正

【】将N去除24。一般在潜流型人工湿地中，主要是厌氧环境的，反硝化速率明显高于硝化速

【】率，硝化作用是脱氮的限制步骤22。

5.2.3植物吸收

水生植物在湿地脱氮过程中起了重要作用，植物可将氧气输送至根部，植物根系为微生物提供附着介质，并直接同化吸收氮素。植物主要吸收氨氮和硝态氮，优先吸收氨氮[22]。植物在系统去污过程中最重要的物理效应是它能够支撑床表面,提供良好的物理过滤条件,并

【】且可以为微生物的生长附着提供巨大的表面积23。不同的植物对系统的除氮效率也有不同的影响。袁东海[25]等对不同植物系统人工湿地净化生活污水总氮效果研究指出无植被系统的人工湿地除 N 效果下降速度较快,当污水中总氮的浓度为 80 mg/L 时, 其总氮去除率仅为 37% 左右, 其它有植被系统的人工湿地除氮效果下降速度比较缓慢.在有植被系统的人工湿地中, 随着污水总氮浓度的增加, 石菖蒲植被系统人工湿地仍有较高的 N 去除效率，【】在污水总氮浓度高达80 mg/L 时, 其 N 去除效率仍维持在 65% 左右。廖新亻弟26等通过研究香根草和风车草对猪场废水氮磷处理效果得知香根草在水中能正常生长 ,并在去除垃圾污水和生活污水 N、P表现出明显效果，是一种良好的净化富营养水体的植物。

5.2.4介质吸附

湿地基质层具有吸附特性。污水经过时，可以依靠基质层的吸附作用而得到净化，黏

【】土含量高的基质层对氨态氮还有离子交换作用20。但是李玉洁却认为基质对氮的去除作用

【】只是体现在为微生物的同化、降解和植物的吸收提供中介5。不过现在基本认定湿地中的填料也可通过一些物理和化学的途径如吸收、吸附、过滤、离子交换等去除一部分污水中的【】氮。沸石对氨态氮具有一定的吸附功能，大多都用此填料来处理含氮废水的试验27。人工湿地系统中除氮的关键在于选择填料, 因此新型价廉高效的吸附材料的开发应用是目前人

【】工湿地污水处理的研究重点28。

5.3对磷的去除机制

污水中磷的存在形式常见的有磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐等。人工湿地对磷的去除主要是通过基质物理化学作用、植物吸收、与有机物结合、微生物的正常同化和过量积累等，而磷最终从系统中去除是依赖于湿地植物的收割和饱和基质的更换[18]。根据研究资料显示，【】人工湿地对磷的去除可达60%-90%5。对磷的吸收作用最强的是基质的吸收作用，吸收效

【】果与基质中铁，铝和钙等离子浓度有关。对磷吸收最少的是植物的吸收13。李晓东等得出湿地基质的除磷作用最大，富含Al3+、Fe3+、Ca2+的基质通过吸附和沉淀反应有很好的除磷效果。大量的富含Al3+、Fe3+、Ca2+的基质(钢渣)具有显著地的除磷效果,但限于材料自身的特性,不能实际应用。探索不同基质的组合除磷作用是今后湿地基质研究的热点,此外,深入研

【】究基质中磷素解析释放,也是今后需要重点开展的工作29。李海波等用水淬渣作基质研究磷吸附-解吸效果，得出水淬渣基质的磷饱和吸附量3333 mg·kg-1,其水溶性钙含量为

【】01084%,pH值为7.54，适合作为湿地除磷基质36。微生物在湿地除磷中有着重要的作用。研究表明，由于水芹湿地和凤眼莲湿地中含有大量的磷细菌，水芹和凤眼莲湿地对磷的净化率比空白床分别高16.0%、8.1% [30]。虽然湿地系统内附着大量的微生物，但人工湿地与传统生物除磷在原理上有着本质的不同.一方面，废水中的有机磷经过湿地系统磷细菌的代谢活动转变成磷酸盐，磷酸盐容易被富含Al 3 +，Fe 3 +，Ca 2 + 的基质吸附，这一部分磷最终残留在湿地系统中而与水体分离，这种方式去除的磷占绝大部分。另一方面，湿地植物本身可以直接吸收磷的化合物，通过定期收割而除去这一部分磷，这一部分磷最终从湿地系统中分离出来，但只占很少一部分[31]。水生植物去除磷的机制之一是通过植物本身的吸收作用。不同植物的除磷效果是不同的,同一种植物的不同部位的除磷效果也是不【】同的32。另外徐和胜总结人工湿地对磷素的去除随水力停留时间的延长而增加，停留时间大于 5.3 d 时，芦苇湿地除磷效率可以高于 88%。湿地进水 TP 负荷与磷去除速率之间有

【】较好的线性关系（R 2 > 0.91）33。不同湿地植物在生长速度、污染物的吸收转化能力、泌氧能力等存在显著差异，这导致基质中的微生物种群及数量有所不同，筛选适宜的植物对稳

【】定和提高人工湿地的净化功能具有重要意义34。而夏宏生等认为植物从污水中直接吸磷并非人工湿地系统除磷的主要机理，他提出人工湿地除磷技术仍处于应用研究阶段,主要集中

【】在以下几方面:城镇生活污水处理,非点源污染控制,水体水质恢复35。

5.4重金属的去除机制

重金属的去除需要基质，植物以及微生物的共同协作。研究发现，湿地系统对于铬的去【】除效果最佳13。金属离子去除机理主要有: 植物的吸收和富集作用、土壤胶体颗粒的吸附、【】悬浮颗粒的过滤和沉淀18。水生植物表现出的对银、铜、铅、镉和锌等微量元素的富集

【】作用和对营养大量需求的特性可以被充分利用37。

史增奎等研究表明凤眼莲吸收的镉、锌离子主 要 富 集 在 根 部(Cd2+ 2441.27 mg /kg, Zn2+ 6 412.17mg/kg),对镉、锌最大富集系数分别是 553.3、759.2。凤眼莲对锌的富【】集能力稍高于对镉38。总之, 利用水生植物来迁移环境中的金属离子, 修复污染的环境, 防止重金属离子污染从陆地进入水环境, 是非常经济、有效、易于操作的(自然和人工的湿

【】地对金属离子转换率甚至接近100%)38。例如，吴敏等研究发现种植植物可提高湿地除砷效率； 以陶粒为填料的各组砷去除率分别是５０％（空白对照组），６４％（蜈蚣草组）和７４％（灯心草组）；以锰砂为填料各组相应的砷去除率分别是８９％，９５％和９１％【39】。并且谭彩云等人也用凤眼莲研究实验，探究凤眼莲对水中重金属离子铅、锌、铬的短期去除能力，最后得出300 g凤眼莲对 4 L浓度为 5~ 30mg/L的铅离子溶液的去除率均

【】可达到 99 %的实验结论40。相比之下，曹优明等用金边麦冬人工湿地对含铅废水中的铅进行净化处理实验，得到流量为 3 L／d时，金边麦冬人工湿地对铅的去除率最高，可达到

【】98．30％； 在流量为 18 L／ d 时，去除率仍可达到 82．63％的良好效果10。

6．人工湿地污水处理技术中存在的问题及解决办法

6.1问题与不足

第一点是现在的污水处理技术偏重于植物对废物的吸收，但是大量的植物茎秆没有很好的处理，造成了一定程度的二次污染。第二点是人工湿地污水处理占地面积较大，对废水的处理效率比较低。第三点是对人工湿地污水处理技术的原理认知不全面，在水中生长的植物的选取不够合理，对于基质的设置也有很多的不足，水温的控制不够严格，水体的成分研究不清晰。第四点是人工湿地污水处理效果受气候的影响较大，有些水生植物在冬季难成活，【】有些不耐高温，有些易生病虫13。

6.2解决办法

针对人工湿地建设时占地面积大，在选址时，要综合考虑经济、环境效益，通常可以把人工湿地建设在近郊地区，一方面不单单节省了市区的土地资源，另一方面，也可以直接对近郊周边的生产基地作用。在解决植物单一性方面，需要相关部门，加强对适合该地区 气候生长的物种进行研究，多模仿 自然湿地环境，最大程度的发挥生物的净化作用。另外，要加强对生产过程中产生的特殊工业废水的处理研究，目前，由于经济飞速发展，生产工业的节奏加快，其排放的废水也 随之增 多，加强特殊 工业废水研 究，寻找最优的去污机 理，最大程度的发挥人工湿地的作用，实现生物和经济效益最大化。除此之外，要加强对人工湿地管理人员的培训。人工湿地在长时间运作会产生淤积堵塞现象，会造成之后的处理效用明显降低，这需要管理人员要有充分的经验和技能去维护人工湿地的运作 【41】。

7.应用现状

（1）澄江县马料河人工湿地污水处理工程。建设时间：2003年7月；工程工艺：氧化塘+垂直潜流+表流湿地；污水类型：城镇生活污水；处理能力：3000m3/d；占地面积：20000m2；达标要求：GB18918-2002一级B标准；目前状况：正常运行。马料河人工湿地是云南省乃至国内填料型人工湿地污水处理系统工程化应用的典范之一。

(2)江川县渔村大河人工湿地污水处理工程。建设时间：2004年11月；工程工艺：氧化塘+水平潜流；污水类型：农村生活污水+农业面源污染；处理能力：10000m3/d；占地面积：13000m2；达标要求：地表水Ⅳ类水要求，部分满足Ⅲ类要求；目前状况：正常运行，部分指标达标。该污水处理厂是高负荷潜流湿地处理富营养化污水的力作，此项工程也开启了人工湿地高效处理污水的先河。

(3)玉溪市九溪人工湿地污水处理工程。建设时间：2008年5月；工程工艺：氧化塘+水平潜流+垂直潜流；污水类型：富营养化污水；处理能力：100000m3/d；占地面积：150000m2；达标要求：地表Ⅳ类水要求，部分满足Ⅲ类要求；目前状况：正常运行，出水达标。此工程是迄今为止，国内外面积最大的填料型人工湿地，工程出水除磷和氨氮外，均达到了地表3类标准，其蓝藻的去除率达到99%以上。

（4）北京市奥林匹克森林公园人工湿地水质改善工程于2006年在北京市朝阳区建成并运行至今，由中国科学院水生生物研究所联合北京市水利规划设计研究院等单位，承担该工程中的设计、施工、调试再生水和运行管理等方面工作。工程内的人工湿地系统作为奥林匹克森林公园水质改善、生态自然净化系统的重要组成部分，主要功能是深度处理，保障奥林匹克森林公园主湖循环湖水水质，并与其他水质改善措施协同作用，保持整个水系水质，同时创造独特的湿地生态景观，成为一个向世界展示北京生态城市内涵的窗口。工程建成后，出水达到《奥林匹克森林公园水系水质模拟和维护系统设计》的模拟分析水质目标，即大部分水质指标在《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ-Ⅳ类。从景观上来看，人工湿地系统在奥运公园中形成独特的湿地景观，丰富公园的景观多样性，为运动员和游客提供良好的休闲空间。

8．展望

在我国，人工湿地在污水处理中的应用研究尚处于初级阶段，国家有关部门应该在思想上进一步提高对人工湿地处理污水重要性的认知程度，在政策、资金、技术等方面提供大力支持和保障，定期组织召开研讨会，作好宣传、推广工作。另外，应该积极开展与广泛利用人工湿地处理污水的国家间的信息交流工作。在未来的研究方向中，可着重对水生植物生理

【】生态种类筛选及有毒有害污染废水净化等方面进行研究6。

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第五篇：人工湿地处理污水在我国西部地区的适用性分析

人工湿地处理污水在我国西部地区的适用性分析

李双志

（1.遂宁市环境监测中心站，遂宁 629000）

1摘 要：人工湿地处理污水是我国近年来才兴起的一种新型生态处理法，人工湿地在污水处理过程中具有工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合我国西部地区城镇的污水处理。

关键词：人工湿地 污水处理 分析

Applicability Analysis about Wastewater Treatment Technology of constructed wetland in Western China

LI shuang-zhi1

（1.Suining Envirinmental Monitoring Center Station, Suining 629000）

Abstract:Constructed wetlands for wastewater treatment is a new type of ecological approach of China in recent years, constructed wetlands in wastewater treatment process has many features: a simple process,investment, and low running costs and so on, is very suited to wastewater treatment in western cities of China.Key word：constructed wetland；wastewater treatment；analysis

随着国家实施西部大开发战略，西部经济持续增长，城乡一体化建设逐步加快，城镇规模比以前扩大了许多。但城镇在无限扩张的同时却没有建设相应的污水处理设施，生活污水急剧增多，从而导致水体富营养化，影响了城镇居民的正常生活。

健康受到了威胁。据调查，我国人群患病的88％、死亡的33％都与生活用水不洁直接相关。城镇、农村水环境恶化，不但直接影响到工农业生产的经济效益，同时也不利于社会的经济发展和稳定[1]。1.2 污染的主要原因

1.2.1 城镇居民生活污水及废弃物的污染

西部城镇建设迅猛发展，农村旅游资源过度开发，由此而产生的大量生活污水直接排入水体，不少地方的饮用水受到了不同程度的污染，对水环境产生了十分严重的污染。1.2.2 城镇畜禽养殖场的污染

西部许多城镇都加快了集约化、规模化的畜禽养殖场建设，畜禽粪未得及时处理而随雨水或人为因素混入河流，这是导致水体受污染的另一重要因素。

1.2.3 城镇企业生产排污的污染 1 西部地区城镇污水现状

1.1 污染现状

随着西部城乡一体化建设步伐的加快，西部城镇水资源污染越来越严重，水环境状况越来越恶化，大部分的水源中重金属、氨氮、总磷、化学耗氧量、大肠杆菌、阳离子表面活性剂等指标均存在不同程度的超标。

西部很多城镇随处可见到河流被污染的现象，这不仅加剧了水资源短缺，制约社会经济发展，也使得城镇饮水安全风险增大，制水成本提高，人民西部许多城镇企业具有布局分散、规模小和经营粗放等特征，城镇企业每年有大量污染物未经处理直接排放。

1.3 污水处理解决办法

传统的污水处理方法主要是生化二级处理法，此工艺技术成熟，处理效果理想，但建造、运行以及管理费用过高；第二种是化学法（如加入硫酸铜等）和换水法处理污水，虽然均有一定效果，但化学法易产生二次污染，换水法不够方便、经济，且仅适宜于小型水体[2]；第三种是利用水生植物建造人工湿地来净化水体，这种处理方法适用范围广、成本低廉、处理效果良好、建造和运行简单，非常适合在我国西部地区的中、小城镇推广。人工湿地污水处理技术 2.1 人工湿地的定义

人工湿地是根据土地处理系统及水生植物处理污水的原理，由人工建立的具有湿地性质的污水处理生态系统，其可分为自由水面湿地、地下水流湿地和渗滤湿地。人工湿地污水处理技术是以人工湿地(床和塘系统)处理为主的包括前处理和后处理的污水处理工艺。人工湿地污水处理技术应用范围很广，出水一般都优于常规二级处理效果[3]。

2.2 人工湿地生态系统的组成部分

依据湿地各部分的功能特点，可将人工湿地划分为五个部分[4]： 2.2.1 具有透水性的基质

透水性基质包括沙粒、沙土、碎石、土壤、卵石等，它们为微生物的生长提供稳定依附表面，为化学反应提供介面，为水生植物提供载体和营养物质。

2.2.2 好氧和厌氧微生物

好氧和厌氧微生物可以转化水中污染物，甚至对有机物可完全矿化。2.2.3 水生生物

水生生物需要经常处于水饱和状态，如芦苇、香蒲、菖蒲、灯心草、绿竹、水葱等，一方面增加湿地透水性；另一方面形成了治污的根系小环境。2.2.4 各种水生动物

包括无脊椎或脊椎动物、原生动物及鱼类等。2.2.5 其他

形成人工湿地污水处理系统还需要水体、植被以及可用作治理的废水。

2.3 人工湿地污水处理的主要原理

人工湿地实质上是潜流型湿地和渗滤型土地处理系统的结合。该湿地地池（床～沟）在土壤沙砾、水生植物根系及根茎间形成空隙，废水流经介质表面时与植物根系表面形成的生物质接触，而生物植物通过其内腔可将叶茎从空气中吸收来的氧转输入根区。

根据输氧量与耗氧量的消化状况，使该区有时好氧占优，有时以缺氧或厌氧占优。经好氧、缺氧、厌氧的交替运行，不仅有利于有机物的降解，也有利于氧化物的消化与脱氧反应，这种根区对生活废水有机负荷可达160～200gBOD5/m3[5]。人工湿地处理污水的主要优势

3.1 传统优势

人工湿地作为一个完整的生态系统，是正在得到研究应用和发展的污水处理实用新技术。人工湿地处理污水是充分利用了“土壤～植物～微生物”系统的净化能力,既可去除有机污染物,又可去除造成水体富营养化的氮、磷等污染物；其二是适用范围广，依据其特性，非常适用于没有完善污水管网系统的地区和乡镇。3.2 在西部地区建设优势 3.2.1 建设周期

以日处理600吨污水量系统做比较[6]，常规污水处理设施建设周期需要一年左右，而同样处理量的人工湿地污水处理系统仅需半年左右[7]，具体见表1。

表1 建设周期对比 单位：月

常规污水处理系统 人工湿地系统 类别 周期 总计 类别 周期 总计

管网 3 管网 3 沉淀池 3 10 沉淀池 3 7 设施 4 设施 3.2.2 运行费用

常规污水处理系统为保证污水处理效果良好，运行过程中还需加入药剂使污水达标排放；而人工湿地系统中，生活污水从沉淀池进入处理系统（水生植物园）开始，只需1～2名人员做好日常维护即可，与同等规模污水处理站相比，其运行费只需后者四分之一左右，具体见表2。

表2 运行费用对比 单位：元/m3

常规污水处理系统 人工湿地系统 类别 费用 总计 类别 费用 总计

电费 0.54 电费 0.08 药剂 0.02 药剂

0.01 0.68

0.16 人工 0.11 人工 0.06 维护 0.01 维护

0.01 3.3 环境效益分析

西部12省区市地域辽阔，土地面积达695万平方公里，占全国国土总面积的72.39%，2002年末人口3.67亿人，占全国的28.8%。在这样的背景下采用人工湿地来处理城镇污水，能够充分地利用西部的生态、地理等环境优势，达到最大的环境效益。

其一能保持全年较高水力负荷，根据西部地区气候条件，冬天亦能运行；其二不仅适用大中型城镇的污水处理，也适合一村一户排放的污水治理，可用于数家集中治理；其三对各种污染物去除能力强，可帮助削减CODcr、BOD5、NH3-N等量；其四可在西部地区旅游景区、农家乐等场所作以推广，建成后的人工湿地可作观赏。结语

实践表明，人工湿地污水处理是—项不断被深化、应用的污水处理技术，有着传统技术所不可比拟的巨大的综合效益，适合西部地区持续、快速和健康增长的目标。

目前，全国范围内在建或建成的“人工湿地”型污水处理系统多达几十家，随着西部地区城乡一体化建设的日渐深入，随着经济的持续增长以及各风景区旅游客源的增多，许多城镇产生的生活污水量将越来越多，在这样的背景下，推广和建设人工

湿地污水处理系统是当务之急。

参考文献：

[1] 张良平《乡村及小城镇水污染治理》2007.1.[2] 屠晓翠,蔡妙珍,孙建国.大型水生植物对污染水体的净化作用和机理.安徽农业科学,2006,34（12）.[3] 朱清时.绿色环境和新的产业革命[J].现代环境,1998,(6).[4] 水世界网.2006,10.[5] 林家栋,朱邦长 城市环境治理,《生态与自然保护》1999.45(12).20.[6] 四川省环境保护治理工程公司,《剑门关生活污水治理项目设计方案》2008.19.[7] 任继周,张自和《污水处理技术》1999.45(12).20-21.