人工湿地的污水处理论文

【摘要】隨着人工湿地的不断推广与应用,堵塞作为湿地污水处理技术中的主要问题也引起了越来越多人的关注。本文主要介绍了导致人工湿地堵塞的原因及在湿地设计与运行中防治堵塞的相关措施。下面是小编为大家整理的《人工湿地的污水处理论文 (精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

人工湿地的污水处理论文 篇1：

人工湿地的污水处理技术研究

摘要：近年来随着环保理念日渐深入人心，人们对环境保护的重视程度也越来越高。人工湿地由于具有工程所需投资少、运行成本低廉以及生态效果较好等特点在污水处理方面备受青睐。与此同时，目前利用人工湿地进行污水处理技术依然存在着很大的进步空间。本文从人工湿地污水处理技术出发，指出了当前人工湿地污水处理系统的工作要点，笔者希望能够给相关人工湿地污水处理工作提供一定的参考。

关键词：人工湿地;污水处理技术;探究

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.059

在当前环境保护理念的背景下，根据我国可持续发展相关文件和绿色生态的建设理论，加强对环境的保护，做到资源的合理利用是十分必要的。随着近年來环境问题的日益严峻，以及因环境污染问题而造成的全球性事故，使得人们进一步了解到环境破坏的危害性。人工湿地作为一项高效的污水处理手段，不仅具有环保性的特点，而且投入较低，简单易行，相对于传统的污水处理系统来说更值得我们进行深入的研究。

1 传统污水处理系统的弊端

1.1 技术落后，处理效果不佳

传统的污水处理系统可以追溯到公元前，是由古罗马帝国设计并发展起来的，但是传统的污水处理方法到了今天已无法满足时代的需求，尤其是在当前污水处理量急剧增加的情况下。而人工湿地作为一种新型的污水处理方法已经逐步取代了一批污水处理工厂。在人工湿地中应用科学系统的生物处理方法，不仅极大提高了污水处理的效率，而且其本身还可以作为生态调节的重要环节，并在实际环境改善中发挥着很大的作用，实现自然与科学的统一[1]。此外，在一些较小的城市，由于传统的污水处理方法需要的成本较高，这些小城市没有足够的资金和设备支撑成本高昂的污水处理系统，很多小城市企业只是对污水进行简单的过滤处理就将之排放到江河湖泊之中，极大的污染了当地的土壤和水源，造成水体的富营养化，不利于当地的生态平衡。而人工湿地需要投入的成本有限，且该方案更为简单易行，因此，可以在小城市中得到良好的应用[2]。

1.2 处理效率低，成本较高

传统的污水处理系统不仅需要大量的化学试剂，而且还需大批工作人员，因此，传统的污水处理系统的成本过高难以广泛推广应用。传统的污水处理方法往往需要各种繁杂的步骤，每一个步骤都对人员和设备有要求，导致污水处理厂的处理投入过大，而且污水处理效果也并不好，相关处理技术也不能够循环高效的使用，这与污水处理保护环境的理念相矛盾。此外，利用传统的污水处理方法并不能够有效解决污水处理以及资源紧张的根本问题，还会造成严重的水资源浪费，不具有推广性[3]。

1.3 处理不彻底

传统的污水处理方法主要利用的是吸附沉淀的作用，但是该方式净化的效果一般，而且在利用化学方法处理污水的过程中，不可避免发生化学试剂的泄漏和倾倒，会对环境造成二次污染，不利于当地水资源的重复利用[4]。

2 人工湿地污水处理技术的应用现状和优势

2.1 人工湿地对污水的处理

当前人工湿地处理的污水主要包括工业废水、生活污水、富营养化水体、家畜与家禽的粪水等。在普通的平原地区进行人工湿地构建中，可以以空心砖、煤渣以及粉煤灰等作为基质，并按照相关的比例进行混合，人工湿地床的填充材料选用陶粒，使得各种水生生物能够快速的生长，比如芦苇、美人蕉以及水百草等[5]。高浓度的污水不能够倾倒在含有水葫芦的人工湿地中，但是低浓度的污水很适合水葫芦的生长，因此可以将水葫芦安置在人工湿地的尾端位置。在气候条件比较恶劣的区域，普通的人工湿地系统难以充分发挥处理功能，一般选择稻田人工湿地系统进行生活污水的处理工作，该系统处理效果良好，而且稻田系统本身还能产生一定的经济效益，有利于可持续发展。此外，在垃圾渗透液的处理中，可以选择灯芯草、芦苇、香蒲等植物，利用合理的比例和组合可以有效去除垃圾渗透液中的有害物质，去除率很高，同时也能够保证植物的正常生长。

2.2 处理经济性强，容易维持

相比于传统的污水处理系统，人工湿地污水处理方法更为简单，不需大量的人工投入，且经济效益良好。对于之前的污水处理系统来说，不仅需要保证污水处理设备的正常运行，还要承担化学药品、人员和设备维修的成本，且经济效益低下。但是采用人工湿地进行污水处理，只需要少量的人工投入，工作人员在一开始只要根据相关的设计完成人工湿地植物的栽种和培养即可，之后只需要简单的维护和管理，并不用大量消耗化学药品并时刻关注相关设备的运转情况。因此，从投入上来说，人工湿地污水处理系统更具有经济优势。同时，由于人工湿地管理的便捷性，只需要少量的人员进行管理，极大的降低的管理成本，而且一个团队或者一个小组便可以管理很大区域范围的多个湿地，与传统的污水处理系统相比管理范围有很大的增加。此外，城市在人工湿地的建设过程中还可以将之与公园和游乐场等对接，这样还可以减少公园以及其他公共设施的建设投入，具有极大的环保意义，为城市的建设解决了大量的资金。当城市灾难来临时，比如地震或者火灾，人工湿地也可以作为一个临时的避难场所，为实际的救援工作提供场地。

2.3 缓解水资源危机

人工湿地污水处理系统主要利用的是生物的方法进行处理，与传统污水处理系统的化学法相比更为卫生健康。生物在成长过程中可以对水源和环境有一定的净化作用，根据人工湿地之中生物的生长特点以及习性，与污水处理系统相搭配能够更好实现污水的净化作用，缓解水资源的危机。在人工湿地的构建中，一般情况下我们不单单采用生物处理这一单一的污水处理技术，往往还需要多种技术的优化和组合，来保证污水处理的结果。人工湿地通常作为污水处理组合工艺的三级处理系统，与其他的工艺与人工湿地污水处理方案组合使用时，能够更好地完成污水处理任务。联合使用項目中，湿地系统中可以适当增加池塘系统水处理技术，并根据不同时期的季节特点和环境变化，改变水力载荷，加强复合水处理系统对温度和季节的感知。相关研究结果表明，复合污水处理系统对污水的净化效果要远远高于单一的污水处理系统，尤其在处理高浓度的污水方面，有十分有效的应用价值。此外，人工湿地与活性污泥法的组合工艺能够良好的应用在城市污水处理工作之中，用该方法处理城市中的污水，需要的投入较少，操作简单，维护的成本也相对较低，而且处理之后的水源的洁净度较高，能够有效实现水资源的重复利用，符合可持续发展理念。另外，人工湿地工艺与低氧接触氧化系统的组合在处理污染的河水项目中有很好的处理结果，避免了人工湿地在大量污水处理过程中的效率低下和容易堵塞的问题，处理结果明显提升，且去除污染的效率很高。

3 结束语

综上所述，人工湿地与传统的污水处理方法相比具有诸多明显的优势，其资金和人员投入少，成本低廉，且处理结果优良。同时，人工湿地作为生态环境中最为重要的内容之一，在维持全球环境系统中也起着至关重要的作用。因此，将人工湿地作为污水处理系统应用起来，不仅能够缓解当前水资源短缺的问题，而且还具有可持续发展的作用，能够为保持城市的生态平衡提供一定的帮助。

参考文献

[1]俞阜东，林媛媛，吴盛恩等.农村污水处理中人工湿地的有效应用[J].工程技术研究，2017，(9)：90-91.

[2]周丽.人工湿地污水处理技术研究和应用现状[J].工业用水与废水，2016，47(5)：8-12.

[3]冀泽华，冯冲凌，吴晓芙等.人工湿地污水处理系统填料及其净化机理研究进展[J].生态学杂志，2016，35(8)：2234-2243.

[4]和江涛.河南濮阳人工湿地污水处理的可行性研究[D].咸阳：西北农林科技大学，2016.

收稿日期：2018-03-29

作者简介：刘兴超(1978-)，男，硕士研究生，工程师，研究方向为水处理成套工艺装备技术。

作者：刘兴超

人工湿地的污水处理论文 篇2：

探讨人工湿地污水处理系统中的堵塞问题

【摘 要】隨着人工湿地的不断推广与应用, 堵塞作为湿地污水处理技术中的主要问题也引起了越来越多人的关注。本文主要介绍了导致人工湿地堵塞的原因及在湿地设计与运行中防治堵塞的相关措施。

【关键词】人工湿地;堵塞;影响因素;防治措施

作者：徐春燕

人工湿地的污水处理论文 篇3：

人工湿地在城市污水处理工程中的应用

[摘要]人工湿地处理污水作为一种较新型的技术，以其低能耗、高效益的特性在城市中、小型处理污水中被逐步认可并推广。文章结合工程实例，阐述该工艺的工作原理、技术特点及在实际中的应用。

[关键词]人工湿地;植物;污水处理

[作者简介]马胜华，南宁市城市规划设计院工程师，研究方向：给排水专业设计，广西南宁，530012;刘存莉，广西工联工业工程咨询设计有限公司工程师，研究方向：给排水专业设计，广西　南宁，530003

[文献标识码]A

一、前言

城市污水是目前我国江河、湖泊水域污染的重要原因，已越来越成为制约我国经济发展和社会可持续发展的因素，各种水污染事件已严重影响到人们的生产、生活(如太湖蓝藻事件等)，加强城市污水处理已刻不容缓。目前，我国正处于城市污水处理事业的大发展时期。随着国家西部大开发战略的实施，中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。位于广西南宁市隆安县的“邕江水源地上游人工湿地处理污水示范工程”是南宁市创建国家级生态示范区的重点工程之一，该项目是人工湿地处理污水技术在南宁市的首次应用。

二、工作原理

人工湿地处理污水技术是一种生态工程方法，其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个类似沼泽湿地的生态系统;当污水通过系统时，利用土壤—植物—微生物之间的复合生态系统，通过物理、化学和生物等方面的协同作用对污水进行净化处理，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，使水质得到净化，并实现水与营养物质的生态循环。

人工湿地通过植物的光合作用及其根系的输氧作用、水自流负压吸氧等获取湿地床的除污需氧量。人工湿地通过发达的植物根系及填料表面生长的生物膜的作用、填料床体的截流作用及植物对营养物的吸收等作用，实现对污水的净化;同时由于存在根系周围的好氧区、缺氧区和厌氧区，依靠细菌的硝化和反硝化作用，可完成脱氮效果;通过植物的吸收、微生物的积累及湿地床的物理化学等几方面共同作用完成除磷效果;此外，还可依靠流动相在湿地系统流动过程中产生沉淀、过滤、络合、吸附等作用去除重金属。

三、设计实例：邕江水源地上游人工湿地处理污水示范工程

(一)项目概况

南宁市是广西壮族自治区首府，是一年一度的中国—东盟博览会举办城市。邕江是南宁市的唯一饮用水源，但邕江上游左、右江流域各县市的污水治理却相对滞后。随着经济的发展，直接排入江河的污水大量增加，致使邕江水质逐年下降，特别是在枯水季节，南宁市的水质安全受到严重影响，个别时段其水质已低于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类标准。“邕江水源地上游人工湿地处理污水示范工程”位于南宁市隆安县下游2公里处，滨临右江，是自治区环保局为保障首府南宁市饮用水安全而设的项目;按照规划，该项目的污水处理规模为2x104m3/d，占地99亩，其中一期工程1.2x104m3/d。

(二)污水处理工艺选择

1、生物处理可行性

根据隆安县环境保护监测站对县城生活总排污口的水质监测结果，待建污水厂的设计进水水质见表1。

城市污水能否采用生物处理工艺主要取决于生物处理过程中自身营养能否平衡，其相关指标分析如下：

(1)BOD5/COD：该指标是鉴定城市污水可生化性的最常用、最简单的方法，比值>0.45可生化性较好，比值<0.3较难生化，比值<0.25不易生化。本项目BOD5/COD=0.6，可采用生物处理方法。

(2)BOD5/TP：该指标是鉴别污水能否采用生物除磷的主要指标，一般认为该值应>20，比值越大，生物除磷效果越好。本项目BOD5/TP=50，可采用生物除磷工艺。

2、工艺选择

本项目采用人工湿地处理污水。近年来，根据国内外专家的论证与实际工程的运行情况，对比传统活性污泥法及目前中、小型城市污水处理厂较流行的氧化沟和SBR工艺，人工湿地处理污水的技术特点有：

(1)生态协同作用处理污水，抗冲击负荷强，出水水质非常好;

(2)使用设备少，操作、管理简单，无需大量专业人员管理;

(3)相对其他各种处理技术，其建造成本、运行费用都较低，无需人工充氧，无需污泥处理，节约能耗;

(4)配合选择植物品种，可建成公园、景观绿地，可美化城市环境;

(5)可通过植物利用，形成循环产业链获取一定的经济效益;

(6)人工湿地系统主要缺点是布置不够紧凑，占地面积大，只适用于中、小型污水厂。

3、工艺流程

本项目人工湿地工艺流程如下：

城区污水首先经过格栅、沉砂池拦截、沉淀污水中较大杂质后，进入水解酸化池(兼做调节池)，在水解酸化池中细小的颗粒、部分的SS、BOD5、COD可以得到部分去除，水质经均化、水解酸化后由泵站提升，在满足流量、压力的要求下，通过配水管网分配进入主处理单元——人工湿地，污水经过两级人工湿地处理后，利用地形高差重力流进入氧化塘(兼做事故排放池)，出水达标后排入右江。由于本工艺不产生剩余污泥，主要是格栅产生的栅渣及沉砂池积砂，对于这部分杂质只需定期进行外运填埋处理。项目污水经过处理后的排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准的B标准。见表2：

(三)设计湿地基本参数的确定

根据国内外人工湿地系统运行经验，本项目采用潜流型人工湿地，其主要物点是：污水基本上在湿地床表面下流动，保湿效果、卫生条件好，污水处理能力较强。

1、湿地床表面积的确定

湿地床表面积计算公式：

As=Q(lnS0—lnSe)/KTDn

式中：S0，Se—进水、出水BOD5，mg/L(本项目设计值分别为105mg/L，21mg/L)

As——湿地床表面积，m2

Q——平均设计流量，m3/d

KT——温度T℃时的速率常数，d-1

D——湿地床深度，m

n——床体填料的孔隙率

KT的确定

KT=K20(1.1)T-20

K20=K0(37.3n4172)

式中：K20，KT——温度20℃，T℃时的速率常数，d-1

K0——某一填料中植物根系充分发展后的速率常数，d-1

对于城市污水一般取KO=1.839d-1

对于本项目生活污水，平均温度取20℃，床体填料的空隙率0.40～0.47，取n=0.44，

则计算得：

KT=1.839×37.3×0.444172×1.1(T-20)=2.23

湿地床深度一般根据所栽种的植物种类及其根系的生长深度来确定，以保证湿地床中必要的好氧条件。本设计中取D=1.2m，超高高度为0.3m。则

2、水力负荷

湿地平均的水力负荷为：

3、水力停留时间

下式是基于BOD去除率参数计算：

水力停留时间的理论值为0.77d，即1848h，取19h。

(四)植物的选择

植物在人工湿地中起着非常重要的作用，人工湿地植物的选择直接关系到污水的处理效果。其主要作用可归纳为以下三个方面：

(1)直接吸收利用污水中可利用态的营养物质，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，在根系周围形成好氧/缺氧，厌氧区;

(3)增强和维持介质的水力传输。

因此，筛选出适种的、优良的植物种类，是构建人工湿地的关键之一。选择人工湿地的植物时考虑的因素主要有：适合本地，来源广泛;耐污染能力、净化能力、抗虫害能力强;根系发达，成活率高，生长周期较长;具有经济、观赏价值;合理搭配，易管理。

隆安县位于北回归线以南，属南亚热带季风气候，湿润多雨，日照充足，年平均气温21.6℃，年平均降雨量1301mm，年平均日照时数为1528.4h，年平均相对湿度80%。根据项目的环境条件及相关因素所选湿地植物主要有：芦苇、风车草、灯心草、美人蕉、香根草、象草、黑麦草、皇竹草。同时，按一定比例在空间分布和时间分布方面进行合理布局，以使整个湿地生态系统高效运转，最终形成稳定可持续利用的生态系统。

(五)人工湿地系统的处理效果

人工湿地系统的出水水质较好，完全能达标排放。本工程在设计过程中对国内已建成的一些人工湿地系统项目进行了实地调查，其中较早建成运行的“深圳洪湖公园人工湿地污水处理系统”最具代表性。该项目由深圳市环境科学研究所设计，于1999年9月建成运行，日处理能力为5000T，其目的是抽取污染严重的布吉河水，经人工湿地系统处理净化后补充入洪湖，同时对洪湖周边进行截污，从而达到改善洪湖水质、美化公园环境的目的。经调查其出水水质优于景观用水标准，其处理效果见表3：

(六)人工湿地系统的不足与应对

人工湿地系统的主要缺点是占地面积大，并由此存在着污水渗入地下水，造成二次污染的隐患。针对上述情况，本工程在设计中对湿地床采用了严格的防渗漏措施：(1)在整个湿地床底下铺设一定厚度的防水黏土层(经实际检验其封水效果较明显);(2)在各湿地处理池内壁设防水层，其是主要的防渗措施，必须保证施工质量。

人工湿地系统的实际运行中还存在着初期处理效果不佳、稳定周期长的特点(一般在半年左右)。出现这种情况的主要原因是湿地植物的适应期较长、初期死亡率较高。本设计的植物选种试验由广西大学的相关部门负责。在初次试验中不同植物都出现了较大面积的死亡，后期相关人员在植物的培养过程中给予逐步的耐污性试验，尤其在选种后成活率明显提高。

四、结语

人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统，经国外的研究证明，湿地对BOD、COD的去除率可达80%～90%。虽然存在一些缺点，但同时具有建造和运行费用便宜、技术要求不高、易于维护等多项优点。广西是欠发达地区，大量中、小城镇在处理污水方面都受到经费、技术等方面的严重制约，污水处理率极低，人工湿地作为一种低能耗、高效益、低技术的污水处理新技术，非常适用于在广西中、小城市的污水处理中推广应用。

作者：马胜华　刘存莉