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1、人工湿地处理技术在城镇 生活污水处理中的应用 现今， 农业面源、工业点源及城镇生活污水的不断增加， 面对污水处理 和水质管理则明显落后， 大量直接排出的未经处理污水已造成水体环境严重 污染， 同时湖泊水体的富营养化问题也越来越严重， 人工湿地的生态系统在 对农业面源污染、城镇生活污水的处理中取得了十分满意的社会环境效益。 在人工湿地技术的应用中， 湿地植物的筛选和合理配置是关系到这一 技术能否正常发挥污染治理效能的关键。城镇生活污水具有特定的污染物 特征和地域特点， 有针对性地构建人工湿地植物系统， 进行合理的养护管理 ， 有效地发挥人工湿地的处理效能。 1、 人工湿地污水处理技术原 人工湿地
2、的工艺原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的 三重共同作用来实现对污水的净化。当污水通过湿地系统时， 其中 的污染物质通过沉积、过滤、吸附和分解等作用得到净化。同时，人 工湿地中的植物除了增加湿地基质的透水性， 还能与周围环境的原 生动物、微生物等形成各种小环境， 通过氧的传递， 形成特殊的根 际微生态环境，这一微生态环境具有很强的净化废水的能力。 人工湿地 植物系统与无物系统的比较 研究表明， 植物系统的人工湿地总氮(TN) 的去除率明显高于无植 物系统7。植物的种类对系统的除氮效率有不同的影响。 挺水植物通过吸收后收割去除氮的能力是200-2500 kg/(hm年)， 高产 的水葫芦有
3、较高的除氮能力， 大约为2000 kg/(hm年)， 沉水植物的除氮能 力较差， 通常小于700 kg/(hm.年)； 城市污水在3-5h 内流过200hm2 以 上的沼泽湿地后，硝酸盐即可减少63%， 磷减少57%。 人工湿地对磷的去除是通过植物的吸收、微生物的积累和填料床的物理化 学等几方面的共同协调作用完成的。 2、 人工湿地植物系统的组成 根据植物栽植种类， 人工湿地植物系统的构建方式主要有： (1) 单一植物栽植构建的人工湿地植物系统， 如芦苇人工湿地。 (2) 2 种植物混植。 将2 种湿地植物混合栽植建立人工湿地植物系统。芦苇具 有较强的输氧能力， 而茭白对氮、磷的吸收能力强，
4、芦苇和茭白混种是一种较 好的栽种方式； 也 有芦苇和菖蒲混植的方式。 (3) 多种植物组团混植。如千屈菜(Lythrum salicaria)、再力花 (Thaliaaealdata)、睡莲(Nymphaea tetragona) 组团栽植； 水葱( Scirpus tabemaemontani) 、美人蕉(Canna generalis) 组团等。混植构建的人工湿地 系统除具有污水净化功能外， 还呈现良好的景观效果。 2.1 2.1 人工湿地植物系统的构建方式人工湿地植物系统的构建方式 2.12人工湿地植物种类 蒲香 芦苇 苦草 睡莲 茭 3 、人工湿地植物的选择与配置原则 n3.1 功能性
5、原则 3.2 地域性和环境适应性原则 3.3 景观美化原则 3.4经济原则 3.5 生态安全性原则 3.1 功能性原则 应选取和配置抗污染能力强， 净化效果好的植物。应根据不同 的人工湿地类型和工艺单元选择适宜的植物。对于表面流人工湿地 可配置沉水植物、漂浮植物以及挺水植物， 对潜流和垂直流人工湿 地可配置湿生植物和挺水植物。 3.2 地域性和环境适应性原则 植物生长具有明显的地域性， 人工湿地植物选择应以本地植物为主 ， 选用当地或本地区天然湿地中尚存的且对水体污染物有较强净化能力 的植物。选用生长良好的本地土著植物构建人工湿地系统将提高对污水 的净化能力。考虑具体的人工湿地环境因子的影响，
6、 选用有较强适应能 力的植物， 具有较强的抗冻、抗热、抗病虫害等能力的植物。人工湿地 基质的种类较多， 理化性质差异比较大， 对植物生长和根际微生物活性 有一定影响， 要根据基质的pH 值配置相应的植物； 对于含盐量比较高 的人工湿地基质， 应选择耐盐性植物。 3.3 景观美化原则 在人工湿地的设计和建造中应同时考虑景观的观赏价值和效果， 营 造景色优美、兼顾人们休闲和游憩需求的人工湿地景观。植物选择上应 注意兼顾净化功能和观赏价值。发达国家的人工湿地污水处理系统在治 污的同时引入园林设计的理念， 将治污与营造生态公园融为一体。 3.4经济原则 建造人工湿地时应考虑一定的经济价值， 引入实现生
7、态和经济的 可持续发展的生态工程管理模式。将收割后的植物残体用于堆肥以生 产生物肥，回收的植物可以用作造纸原料、编织材料、牲畜的饲料或 燃料等。农村污水治理中， 应考虑当地的农村经济水平和农民增收要 求， 选择污水治理效果好、经济价值高的湿地植物， 实现人工湿地 系统的多用途目标。 3.5 生态安全性原则 人工湿地植物群落构建中应根据湿地的不同区域配置多种植物， 多物种的生态系统比单一物种的系统要稳定， 植物多样性越高， 资 源利用越充分，根区对氮、磷的利用程度越高。考虑不同种类的植物 相互之问的作用， 一是对光、水和营养等资源的竞争； 二是植物通 过释放化感物质， 影响周围植物的生长。 4、
8、 工程实例恩平市沙湖镇人 工湿地处理技术 4.1 工程地概况 沙湖镇位于恩平市东北部， 北边和东边与开平市接壤， 总面积 250 平方公里。属南亚热带季风海洋性气候， 冬短夏长， 冬暖夏凉， 雨量充沛， 年平均气温23， 年平均降雨量2300 毫米。 4.2 技术方案设计思路 （1） 以生态工程为手段， 利用河滩荒地， 建设以人工湿地为主， 前 处理为辅的处理工艺系统， 以削减沙湖镇城镇污水的污染负荷。 （2） 通过运用生态系统工程中限制因子、生态系统的结构、生态适 宜性和生态位及生态群落演替等， 综合设计自净人工湿地生态系统， 既充分体现生物多样性， 又强化净化功能， 并兼具景观功能。 4.
9、3 进水水质 采用沙湖镇五个生活污水点水样进行平均测算。得出如下污水水质： 4.4人工湿地的一般流程 4.5 出水水质 根据恩平市环保部门的要求， 污水尾水排放标准执行广东省水污染物排 放限值（DB44/262001） 城市二级污水处理厂第二时段一级标准。 4.6总投资及运行费用 拟设计的人工湿地工艺在太湖五里湖、贵阳红枫湖、南京莫愁湖、杭州临 安污水处理厂、台州新农村生活污水处理、嘉兴贯泾港水厂饮用水源地等地 得到成功应用。各系统投入低、能耗低、运行费用低、效率高， 并且操作管 理简便。一般基建投资少于常规处理投资20， 运行费用约占常规处理20- 30。一般建设用地： 2.5m2/m3 左
10、右， 建设投资800-1000 元/m3， 运行费0.2 元/m3 以下。从已建的示范工程项目测算， 约0.16 元/吨处理 费。 人工湿地植物系统的养护管理 人工湿地植物系统的养护管理对维持人工湿地污水净化功能的 正常运行非常重要。主要从以下几方面采取措施： （1） 促进人工湿地运行初期的植物的正常生长。湿地植物在运行初期 的生长状况影响植物的后期生长和污染物的去除效率， 除气候、植物的适 应性等因素外， 水力负荷和人工湿地床体水位是影响运行初期植物成活率 及生长的主要因素。 （2） 合理的种植密度。种植密度应适中， 密度太大， 根部生长易对 床体造成堵塞， 降低水力负荷， 缩短湿地使用寿命
11、； 太稀则降低水的处 理效果， 难以抑制杂草生长。 （3） 定期收割湿地植物。如果不及时收割， 大部分进入植物组织的氮 将通过分解作用而又重新释放到水体中， 降低植物的除氮效果。植物的及 时收割有助于延续利用植被系统的净化能力， 延长湿地系统的处理寿命。 （4） 地植物杂草和病虫害的防治。病虫害的发生对植物的生长和 湿地的运行效果将产生负面影响， 杂草不仅没有水处理功能， 其碎屑 和残体通过微生物的作用进入床体， 还会增加污水的有机负荷， 降低 出水水质。对病虫害和杂草可采用药剂防治的方法， 也可采用生物防 治方法， 保护利用益虫等有益动物以及应用病毒制剂等微生物农药和 植物性农药， 避免化学药剂的二次污染。 （5） 防止人工湿地植物衰退。随着人工湿地运行时间的延长， 湿 地植物种间竞争在加剧。如果旱生植物在潜流人工湿地出现， 表明潜 流人工湿地的植物衰退程度较明显。植物在人工湿地污水净化过程中 的作用与其生长状况密切相关， 湿地植物的衰退是人工湿地利用与管 理中的重要问题， 养护管理中要充分重视。 加强人工湿
