浅述人工湿地在我国的应用发展及存在问题

黄天凤

【摘 要】人工湿地是近几十年新兴的一项污水处理技术。该技术已越来越受到各国的普遍重视，并被广泛研究、应用。本文主要介绍了人工湿地的概念、分类、特点和构造；并在实地参观了人工湿地系统和参考了大量文献资料的基础上，总结了人工湿地处理技术在我国的发展、应用情况和所存在的问题。

【关键词】人工湿地；应用发展；存在问题

文章编号:ISSN1006—656X(2013)06 -0194-01

一、人工湿地简述

（一）人工湿地的定义和分类

人工湿地是一种人为建造和监督控制的与自然湿地类似的地面。是人为利用地面的土壤与填料，并有选择性地在土壤填料中种植植物来进行污水处理的生态系统。人工湿地系统污水处理技术具有投资费用低，环境生态效益高等特点，所以目前正在世界各地广受重视[1]。人工湿地作为利用自然条件，运行成本较低的污水处理技术，起源于上世纪50年代，1969年和1974年分别在荷兰和德国建成了第一座表面流人工湿地和潜流人工湿地，目前全球已建有两万多座，在世界各国都有应用并已经积累了较丰富的建设和运行经验[2]。人工湿地根据水流动方式的差异，可分为自由表面流人工湿地、潜流型人工湿地和垂直流人工湿地三种。

（二）人工湿地的特点和构造

人工湿地与传统的污水处理技术比较，具有投资低、运转费用低、维护技术要求低、处理效果好等优点。其中不同类型的人工湿地又各具特点：表面流湿地与自然湿地相似，污水在填料表面漫流，绝大部分有机物的降解由位于植物水下茎秆上的生物膜来完成，这种类型未能充分发挥填料和丰富的植物根系的作用，且卫生条件不好；潜流型湿地是水在填料表面下潜流，充分利用整个系统的协同作用，卫生条件较好，占地小，处理效果较好；立式流湿地水流情况综合了表面流湿地和潜流湿地的特点，但其建造要求高，易滋生蚊虫[3]。

人工湿地构造一般主要由三部分组成：预处理系统→人工湿地处理系统→后处理系统。随着人工湿地在我国的发展和深入研究，其构造越来越多地采用复合型人工湿地结构。复合型人工湿地就是将不同水流方式的人工湿地进行改造、结合，综合不同类型的人工湿地的优点来提高处理污水效果的方式。比如：徐州某学院人工湿地污水处理系统是将该院生、污水及收集的雨水经处理后．利用自然环境特点营造成人工湖，是自然与人文环境的结合[4]。

二、人工湿地在我国的应用发展

我国对人工湿地技术的研究起步较晚，在“七五”期间才开始。1987年天津市环保所建成了我国的第一个芦苇地工程之后，在1989年和1990年又分别在北京昌平县和深圳白泥坑等地建成了湿地处理系统示范工程。到目前为止，已经成功运行的还有广州抽水蓄能电站(管理区和库区移民区 )污水处理场 、沙田人工湿地污水处理厂和胶南市 人工湿地污水处理厂等[5]。近十几年来，我国在人工湿地处理技术方面的研究和工程应用上取得了较大的进展，有关的工艺设计资料和应用实例越来越多，人工湿地处理污水的技术在国内逐渐得到推广应用。

目前，人工湿地技术在我国应用的范围主要有以下一些方面：（1）作为集中污水处理方式：如深圳的白泥坑人工湿地工程，2008年山东日照市的山海天旅游区的人工湿地工程。目前深圳、沈阳、上海等地已展开积极的设计、规划工作。（2）处理城镇污水]：2003年，南京市浦口区汤泉镇建造了第一个人工湿地系统污水处理厂。（3）作为景观公园利用：1997年深圳市境科学研究所设计了洪湖公园人工湿地系统水质净化工程，由于该工程生态效益显著，已被国家环保总局列为国家重点环境保护实用技术示范工程之一。（4）开始被研究利用于处理农村污水：范建伟等在《加强型生物化粪池／潜流人工湿地处理农村生活污》中的结论是“采用加强型化粪池/潜流人工湿地组合对农村生活污水进行处理。对农村生活污水的处理具有较好的经济技术适用性。”

三、人工湿地仍存在的问题

虽然人工湿地处理技术在我国已得到较大的发展和实践应用，但从目前的一些工程实践来看该技术也还存在着不少的问题。归纳起来主要有以下这些方面:

1、易发生淤积堵塞，据美国环保局对100多个运行中人工湿地的调查．有将近1／2的湿地系统在投入使用后的5年内形成了堵塞。造成堵塞的原因，郑姝卉等人认为：一是污水没有经过预处理直接排入湿地；二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；三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。而李雪娟[22]等人则认为堵塞层是由沉降和被过滤的固体颗粒在微生物作用下累积而成，由嵌入在细菌胞外的多聚物、腐殖质组成。对于湿地淤积堵塞问题，目前国外流行的做法是停床休整恢复部分渗透性，国内采用人工翻晒的方法清除堵塞物。预防堵塞要从工艺、填料、植物等的选择进行考虑，比如选择多孔质轻且不易板结填料或者定期更换表层填料、选择根际输氧能力强、分泌难降解物质少的植物并及时维护、定期收割地上部分。对进水加强预处理、采用适当的操作工艺等。

2、占地面积大，人工湿地净化的机理与特点使其需要较大的占地面积，一般认为大约是传统污水处理工艺占地面积的2～3倍左右。这一缺点是人工湿地在大城市被广泛推广应用的一大障碍。刘东阁等提议可以采取将工程建设在市郊区域，另外，可采用组合工艺，以提高净化效率，减少占地面积。然而这一问题对于广大的农村来说基本上是不存在的；由于农村中地多人少，正是可以利用一些荒芜的土地来建造湿地进行处理污水。

３、对周围土壤有渗透的影响。这一问题已引起部分研究人员的注意，不过目前还没有相关的解决办法。

四、总结与展望

虽然我国对人工湿地技术的研究较晚，对该技术的认知和应用还只是处于初步，与国外差距较大。但经研究分析，人工湿地投资少、管理简便、处理效果理想等特点非常适合于我国国情，尤其适合管理水平不高，处理量不多、水质变化不大的城郊和农村。而目前在我国内利用人工湿地处理农村（新农村）生活污水的实践和相关研究、经验总结还不多，所以该技术在我国的应用一定具有非常广阔的前景。相信随着时间的推移，在众多科研人员和社会各种力量的共同努力下，该技术将会日渐成熟，造福万代。

参考文献：

[1] 钱汪洋,许静,孙勤芳.浅析人工湿地系统污水处理技术①[J].科技资讯, 2009,17:150.

[2] 周 琪.人工湿地技术在污水处理与水环境保护中的应用及展望[J].给水排水,2009,7(35):1～3.

[3] 成先雄,尹艳芬,张涛等.人工湿地处理赣南新农村生活污水探讨[J].农业环境与发展,2009 (1)：53～55.

[4] 马芳1,靳大勇1 ,郭莲秀1 等 .人工湿地的研究、应用现状及前景分析[J]. 现代农业科学, 2009,16(10):69～70.

[５]李雪娟，和树庄，杨海华.人工湿地堵塞机制及其模型化的研究进展[J].环境科学导刊，2008，27（1）：1～4.

[６]李杰，钟成华，邓眷光．人工湿地研究进展[J]．安徽农业科学，2007，35(6)：1778～1780.