低温环境人工湿地处理技术强化措施与应用

孙靖越，王亚娥，李 杰

(兰州交通大学 环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070)

1 引言

在当前废水处理技术要求低成本、低化学投入、低环境影响、高效率的背景下，人工湿地技术因其能够通过微生物、基质、植物和水的复杂生态相互作用从废水和径流水中去除有机物、营养物质、微量元素、病原体和其他污染物[1]，在实验室和现场的应用已经得到了良好的示范，有较高的污染物去除效率和生态效益[2]。然而，温度的变化是对湿地系统最主要的威胁，就总氮、总磷和化学需氧量的去除而言，在较低的温度下人工湿地处理性能往往会下降，主要是由于低温导致湿地系统出现结冰、水力缺陷、生物和非生物部件的故障等问题。已有大量研究[3～5]指出低温环境对湿地处理效果的影响，冬季湿地系统的平均脱氮效率比夏季低6%～11%，秋冬季节湿地系统有机物的去除率明显低于春夏两季。这些研究表明，硝化和反硝化作用受到温度的限制，温度与有机物去除和特定微生物活性明显相关[1]。因此，为了提高人工湿地在低温条件的处理效果，需要采取特定的强化措施。

2 人工湿地在低温环境中存在的问题

2.1 低温对湿地系统中生物的影响

2.1.1 植物

植物是湿地处理中不可或缺的组成部分，因为它们可以在自身生长的同时利用废水中的氮和磷等物质，参与碳物质循环并进行氧转移[6]。在湿地系统中，温度对植物的有效运行起着至关重要的作用，有研究发现[7]，大型水生植物的平均光合速率和蒸发速率与温度有关。……