试论人工湿地系统在我国中小城镇污水处理中的应用

摘要：本文主要分析了目前我国中小城镇存在水污染的现状以及水污染形成的原因，同时叙述了人工湿地系统的作用机理与其特征，且拿传统的污水处理工艺与之相对比，得出了人工湿地系统在处理污水方面，除了具有高效率性，还具有投资、运转费用少，操作管理简单，处理效果好，生态及社会效益优越等结论。

关键字：中小城镇；人工湿地；污水处理

中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：

一、造成我国中小城镇水污染的主要原因

近些年来，我国经济的飞速发展以及改革的不断深入，使得中小城镇经济也随之发展迅速，同时也带来了严重的环境污染，水污染尤其突出。中小城镇水污染主要有三大来源：生活废水、工业废水、养殖场废水。在中小城镇中，这三大废水几乎都未经过任何处理，直接排入水体中，进一步造成了水污染的加重。在2004年的统计中，全国大概有1.50万个中小城镇的水污染相当严重，这个数字还不断增长，而造成水污染如此严重的原因，主要有：

①中小城镇的基础设施和经济发展滞后，规划布局不科学，而且绝大多数的小城镇是没有财力建设污水处理的设施。

②传统的污水处理工艺在操作、管理以及运行上，都过于复杂，效率低下且不说，单单寻找操作和运行设备的人才，就是一个巨大难题，毕竟在中小城镇，无论是技术人员的水准还是管理人员的水准，都普遍偏下。

③随着中小城镇经济的发展，污水已呈现多样化，凭借传统的污水处理工艺已经不能完全处理现在中小城镇所产生的废水了，更别说达到国家排放标准。

④中小城镇产生污水流量变化频繁，使得对污水处理设施和工艺流程要求日益提高，很显然现在只专注于经济发展的中小城镇是达不到如此高的标准的。

所以选择节能、经济、高效、管理和操作简单、生态和谐的污水处理工艺，对中小城镇来说，是极为迫切和必要的。所选用的污水处理工艺不仅要适应水质能力强、抗冲积负荷大，还要让周边的水环境得到良好的保护，能保持中小城镇实现经济健康可持续发展，只有这样才能实现经济发展与环境保护“双赢”。

二、人工湿地系统处理污水的原理

人工湿地系统其实就是人工生态系统，它是通过模拟自然湿地生态系统来达到目的，与自然界的自然沼泽地非常相似。一般的人工湿地系统由人工建造，并监督和控制，通过人为的将砂、石、煤渣、土壤等一种或多种介质以某种比例来构成基质，而且有目的性的植入植物的一种污水处理生态系统。人工湿地生态系统是根据自然生态系统化学、生物以及物理的三重协同作用来达到对污水处理净化的目的。经过长时间研究污水在湿地床不同的流动方式，我们将其分为三种类型的湿地系统：垂直流湿地系统、潜流湿地系统以及地表流生态系统。

人工湿地系统主要由某些已经适应在污水环境下的大型水生植物、高等或低等生物以及那些已经处于饱满状态的基质构成的污水生态系统，这种污水生态系统同样也被称为人工复合体。通过字面上的了解，我们不难想象人工湿地的重要组成成分为人工基质、水生植物以及微生物。而所谓的人工基质就是土壤和砂石等媒介。它不仅能供给水生植物滋生载体以及营养物质，还能通过简单的物理和化学作用净化污水，其表面更是微生物生长和依附有效保证。例如微生物通过新陈代谢的作用分解污水中的营养物质，保证了水中植物的营养供给，而水生植物富集污水中一些有害、有毒物质，并通过光合作用将产生的氧气运输到根区，不仅保持了水分的传递，而且还能为一些需氧微生物提供氧气，使得其继续新陈代谢，从而形成一个良好的循环系统。下表1就是各种主要物质的净化原理了。

三、人工湿地系统的经济适用性

中小城镇的经济本来就不发达，所以才出现以破坏环境为代价的病态经济发展状况。所以在中小城镇中，污水处理工艺的工程造价以及管理费用是必须考虑的因素。有资料显示，人工湿地系统与传统的污水处理工艺相比较，其工程造价与运行费用只有传统污水处理工艺的百分之十到百分之五十之间。见表三。

四、人工湿地系统的节能性和技术优越性及其他优点

处理污水除了要考虑工程和管理费用之外，还要考虑污水处理时所消耗的能源。表四就是人工湿地系统中人工芦苇湿地系统与传统污水处理工艺在节能与技术上的比较。

从上表中可以看到，人工湿地系统不仅能耗低，而且还能减少二氧化碳、二氧化硫等大气污染物。

人工湿地系统除了能处理污水之外，其还有保护生物及遗传的多样性，蓄洪防旱、防风防沙，有效减缓径流，吸收二氧化碳、调节区域气候等优点。而其所带来的良好社会效益也是不可忽视的，例如自然观光、旅游、娱乐、教育和科研等等，。所以在建造人工湿地系统时，除了关注其污水处理功效之外，还应该充分考虑其本身所具有的社会效益，只有这样才能充分发挥其社会价值与附带的经济效益，从而促进中小城镇经济的良性可持续发展，而不是破坏环境为代价的经济发展。

五、人工湿地生态系统的污水去除效果

人工湿地生态系统对污水净化处理的效果优越性，在实践中已经得到了证明。有研究结果显示，人工湿地生态系统对COD的吸收率超过百分之八十以上，TN和BOD5的吸收率也达到了百分六十以上和百分之八十五到百分之九十之间，而SS与TP两者更是达到了惊人的百分之九十以上。

除以上污染化合物之外，对污水中的酚酸酯和藻毒素的去除率也相当之高，分别为百分之九十九和百分之九十。同时人工湿地系统对邻苯二甲酸二丁酯也有相当不错的去除效果。

人工湿地系统对污水去除原理常常都是依靠微生物、水生植物以及基质的三重共同作用来完成的。想要使得人工湿地系通过达到最佳的除去效果，那么在设计人工湿地之前，就要考虑将预处理、最好水力负荷、进水水质要求、湿干比以及水力停留时间等各种因素和水生植物的选择以及基质的构成湿地结构等一起来作为综合系统，这样才能使人工湿地系统各个部分的除污能力得到充分发挥，以此来实现良好的整体除污效果。

结束语

人工湿地生态系统是一个完整的人工生态系统，它在处理水污染上已经取得良好的成就，而且还在不断的被研究、应用和发展。它除了具有投资低、操作简单、运行和维护费用低等特征外，还有出水水质好，绿化面积大、抗冲击力强、改善美化生态环境等优点。最重要的是，人工湿地生态系统这项技术非常适合我国农村和中小城镇的污水处理与治理，具有极为宽广的应用前景。

参考文献：

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