一、基本概念

人工濕地實(shí)質(zhì)是一個(gè)綜合生態(tài)系統(tǒng)，主要應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)共生物種的能量和物質(zhì)循環(huán)的再生作用，在促進(jìn)廢水中污染物良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源生產(chǎn)潛力，獲得污水處理與資源化的效益，防止污水對(duì)環(huán)境造成二次污染。

人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在流動(dòng)的過程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的作用。

二、人工濕地功能——凈化污水

人工濕地（artifical wetland ,constructed wetland）用人工筑成水池或溝槽，底面鋪設(shè)防滲漏隔水層，填充土壤或填料層，種植蘆葦一類的維管束植物或根系發(fā)達(dá)的水生植物，污水由濕地的一端通過布水管渠進(jìn)入，以推流方式與布滿生物膜的介質(zhì)表面和溶解氧進(jìn)行充分的植物根區(qū)接觸而獲得凈化。人工濕地分為表面徑流人工濕地和人工潛流濕地。

人工濕地與傳統(tǒng)污水處理廠相比具有投資少、運(yùn)行成本低等明顯優(yōu)勢(shì)，在農(nóng)村地區(qū)，由于人口密度相對(duì)較小，人工濕地同傳統(tǒng)污水處理廠相比，一般投資可節(jié)省1/3—1/2。在處理過程中，人工濕地基本上采用重力自流的方式，處理過程中基本無能耗，運(yùn)行費(fèi)用低，污水處理廠處理每噸廢水的價(jià)格在1元左右，而人工濕地平均不到2毛。

因此，在人口密度較低的農(nóng)村地區(qū)，建設(shè)人工濕地比傳統(tǒng)污水處理廠更加經(jīng)濟(jì)。

人工濕地在農(nóng)村地區(qū)的使用效果也優(yōu)于傳統(tǒng)污水處理廠，首先人工濕地使用純生物技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)凈化，而污水處理廠則使用化學(xué)方法，因此污水處理廠在處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量富含有害化學(xué)成分的淤泥、廢渣影響環(huán)境，而人工濕地則不存在二次污染。其次人工濕地以水生植物水生花卉為主要處理植物，在處理污水的同時(shí)還具有良好的景觀效果，有利于改造農(nóng)村環(huán)境。另外，人工濕地還擁有可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益，在人工濕地上可選種一些具備凈化效果和經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的水生植物，在污水處理的同時(shí)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

人工濕地的運(yùn)行管理也比污水處理廠簡(jiǎn)單、便捷，因?yàn)槿斯竦赝耆扇∩锓椒ㄗ孕羞\(yùn)轉(zhuǎn)因此基本不需專人負(fù)責(zé)，只需定期清理格柵池、隔油池、每年收割一次水生植物即可。人工濕地中起主要處理作用的還是微生物，不是土壤的過濾作用，所以濕地設(shè)計(jì)中應(yīng)包括防止?jié)竦靥盍隙氯麊栴}、植物死亡問題和過冬問題。人工濕地服務(wù)年限一般按照10-15年計(jì)算，也就是說設(shè)計(jì)比較完善的濕地系統(tǒng)15年以后才需要清理填料床，達(dá)到服務(wù)年限的人工濕地系統(tǒng)在清理填料床后，即可重新投入使用。另外，人工濕地的建設(shè)周期短，建設(shè)一座傳統(tǒng)污水處理廠和完成相關(guān)管道的鋪設(shè)往往需要一年以上，而人工濕地的平均建設(shè)周期在3個(gè)月以內(nèi)，因此建設(shè)人工濕地見效更快。

結(jié)論：在人口密度較低、污染排放較少的農(nóng)村地區(qū)，“人工濕地”生活污水處理設(shè)施有很多優(yōu)點(diǎn)，該處理設(shè)施充分利用農(nóng)戶住房周邊的地形特點(diǎn)，因地制宜、實(shí)施簡(jiǎn)單，可造在住宅旁的空地上，也可利用水塘以及公園的景觀池改造；規(guī)?？纱罂尚?，可以二三十戶家庭共用一塊，也可以一戶人家造一塊；投資少，維護(hù)方便，且占地面積小，配合種植水生植物，還可達(dá)到美化景觀的效果。

三、技術(shù)原理

人工濕地污水處理技術(shù)的原理是通過人工建造和控制來運(yùn)行與沼澤地類似的地面，將污水有控制地投配到濕地上，使污水在濕地土壤縫隙和表面流動(dòng)的過程中，利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其生態(tài)系統(tǒng)的作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、氧化還原、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的其他作用等。

四、系統(tǒng)分類

人工濕地處理系統(tǒng)可以分為以下幾種類型：自由水面人工濕地處理系統(tǒng)、潛流型人工濕地處理系統(tǒng)、垂直水流型人工濕地處理系統(tǒng)等。

系統(tǒng)去除的污染物范圍廣泛，包括N、P、SS、有機(jī)物、病原體等。在進(jìn)水濃度較低的條件下，人工濕地對(duì)BOD5的去除率可達(dá)百分之九十，COD去除率可達(dá)百分之八十以上，出水中BOD5的濃度在10mg/L，SS小于20mg/L。廢水中大部分有機(jī)物作為異樣微生物的養(yǎng)分，被轉(zhuǎn)化為微生物有機(jī)體、CO2和H2O。

五、技術(shù)特點(diǎn)

人工濕地處理系統(tǒng)同時(shí)具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合中、小型村莊生活污水的集中處理。

1、人工濕地處理系統(tǒng)可以分為以下幾種類型：

（1）自由水面人工濕地處理系統(tǒng)；

（2）人工潛流濕地處理系統(tǒng)；

（3）垂直水流型人工濕地處理系統(tǒng)。

2、人工濕地優(yōu)點(diǎn)

人工濕地污水處理系統(tǒng)是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點(diǎn):

（1）建造和運(yùn)行費(fèi)用便宜；

（2）易于維護(hù),技術(shù)含量低；

（3）可進(jìn)行有效可靠的廢水處理；

（4）可緩沖對(duì)水力和污染負(fù)荷的沖擊；

（5）可提供和間接提供效益,如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙?jiān)?、建材、綠化、動(dòng)物棲息、娛樂和教育。

3、人工濕地不足

（1）占地面積大；

（2）易受病蟲害影響；

（3）生物和水力復(fù)雜性加大了對(duì)其處理機(jī)制、工藝動(dòng)力學(xué)和影響因素的認(rèn)識(shí)理解，因此常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)使出水達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或不能達(dá)標(biāo)排放，有的人工濕地反而成了污染源。

另外，據(jù)已有數(shù)據(jù),當(dāng)上下表面植物密度變大時(shí), 人工濕地系統(tǒng)處理效率提高,需2~3個(gè)生長(zhǎng)周期，所以需建成幾年后才達(dá)到完全穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，人工濕地技術(shù)問題在于缺乏長(zhǎng)期運(yùn)行系統(tǒng)的詳細(xì)資料。

總的來說, 人工濕地污水處理系統(tǒng)是一種較好的廢水處理方式，特別是它充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境的再污染,獲得污水處理與資源化的效益，因此具有較高的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益,比較適合于處理水量不大、水質(zhì)變化不很大、管理水平不很高的城鎮(zhèn)污水,如我國(guó)農(nóng)村中、小城鎮(zhèn)的污水處理。人工濕地作為一種處理污水的新技術(shù)有待于進(jìn)一步改良，有必要更細(xì)致地研究不同地區(qū)特征和運(yùn)行數(shù)據(jù)以便在將來的建設(shè)中提供更合理的參數(shù)。

六、適用范圍

1、人工濕地污水處理技術(shù)易受氣候條件影響，南北差異較大，北方大部分地區(qū)冬季溫度較低，難以維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行或保證污水處理效果。因此在選用該技術(shù)時(shí)，要選取合適的植物，并且要充分考慮項(xiàng)目地植物過冬問題。

2、該處理技術(shù)適用于農(nóng)村集中式和分散式污水處理，根據(jù)各地土地充裕情況、居住方式和經(jīng)濟(jì)狀況而定。對(duì)于居住較為分散、土地寬裕的村莊，可選用分散式處理方式，以戶為單位，充分利用農(nóng)村零星空地，建設(shè)小規(guī)模濕地處理系統(tǒng)，可同時(shí)滿足凈化污水和美化環(huán)境的效果。集中式處理系統(tǒng)，更適宜于居住集中、土地有限的農(nóng)村，尤其是撤村并鎮(zhèn)和新建的農(nóng)村社區(qū)，各戶將污水通過管網(wǎng)或溝渠排入處理系統(tǒng)集中處理。

3、該技術(shù)對(duì)于項(xiàng)目地地形條件的要求較為寬松，設(shè)計(jì)時(shí)可因地制宜。

七、注意事項(xiàng)

采用人工濕地處理技術(shù)，主要注意以下幾點(diǎn)：

1、人工濕地處理技術(shù)要做好防滲系統(tǒng)，對(duì)于農(nóng)村地區(qū)濕地防滲可采用土工膜或三灰土夯實(shí)等簡(jiǎn)易實(shí)用的方法。

2、人工濕地植物的選取。濕地植物是濕地處理系統(tǒng)明顯的生物特征，它是人工濕地的主要組成部分，在污水處理過程中起著重要作用。濕地植物選取時(shí)應(yīng)因地制宜，綜合考慮植物的以下特征：耐水、根系發(fā)達(dá)、多年生、耐寒、吸收氮、磷量大、兼顧觀賞性和經(jīng)濟(jì)性、要盡量選擇當(dāng)?shù)氐耐林N。目前，常用的有蘆葦、香蒲、菖蒲、美人蕉、風(fēng)車草、彩虹鳥、水竹、水蔥、大米草、鳶尾、蕨草、燈芯草等。

3、人工濕地植物栽種初期的管理主要保證其成活率。濕地植物栽種在春季，植物容易成活。如果不是在春季栽種而在冬季，應(yīng)做好防凍措施，在夏季應(yīng)做好遮陽(yáng)防曬?？傊?，要根據(jù)實(shí)際情況采取措施以確保栽種植物的成活率。

4、植物栽種初期為了使植物的根扎得比較深，需要通過控制濕地的水位，促使植物根莖向下生長(zhǎng)。

5、做好日常護(hù)理防止其他雜草滋生并及時(shí)清除枯枝落葉，防止腐爛污染。

6、對(duì)不耐寒的植物在冬季來臨之前要做好防凍措施或及時(shí)收割。