人工濕地

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，污水與污泥在沿一定方向流動(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。

濕地簡(jiǎn)介

人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，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較佳效益。

人工濕地的植物還能夠?yàn)樗w輸送氧氣，增加水體的活性。濕地植物在控制水質(zhì)污染，降解有害物質(zhì)上也起到了重要的作用。

濕地系統(tǒng)中的微生物是降解水體中污染物的主力軍。好氧微生物通過呼吸作用，將廢水中的大部分有機(jī)物分解成為二氧化碳和水，厭氧細(xì)菌將有機(jī)物質(zhì)分解成二氧化碳和甲烷，硝化細(xì)菌將銨鹽硝化，反硝化細(xì)菌將硝態(tài)氮還原成氮?dú)猓鹊?。通過這一系列的作用，污水中的主要有機(jī)污染物都能得到降解同化，成為微生物細(xì)胞的一部分，其余的變成對(duì)環(huán)境無害的無機(jī)物質(zhì)回歸到自然界中。

濕地生態(tài)系統(tǒng)中還存在某些原生動(dòng)物及后生動(dòng)物，甚至一些濕地昆蟲和鳥類也能參與吞食濕地系統(tǒng)中沉積的有機(jī)顆粒，然后進(jìn)行同化作用，將有機(jī)顆粒作為營養(yǎng)物質(zhì)吸收，從而在某種程度上去除污水中的顆粒物。

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，

人工濕地生態(tài)處理

填充一定深度的土壤或填料層，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一定經(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?采取生物方法自行運(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。

一個(gè)建在四川郫縣園田村的庭院人工濕地。

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。

凈化空氣

SS的去除主要靠物理沉淀、過濾作用，BOD的去除主要靠微生物吸附和代謝作用，代謝產(chǎn)物均為無害的穩(wěn) 定物質(zhì)，因此可以使處理后水中殘余的BOD濃度很低。污水中COD去除的原理與BOD基本相同。

N、P去除人工濕地主要利用生物脫氮及植物吸收方法。

作用機(jī)理：對(duì)污染物的去除與影響物理沉淀可沉淀固體在濕地中重力沉降去除、過濾，通過顆粒間相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固體被阻截而去除；化學(xué)微生物代謝：利用懸浮的底泥和寄生于植物上的細(xì)菌的代謝作用將懸浮物、膠體、可溶性固體分解成無機(jī)物；通過生物硝化-反硝化作用去除氮；部分微量元素被微生物、植物利用氧化并經(jīng)阻截或結(jié)合而被去除。自然死亡：細(xì)菌和病毒處于不適宜環(huán)境中會(huì)引起自然衰敗及死亡，植物植物代謝利用植物對(duì)有機(jī)物的吸收而去除，植物根系分泌物對(duì)大腸桿菌和病原體有滅活作用植物吸收相當(dāng)數(shù)量的氮和磷能被植物吸收而去除，多年生沼澤生植物，每年收割一次，可將氮、磷吸收、合成后分移出人工濕地系統(tǒng)。

污水進(jìn)入濕地系統(tǒng)，污水中的固體顆粒與基質(zhì)顆粒之間會(huì)發(fā)生作用，水流中的固體顆粒直接碰到基質(zhì)顆粒表面被攔截。水中顆粒遷移到基質(zhì)顆粒表面時(shí)，在范德華力和靜電力作用下以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力作用下，被粘附與基質(zhì)顆粒上，也可能因?yàn)榇嬖谛跄w粒的架橋作用而被吸附。

此外，由于濕地床體長(zhǎng)時(shí)間處于浸水狀態(tài)，床體很多區(qū)域內(nèi)基質(zhì)形成土壤膠體，土壤膠體本身具有極大的吸附性能，也能夠截留和吸附進(jìn)水中的懸浮顆粒。

物理過濾和吸附作用是濕地系統(tǒng)對(duì)污水中的污染物進(jìn)行攔截從而達(dá)到凈化污水的目的的重要途徑之一。

植物是人工濕地的重要組成部分。人工濕地根據(jù)主要植物優(yōu)勢(shì)種的不同，被分為浮水植物人工濕地，浮葉植物人工濕地，挺水植物人工濕地，沉水植物人工濕地等不同類型。濕地中的植物對(duì)于濕地凈化污水的作用能起到極重要的影響。

首先，濕地植物和所有進(jìn)行光合自養(yǎng)的有機(jī)體一樣，具有分解和轉(zhuǎn)化有機(jī)物和其他物質(zhì)的能力。植物通過吸收同化作用，能直接從污水中吸收可利用的營養(yǎng)物質(zhì)，如水體中的氮和磷等。水中的銨鹽、硝酸鹽以及磷酸鹽都能通過這種作用被植物體吸收，通過被收割而離開水體。

其次，植物的根系能吸附和富集重金屬和有毒有害物質(zhì)。植物的根莖葉都有吸收富集重金屬的作用，其中根部的吸收能力較強(qiáng)。在不同的植物種類中，沉水植物的吸附能力較強(qiáng)。根系密集發(fā)達(dá)交織在一起的植物亦能對(duì)固體顆粒起到攔截吸附作用。

再次，植物為微生物的吸附生長(zhǎng)提供了更大的表面積。植物的根系是微生物重要的棲息、附著和繁殖的場(chǎng)所。相關(guān)文獻(xiàn)表明，植物根際的微生物數(shù)量比非根際微生物數(shù)量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。

特點(diǎn)

人工濕地處理系統(tǒng)具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，非常適合中、小城鎮(zhèn)的污水處理。

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)。

優(yōu)缺點(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、野生動(dòng)物棲息、娛樂和教育。

但也有不足

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，設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)不準(zhǔn)確，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)上下表面植物密度增大時(shí), 人工濕地系統(tǒng)處理效率提高,在達(dá)到其較優(yōu)效率時(shí),需2~3個(gè)生長(zhǎng)周期，所以需建成幾年后才達(dá)到*穩(wěn) 定的運(yùn)行。因此，人工濕地技術(shù)非常大問題在于缺乏長(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較佳效益，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)。

歷史

運(yùn)用人工濕地處理污水可追溯到1903年，建在英國約克郡Earby，被認(rèn)為是世界上較早用于處理污水的人工濕地，連續(xù)運(yùn)行直到1992年

。而人工濕地生態(tài)系統(tǒng)在世界各地逐漸受到重視并被運(yùn)用，還是在20世紀(jì)70年代德國學(xué)者Kichunth提出根區(qū)法（the root-zone-method）理論之后開始的，根區(qū)法理論強(qiáng)調(diào)高等植物在濕地污水處理系統(tǒng)中的作用，首先是他們能夠?yàn)槠涓鶉漠愷B(yǎng)微生物供應(yīng)氧氣，從而在還原性基質(zhì)中創(chuàng)造了一種富氧的微環(huán)境，微生物在水生植物的根系上生長(zhǎng)，他們就與較高的植物建立了共生合作關(guān)系，增加廢水中污染物的降解速度，在遠(yuǎn)離根區(qū)的地方為兼氧和厭氧環(huán)境，有利于兼氧和厭氧凈化作用，另一方面，水生植物根的生長(zhǎng)有利于提高床基質(zhì)層的水力傳導(dǎo)性能。

類型

地表流人工濕地

表面流濕地與地表漫流土地處理系統(tǒng)非常相似，不同的是：（1）在表面流濕地系統(tǒng)中，四周筑有一定高度的圍墻，維持一定的水層厚度（一般為10~30cm）；（2）濕地中種植挺水型植物（如蘆葦?shù)龋?/p>

向濕地表面布水，水流在濕地表面呈推流式前進(jìn)，在流動(dòng)過程中，與土壤、植物及植物根部的生物膜接觸，通過物理、化學(xué)以及生物反應(yīng)，污水得到凈化，并在終端流出。

潛流式人工合成濕地

人工濕地的核心技術(shù)是潛流式濕地。一般由兩級(jí)濕地串聯(lián)，處理單元并聯(lián)組成。濕地中根據(jù)處理污染物的不同而填有不同介質(zhì)，種植不同種類的凈化植物。水通過基質(zhì)、植物和微生物的物理、化學(xué)和生物的途徑共同完成系統(tǒng)的凈化，對(duì)BOD、COD、TSS、TP、TN、藻類、石油類等有顯著的去除效率；此外該工藝的流態(tài)和結(jié)構(gòu)形成的良好的硝化與反硝化功能區(qū)對(duì)TN、TP、石油類的去除明顯優(yōu)于其他處理方式。主要包括內(nèi)部構(gòu)造系統(tǒng)、活性酶體介質(zhì)系統(tǒng)、植物的培植與搭配系統(tǒng)、布水與集水系統(tǒng)、防堵塞技術(shù)、冬季運(yùn)行技術(shù)。

潛流式人工合成濕地的形式分為垂直流潛流式人工濕地和水平流潛流式人工濕地。利用濕地中不同流態(tài)特點(diǎn)凈化進(jìn)水。經(jīng)過潛流式濕地凈化后的河水可達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，再通過排水系統(tǒng)排放。

垂直流潛流式人工濕地

在垂直潛流系統(tǒng)中，污水由表面縱向流至床底，在縱向流的過程中污水依次經(jīng)過不同的介質(zhì)層，達(dá)到凈化的目的。垂直流潛流式濕地具有完整的布水系統(tǒng)和集水系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是占地面積較其它形式濕地小，處理效率高，整個(gè)系統(tǒng)可以*建在地下，地上可以建成綠地和配合景觀規(guī)劃使用。

水平流潛流式人工濕地

是潛流式濕地的另一種形式，污水由進(jìn)水口一端沿水平方向流動(dòng)的過程中依次通過砂石、介質(zhì)、植物根系，流向出水口一端，以達(dá)到凈化目的。溝渠型人工濕地

溝渠型濕地床包括植物系統(tǒng)、介質(zhì)系統(tǒng)、收集系統(tǒng)。主要對(duì)雨水等面源污染進(jìn)行收集處理，通過過濾、吸附、生化達(dá)到凈化雨水及污水的目的。是小流域水質(zhì)治理、保護(hù)的有效手段。

技術(shù)要求

隨著環(huán)境保護(hù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)濕地功能也有了廣泛的認(rèn)識(shí)。濕地作為"地球之腎"，擔(dān)負(fù)著對(duì)地球自然水體的凈化和處理功能。由于城市中天然濕地的逐漸減少和消亡，因此人工濕地以其獨(dú)到的*性受到了越來越多的關(guān)注和發(fā)展。

人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化技術(shù)作為一種新型生態(tài)污水凈化處理方法,其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個(gè)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)污水通過濕地系統(tǒng)時(shí)，其中的污染物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)被系統(tǒng)吸收或分解，而使水質(zhì)得到凈化。

人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化的關(guān)鍵在于工藝的選擇和對(duì)植物的選擇及應(yīng)用配置。如何選擇和搭配適宜的濕地植物，并且將其應(yīng)用于不同類型的濕地系統(tǒng)中成了我們?cè)跔I建人工濕地前必須思考的問題。

植物在具有良好的生態(tài)適應(yīng)能力和生態(tài)營建功能；

管理簡(jiǎn)單、方便是人工濕地生態(tài)污水處理工程的主要特點(diǎn)之一。若能篩選出凈化能力強(qiáng)、抗逆性相仿,而生長(zhǎng)量較小的植物,將會(huì)減少管理上尤其是對(duì)植物體后處理上的許多麻煩。一般應(yīng)選用當(dāng)?shù)鼗虮镜貐^(qū)天然濕地中存在的植物。

濕地植物特點(diǎn)

植物具有很強(qiáng)的生命力和旺盛的生長(zhǎng)勢(shì)

抗凍、抗熱能力

由于污水處理系統(tǒng)是全年連續(xù)運(yùn)行的,故要求水生植物即使在惡劣的環(huán)境下也能基本正常生長(zhǎng),而那些對(duì)自然條件適應(yīng)性較差或不能適應(yīng)的植物都將直接影響凈化效果。

抗病蟲害能力

污水生態(tài)處理系統(tǒng)中的植物易滋生病蟲害,抗病蟲害能力直接關(guān)系到植物自身的生長(zhǎng)與生存,也直接影響其在處理系統(tǒng)中的凈化效果。

對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)能力

由于人工濕地中的植物根系要長(zhǎng)期浸泡在水中和接觸濃度較高且變化較大的污染物,因此所選用的水生植物除了耐污能力要強(qiáng)外,對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、土壤條件和周圍的動(dòng)植物環(huán)境都要有很好的適應(yīng)能力。

引種植物要求

所引種的植物必須具有較強(qiáng)的耐污染能力

水生植物對(duì)污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附著生長(zhǎng)在根區(qū)表面及附近的微生物去除的,因此應(yīng)選擇根系比較發(fā)達(dá)，對(duì)污水承受能力強(qiáng)的水生植物。

植物的年生長(zhǎng)期長(zhǎng)，冬季半枯萎或常綠植物為宜；

人工濕地處理系統(tǒng)中常會(huì)出現(xiàn)因冬季植物枯萎死亡或生長(zhǎng)休眠而導(dǎo)致功能下降的現(xiàn)象，因此，應(yīng)著重選用常綠冬季生長(zhǎng)旺盛的水生植物類型。

所選擇的植物將不對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成隱患或威脅，具有生態(tài)安全性；

具有一定的經(jīng)濟(jì)效益、文化價(jià)值、景觀效益和綜合利用價(jià)值。

若所處理的污水不含有毒、有害成分,其綜合利用可從以下幾個(gè)方面考慮:①作飼料,一般選擇粗蛋白的含量>20%(干重)的水生植物；②作肥料,應(yīng)考慮植物體含肥料有效成分較高,易分解；③生產(chǎn)沼氣,應(yīng)考慮發(fā)酵、產(chǎn)氣植物的碳氮比,一般選用植物體的碳氮比為25～30.5/1；④工業(yè)或手工業(yè)原料，如蘆葦可以用來造紙，水蔥、燈心草、香蒲、莞草等都是編制草席的原料。

由于城鎮(zhèn)污水的處理系統(tǒng)一般都靠近城郊,同時(shí)面積較大,故美化景觀也是必須考慮的。

然而在實(shí)際工作中，很多人工濕地的工藝設(shè)計(jì)者和建設(shè)者考慮得較多的是植物的性和觀賞價(jià)值等表在因素，沒有考慮到栽種該植物后的植株生長(zhǎng)效果、濕地的運(yùn)行效果、生長(zhǎng)表現(xiàn)以及對(duì)生態(tài)的安全性等，導(dǎo)致人工濕地在運(yùn)行一段時(shí)間后功能驟降或運(yùn)行費(fèi)用劇增，從而導(dǎo)致系統(tǒng)癱費(fèi)或閑置。

相關(guān)植物

漂浮植物

漂浮植物中常用作人工濕地系統(tǒng)處理的有水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。

根據(jù)對(duì)這些植物的植物學(xué)特性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)它們具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①生命力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性好，根系發(fā)達(dá)；

②生物量大，生長(zhǎng)迅速；

③具有季節(jié)性休眠現(xiàn)象，如冬季休眠或死亡的水葫蘆、大薸、水蕹菜，夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。生長(zhǎng)的旺盛季節(jié)主要集中在每年的3-10月或9月-次年5月；

④生育周期短，主要以營養(yǎng)生長(zhǎng)為主，對(duì)N的需求量非常高。

由于漂浮植物具有上述的植物學(xué)特性，因此，在進(jìn)行人工濕地植物配置的時(shí)候我們必須充分考慮它們各自的優(yōu)點(diǎn)：

①由于這類植物的環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，因此在進(jìn)行植物配置時(shí)應(yīng)當(dāng)作地方優(yōu)勢(shì)品種予以優(yōu)先考慮；

②人工濕地系統(tǒng)中，水體中養(yǎng)分的去除主要依靠植物的吸收利用，因此，生物量大、根系發(fā)達(dá)、年生育周期多和吸收能力好的植物成為我們選擇的目標(biāo)；

③利用植物季節(jié)性休眠特性，我們可以給予正確的植物搭配，如冬季低溫時(shí)配置水芹菜而夏季高溫時(shí)則配置水葫蘆、大薸等適宜高溫生長(zhǎng)的植物，以避免因植物品種選擇搭配單一而出現(xiàn)季節(jié)性的功能失調(diào)現(xiàn)象；

④由于這類植物以營養(yǎng)生長(zhǎng)為主，對(duì)N的吸收利用率要高，因此，在進(jìn)行植物配置時(shí)應(yīng)重視其對(duì)N的吸收利用效果，可作為N去除的優(yōu)勢(shì)植物而加以利用，從而提高系統(tǒng)對(duì)N的去除效果。

根莖、球莖及種子植物

這類植物主要包括睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角、薏米、芡實(shí)等。它們或具有發(fā)達(dá)的地下根莖或塊根，或能產(chǎn)生大量的種子果實(shí)，多為季節(jié)性休眠植物類型，一般是冬季枯萎春季萌發(fā)，生長(zhǎng)季節(jié)主要集中在4-9月。

根莖、球莖、種子類植物具有以下特點(diǎn)：

①耐淤能力較好，適宜生長(zhǎng)在淤土層深厚肥沃的地方，生長(zhǎng)離不開土壤；

②適宜生長(zhǎng)環(huán)境的水深一般為40-100CM左右；

③具有發(fā)達(dá)的地下塊根或塊莖，其根莖的形成對(duì)P元素的需求較多，因此，對(duì)P的吸收量較大；

④種子果實(shí)類植物，其種子和果實(shí)的形成需要大量的P和K元素。（3）

由于這類植物具有以下特點(diǎn)，因此在進(jìn)行人工濕地植物應(yīng)用配置時(shí)應(yīng)予以充分考慮：

①基于這些植物的特性，其應(yīng)用一般為表面流人工濕地系統(tǒng)和濕地的穩(wěn) 定系統(tǒng)；

②利用這些植物的生長(zhǎng)（主要是塊根、球莖和果實(shí)的生長(zhǎng)）需要大量的P、K元素的特性，將其作為P去除的優(yōu)勢(shì)植物應(yīng)用，以提高系統(tǒng)對(duì)P的去除效果。

挺水草本植物類型

這類植物包括蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、藨草、水蔥、水莎草、紙莎草等，為人工濕地系統(tǒng)主要的植物選配品種。這些植物的共同特性在于：①適應(yīng)能力強(qiáng)，或?yàn)楸就羶?yōu)勢(shì)品種；②根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)量大，營養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并存，對(duì)N和P、K的吸收都比較豐富；③能于無土環(huán)境生長(zhǎng)。

根據(jù)這類植物的生長(zhǎng)特性，它們可以搭配種植于潛流式人工濕地，也可以種植于表流式人工濕地系統(tǒng)中。

根據(jù)植物的根系分布深淺及分布范圍，可以將這類植物分成四種生長(zhǎng)類型，即深根叢生型、深根散生型、淺根叢生型和淺根散生型。

（1）深根叢生型的植物，其根系的分布深度一般在30CM以上，分布較深而分布面積不廣。植株的地上部分叢生，如皇竹草、蘆竹、旱傘竹、野茭草、薏米、紙莎草等。由于這類植物的根系入土深度較大，根系接觸面廣，配置栽種于潛流式人工濕地中更能顯示出它們的處理凈化性能。

（2）深根散生型植物根系一般分布于20-30CM之間，植株分散，這類植物有香蒲、菖蒲、水蔥、藨草、水莎草、野山姜等，這類植物的根系入土深度也較深，因此適宜配置栽種于潛流式人工濕地。

（3）淺根散生型的一些植物如美人蕉、蘆葦、荸薺、慈姑、蓮藕等，其根系分布一般都在5-20CM之間。由于這些植物的根系分布淺，而且一般原生于土壤環(huán)境，因此適宜配置于表流式人工濕地中。

（4）淺根叢生型的植物如燈心草、芋頭等叢生型植物，由于根系分布淺，且一般原生于土壤環(huán)境，因此僅適宜配置于表面流人工濕地系統(tǒng)中。 

沉水植物類型    

沉水植物一般原生于水質(zhì)清潔的環(huán)境，其生長(zhǎng)對(duì)水質(zhì)要求比較高，因此，沉水植物只能用作人工濕地系統(tǒng)中的強(qiáng)化穩(wěn) 定植物加以應(yīng)用，以提高出水水質(zhì)。

其它類型的植物

一些如水生景觀植物之類的，由于長(zhǎng)時(shí)間的人工選擇，使其對(duì)污染環(huán)境的適應(yīng)能力比較弱，因此也只能作為強(qiáng)化穩(wěn) 定植物或濕地系統(tǒng)的景觀植物而應(yīng)用。

根據(jù)植物原生環(huán)境分析

根據(jù)植物的原生環(huán)境分析，原生于實(shí)土環(huán)境的一些植物如美人蕉、蘆葦、燈心草、旱傘竹、皇竹草、蘆竹、薏米等，其根系生長(zhǎng)有一定的向土性，配置于表面流濕地系統(tǒng)中，生長(zhǎng)會(huì)更旺盛。但由于它們的根系大都垂直向下生長(zhǎng)，因此，凈化處理的效果不及應(yīng)用于潛流式濕地中；對(duì)于一些原生于沼澤、腐殖層、草炭濕地、湖泊水面的植物如水蔥、野茭、山姜、藨草、香蒲、菖蒲等，由于其生長(zhǎng)已經(jīng)適應(yīng)了無土環(huán)境，因此更適宜配置于潛流式人工濕地；而對(duì)于一些塊根塊莖類的水生植物如荷花、睡蓮、慈姑、芋頭等則只能配置于表面流濕地中。

根據(jù)植物對(duì)養(yǎng)分的需求類型分析

根據(jù)植物對(duì)養(yǎng)分的需求情況分析，由于潛流式人工濕地濕地系統(tǒng)填料之間的空隙大，植物根系與水體養(yǎng)分接觸的面積要較表流式人工濕地濕地廣，因此對(duì)于營養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛、植株生長(zhǎng)迅速、植株生物量大、一年有數(shù)個(gè)萌發(fā)高峰的植物如香蒲、水蔥、苔草、水莎草等植物適宜栽種于潛流濕地；而對(duì)于營養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并存，生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，一年只有一個(gè)萌發(fā)高峰期的一些植物如蘆葦、茭草、薏米等則配置于表面流濕地系統(tǒng)。

根據(jù)植物對(duì)污水的適應(yīng)能力分析

不同植物對(duì)污水的適應(yīng)能力不同。一般高濃度污水主要集中在濕地工藝的前端部分。因此，在人工濕地建設(shè)時(shí)，前端工藝部分如強(qiáng)氧化塘、潛流濕地等工藝一般選擇耐污染能力強(qiáng)的植物品種。末端工藝如穩(wěn) 定塘、景觀塘等處理段中，由于污水濃度降低，因此可以更多考慮植物的景觀效果。

一個(gè)人工濕地系統(tǒng)的建立，植物的選擇和配置是很重要的考慮因素。在系統(tǒng)建立和植物栽種配置時(shí)要將系統(tǒng)的主要功能與植物的植物學(xué)特性充分結(jié)合起來考慮。只有這樣，才能充分發(fā)揮不同植物各自的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到更好的處理凈化效果。

濕地植物的栽種配置要根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境和系統(tǒng)工藝來確定，對(duì)于一些應(yīng)用工藝范圍較廣的植物類型，要充分考慮其在該工藝中的優(yōu)勢(shì)，能使其充分發(fā)揮自己的長(zhǎng)處而居于主導(dǎo)地位。

為達(dá)到全面的處理和利用效果，應(yīng)進(jìn)行有機(jī)的搭配，如深根系植物與淺根系植物搭配，叢生型植物與散生型植物搭配，吸收N多的植物與吸收P多的植物搭配，以及常綠植物與季節(jié)性植物的季相搭配等。在進(jìn)行綜合處理的一些工藝或工藝段中，切忌配置單一品種，以避免出現(xiàn)季節(jié)性的功能下降或功能單一。作為濕地公園規(guī)劃建設(shè)的人工濕地還要考慮景觀搭配。

濕地系統(tǒng)

人工濕地一般作為養(yǎng)豬場(chǎng)污水的二級(jí)處理系統(tǒng)。

人工濕地

1.濕地Ⅰ　2.濕地Ⅱ　3.濕地Ⅲ

4.濕地Ⅳ　5.緩沖溝

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水流方向

人工濕地由緩沖溝和4級(jí)面積大小相近的濕地組成(圖)。每級(jí)濕地由碎石床、水生植物、微生物和基質(zhì)組成生物處理系統(tǒng)。每級(jí)濕地均鋪有500mm厚的碎石床。Ⅰ～Ⅳ級(jí)濕地內(nèi)的碎石粒徑分別為40～50mm、30～40mm、20～30mm和10～20mm，碎石粒徑逐漸減小是與流經(jīng)Ⅰ～Ⅳ級(jí)濕地的污水有機(jī)物逐漸減少、水質(zhì)逐步改善相適應(yīng)的。同一級(jí)濕地內(nèi)的碎石粒徑大小應(yīng)相近，每級(jí)濕地的碎石床面應(yīng)該相當(dāng)平整。耐高濃度有機(jī)物質(zhì)性能的水生植物栽種在碎石床內(nèi)。

經(jīng)酸化池初步處理的污水依次滲流經(jīng)Ⅰ～Ⅳ級(jí)濕地，在碎石床上形成生物膜，在微生物的氧化分解作用下污水中的有機(jī)物得到降解，同時(shí)水生植物直接吸收利用污水中的有機(jī)物，從而使得污水得以凈化。另外，碎石床也是一種高  效率的過濾器，使富含懸浮物的污水流經(jīng)人工濕地后水質(zhì)明顯變清，這種物理作用在人工濕地運(yùn)行初期更顯得重要。

污水進(jìn)入人工濕地后的滲流方向是單向的：濕地Ⅰ→濕地Ⅱ→濕地Ⅲ→濕地Ⅳ，使污水被逐級(jí)處理。水流方向由設(shè)在緩沖溝，或濕地Ⅰ與濕地Ⅱ、濕地Ⅲ與濕地Ⅳ的間隔墻上的出水口高度控制。

在人工濕地中設(shè)置緩沖溝的作用是：①控制各級(jí)濕地的進(jìn)出水位高度，是人工濕地成為自流式的濕地;②污水在緩沖溝內(nèi)接受太陽輻射，起到氧化和殺菌作用。

人工濕地水生植物的篩選原則是：①適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，并耐高濃度有機(jī)物污水;②根系發(fā)達(dá);③應(yīng)盡量采用多種植物混合種植。

人工濕地處理養(yǎng)豬場(chǎng)污水的特點(diǎn)是：①出水水質(zhì)好;②運(yùn)行費(fèi)用低;③管理方便，維護(hù)容易;④占地面積小;⑤不產(chǎn)生惡臭，很少有蚊蠅孳生;⑥在處理污水的同時(shí)還能收獲優(yōu)質(zhì)的青飼料。 

構(gòu)建與應(yīng)用

論述了人工濕地污水處理技術(shù)的機(jī)制和優(yōu)勢(shì),闡述了人工濕地的構(gòu)建和污水處理研究進(jìn)展,表明人工濕地的污水處理效率與污染物的種類和污染程度、人工濕地的類型、濕地植物種類、基質(zhì)類型、水力停留時(shí)間和水力負(fù)荷等密切相關(guān)。在中國,典型人工濕地有3種類型,分別為垂直流人工濕地、潛流式人工濕地和表面流人工濕地,主要用于處理來自化糞池、養(yǎng)殖場(chǎng)、造紙廠、油田、煤礦、富營養(yǎng)湖泊以及城市生活等的污水。構(gòu)建人工濕地常用的植物有蘆葦(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)、美人蕉(Canna indica)、眼子菜(Potam ogetonsp.)和金魚藻(Ceratophyllum demersum)等,常見的基質(zhì)成分為礫石、沸石、沙子、土壤或爐煤渣等。通過系統(tǒng)總結(jié)中國人工濕地在污水處理過程中的研究進(jìn)展和應(yīng)用實(shí)例,認(rèn)為建立人工濕地去除污染物具有良好的應(yīng)用前景,今后應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)人工濕地的基礎(chǔ)理論研究,進(jìn)一步推廣人工濕地的應(yīng)用。