濕地作為“地球之腎”,擔(dān)負(fù)著對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,人工濕地以其獨(dú)到的優(yōu)越性受到了越來越多的關(guān)注和發(fā)展。

一、人工濕地具有較高的處理效率

根據(jù)水流型的不同,人工濕地污水處理系統(tǒng)可分為表面流人工濕地和潛流型人工濕地。?表面流人工濕地與自然濕地類似,污水從濕地表面漫流而過,這類人工濕地結(jié)構(gòu)較簡單,工程造價(jià)較低,但占地面積較大、污水去除能力有限;且由于污水在填料表面漫流,易滋生蚊蠅,易對周圍環(huán)境會產(chǎn)生不良影響。潛流型人工濕地中,污水從濕地一端進(jìn)入填料床后通過水平潛流或垂直潛流的方式在填料縫隙之間滲流,可充分利用填料表面、豐富的植物根系及植物根系上生物膜等的吸附和截留作用,達(dá)到較高的氮、磷去除效果;另一方面,由于水流在濕地表面以下流動,處理效果受氣候波動影響小,較干燥的生境可供中生植物的生長,衛(wèi)生條件較好。近年來,依據(jù)不同污水處理目的,研發(fā)出了復(fù)合型人工濕地,即將一個或多個表面流人工濕地與一個或多個潛流型人工濕地以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接起來運(yùn)行,有利于硝化和反硝化作用的發(fā)生,達(dá)到更好的氮去除效果。

二、人工濕地具有多重生態(tài)服務(wù)功能

人工濕地的主要設(shè)計(jì)目的是對污水進(jìn)行凈化,此外,人工濕地還能提供多重生態(tài)服務(wù)功能。人工濕地能吸收二氧化碳釋放氧氣調(diào)節(jié)區(qū)域微氣候,通過植物生物量生產(chǎn)固碳,阻滯沙塵、降低噪聲。人工濕地系統(tǒng)在污水凈化工程中促進(jìn)植物的生長,增加綠化面積,并能為動植物提供棲息地,有利于生物多樣性的保護(hù)。人工濕地在處理城市公園、綠地景觀水、河湖濱岸帶等地表水質(zhì)的同時,還能為人們提供更舒適的生活環(huán)境和教育娛樂用途等,具有顯著的社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。
???自然濕地雖也具有固碳、?教育及娛樂等功能,?但比起污水處理廠、?人工濕地而言,?其污水處理能力明顯較低。?而污水處理廠雖然具有一定的污水處理能力,?但卻不具備上述其他的生態(tài)服務(wù)功能。人工濕地系統(tǒng)不僅可以作為一種可持續(xù)的景觀生態(tài)系統(tǒng),?還可以達(dá)到處理污水的目的,?充分發(fā)揮濕地植物的多重生態(tài)功能,?在人地矛盾緊張的中國無疑是一種值得大范圍推廣的污水處理發(fā)展模式。

三、人工濕地的植物再資源化利用

人工濕地植物是其污水處理的核心,在人工濕地污水處理過程中起著重要作用,主要包括直接吸收氮、磷等污染物,?通過根系輸氧促進(jìn)根區(qū)的氧化還原反應(yīng)與好氧微生物活動,以及增強(qiáng)和維持介質(zhì)的水力傳輸?shù)取H斯竦刂蟹N植的植物類型主要有四種:?浮葉植物(如睡蓮等),漂浮植物(如鳳眼藍(lán)等),挺水植物(如蘆葦?shù)龋了参铮ㄈ缃痿~藻等)。目前,挺水植物被廣泛用于人工濕地污水處理系統(tǒng)。國內(nèi)外對人工濕地植物的研究多集中在植物吸收氮效率、植物與微生物作用機(jī)制機(jī)理、植物選種配置等方面。事實(shí)上,人工濕地植物不但可以去除廢水污染物,還可直接吸收利用污水中可利用態(tài)的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),供其正常生長,以達(dá)到促進(jìn)廢水中營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和再利用的目的,而此項(xiàng)研究一直被人們忽視。?目前我國實(shí)際運(yùn)行的人工濕地中,植物被收割后普遍沒有得到妥善處置,造成了資源浪費(fèi)和二次污染等問題。如把這部分植物收集起來,用做生物質(zhì)能原料便可實(shí)現(xiàn)人工濕地系統(tǒng)的再資源化利用,同時還有可能解決傳統(tǒng)生物質(zhì)發(fā)電的原料供應(yīng)與農(nóng)作物爭地的矛盾問題。