人工濕地是近幾十年發展起來的一種污水生態處理工程技術,它將污水處理和環境生態有機地結合起來,在有效處理污水的同時也美化了環境,創造了生態景觀,帶來了環境效益和一定的經濟效益。人工濕地自發展以來,以其獨特的優勢廣受人們關注,并廣泛應用于處理生活污水、工業廢水、礦山及石油開采廢水等。但是人工濕地在實際應用過程中也暴露出了很多問題,如易受氣候條件和溫度的影響,基質易飽和易堵塞,易受植物種類影響,占地面積較大,管理不合理,設計不規范,生態服務功能單一等,這些問題在一定程度上影響了人工濕地對污水的處理效果,縮短了人工濕地的使用壽命,阻礙了人工濕地的推廣應用。

一、人工濕地概述與優勢

人工濕地是由天然濕地發展而來,通過模擬天然濕地的結構與功能,選擇一定的地理位置與地形,根據人們需求設計的濕地生態系統。作為一種污水生態處理工程新技術,人工濕地利用自然生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實現對污水的凈化作用,使水質得到改善,?實現對廢水的生態化處理。

與傳統的污水處理技術相比,人工濕地污水處理系統具有出水水質穩定、投資低、耗能低、抗沖擊力強、操作簡單、運行費用低等特點。同時,它將污水處理和環境生態有機地結合起來,在有效處理污水的同時也美化了環境,創造了生態景觀,帶來了環境效益和一定的經濟效益。人工濕地以其獨特的優勢越來越受人們的關注和重視,被廣泛應用于生活污水、工業廢水、農業非點源污染、礦山及石油開采廢水等處理中。但是在應用過程中也暴露了一些缺點。

二、人工濕地易存在的問題

人工濕地因其獨特的優勢得到了廣泛應用,?但是在應用過程中也暴露了很多問題,包括括易受氣候、溫度影響、占地面積大、基質易堵塞等問題(見表1)?,這些問題都在一定程度上影響了人工濕地對污水的凈化效果,甚至限制了濕地的發展。

人工濕地受氣候溫度條件影響較大,隨季節的變化,人工濕地對污染物的去除效果也隨之變化。人工濕地中的植物和微生物對溫度尤為敏感,如果植物和微生物在濕地中的生長受到影響,將直接影響人工濕地的處理效果。大量研究表明,水溫低于10℃?時,人工濕地的處理效率會明顯下降。

另一方面,基質在人工濕地中發揮著重要的作用,但是隨著污水處理過程的不斷運行,濕地中的微生物也相應繁殖,再加上植物的腐敗以及基質的吸附能力逐漸趨于飽和,若維護不當,很容易產生淤積、阻塞現象。

三、人工濕地問題的解決措施

?隨著人工濕地的日益推廣和應用,越來越多的人開始研究堵塞問題,目前常用的預防措施有:對進水進行預處理,選擇合適的基質粒徑和級配、選擇合適的植物和污染負荷、合理的運行方式以及一些強化措施。

另一方面,由于人工濕地受植物和基質種類、污染負荷和運行方式的影響較大,應加強不同種類植物和基質對各類污水中污染物的去除機制研究;目前大型人工濕地工程的運行參數也沒有真正的設計、運行和維護規范,基于以上情況,可考慮將正在運行的濕地系統的處理數據集中起來,建立專門的數據庫,在數據庫的基礎上,利用技術及建模開發更多更實用的人工濕地模擬模型軟件,降低各種因素對人工濕地的影響。同時,對已獲得模型及參數的人工濕地系統各類要素進行更為系統、全面地描述及科學分類,提高已有模型及其參數的可用性,并結合不同地區的具體情況深入開展人工濕地處理特殊廢水的研究工作,取得適合于不同地區、不同環境、不同氣候條件及不同特性廢水的實用數據庫;建立人工濕地數據庫,?減小建設低效濕地的風險,將模型理論應用到實際中,為人工濕地的廣泛應用提供科學的指導。

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