人工濕地作為一種新型污水處理工藝，是在有一定長寬比和底面坡度的洼地中由土壤和填料(如礫石、沸石等)混合組成填料床，并在床體表面種植具有性能好、成活率高、抗水性強、生長周期長、美觀及具有經(jīng)濟價值的水生植物(如蘆葦、蒲草等)，形成的一個獨特土壤－植物－微生物生態(tài)系統(tǒng)，廢水在床體填料縫隙中流動或在床體表面流動，對污水進(jìn)行處理。它具有建造和運行費用低、維護(hù)簡單、處理效果好、適用范圍廣、對負(fù)荷變化適應(yīng)能力強等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水，畜牧業(yè)、食品業(yè)污水等的處理。

一、人工濕地的分類

國內(nèi)外學(xué)者對人工濕地系統(tǒng)的分類多種多樣。不同類型的人工濕地對特征污染物的去除效果不同，具有各自的優(yōu)缺點。從工程設(shè)計的角度出發(fā)，按照系統(tǒng)布水方式的不同或水流方式差異一般分為自由表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地和潮汐潛流人工濕地。

（一）自由表面流人工濕地(如圖1)。自由表面流人工濕地根據(jù)植物種類的不同又可以分為挺水型、浮葉型、漂浮型、沉水型植物人工濕地。污水從濕地表面流過，具有投資省、操作簡便、運行費用低等優(yōu)點，但占地面積較大，水力負(fù)荷較低，去污能力有限。氧主要來源于水體表面擴散、植物根系的傳輸，但傳輸能力十分有限。濕地系統(tǒng)運行受氣候影響較大，夏季有孳生蚊蠅的現(xiàn)象、產(chǎn)生不良?xì)馕丁⒍救菀捉Y(jié)冰等缺點。

（二）水平潛流人工濕地(如圖2)。水平潛流人工濕地中，污水從一端水平流過填料床。床體設(shè)有防滲層，防止污染地下水。與自由表面流人工濕地相比，水平潛流人工濕地的水力負(fù)荷大，對BOD、COD、SS、重金屬等污染物的去除效果好，而且很少有惡臭和孳生蚊蠅現(xiàn)象。但其脫氮除磷效果不如垂直潛流人工濕地。

(1)垂直流人工濕地。污水從濕地表面縱向流過填料床的底部，床體處于不飽和狀態(tài)，氧可通過大氣擴散和植物傳輸進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)。垂直潛流人工濕地的硝化能力高于水平潛流人工濕地，可用于處理氨氮較高的污水。但構(gòu)造比較復(fù)雜，且對SS去除率不高，所以常在垂直流人工濕地后連接水平流人工濕地。

(2)潮汐潛流人工濕地。潮汐潛流人工濕地是近年來由伯明翰大學(xué)提出的。蘆葦床交替地被充滿水和排干，床體充水過程中空氣被擠出，排水過程中新鮮的空氣被帶入床內(nèi)。伯明翰大學(xué)最新研究成果表明，當(dāng)水被排出蘆葦床，有機污染物留在基質(zhì)內(nèi)時是氧消耗量最大的時刻。因此，排水過程中進(jìn)入的新鮮空氣可看作是去除污染物的氧源。通過這種交替的進(jìn)水和空氣運動，氧的傳輸速率和消耗量大大提高，極大地提高了蘆葦床的處理效果。但潮汐流濕地運行一段時間后，床體可能會被大量的生物所堵塞，限制了水和空氣在床體內(nèi)的流動，降低了處理效果。因此，設(shè)計中考慮有備用床交替運行，以便利用閑置期進(jìn)行生物降解。