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(huì)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(dòng),處理效果受氣候波動(dòng)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(gè)或多個(gè)表面流人工濕地與一個(gè)或多個(gè)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(dòng)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(shí),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(huì)、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(dòng),以及增強(qiáng)和維持介質(zhì)的水力傳輸?shù)?。人工濕地中種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?,沉水植物(如金魚藻等)。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(shí)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。