人工濕地是近幾十年發(fā)展起來的一種污水生態(tài)處理工程技術(shù),它將污水處理和環(huán)境生態(tài)有機地結(jié)合起來,在有效處理污水的同時也美化了環(huán)境,創(chuàng)造了生態(tài)景觀,帶來了環(huán)境效益和一定的經(jīng)濟效益。人工濕地自發(fā)展以來,以其獨特的優(yōu)勢廣受人們關(guān)注,并廣泛應(yīng)用于處理生活污水、工業(yè)廢水、礦山及石油開采廢水等。但是人工濕地在實際應(yīng)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(zhì)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(shè)計不規(guī)范,生態(tài)服務(wù)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(yīng)用。

一、人工濕地概述與優(yōu)勢

人工濕地是由天然濕地發(fā)展而來,通過模擬天然濕地的結(jié)構(gòu)與功能,選擇一定的地理位置與地形,根據(jù)人們需求設(shè)計的濕地生態(tài)系統(tǒng)。作為一種污水生態(tài)處理工程新技術(shù),人工濕地利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物的三重協(xié)同作用來實現(xiàn)對污水的凈化作用,使水質(zhì)得到改善,?實現(xiàn)對廢水的生態(tài)化處理。

與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)相比,人工濕地污水處理系統(tǒng)具有出水水質(zhì)穩(wěn)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(huán)境生態(tài)有機地結(jié)合起來,在有效處理污水的同時也美化了環(huán)境,創(chuàng)造了生態(tài)景觀,帶來了環(huán)境效益和一定的經(jīng)濟效益。人工濕地以其獨特的優(yōu)勢越來越受人們的關(guān)注和重視,被廣泛應(yīng)用于生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)非點源污染、礦山及石油開采廢水等處理中。但是在應(yīng)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(yōu)勢得到了廣泛應(yīng)用,?但是在應(yīng)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(zhì)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(fā)展。

人工濕地受氣候溫度條件影響較大,隨季節(jié)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(zhì)在人工濕地中發(fā)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(yīng)繁殖,再加上植物的腐敗以及基質(zhì)的吸附能力逐漸趨于飽和,若維護不當,很容易產(chǎn)生淤積、阻塞現(xiàn)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(yīng)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(zhì)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(zhì)種類、污染負荷和運行方式的影響較大,應(yīng)加強不同種類植物和基質(zhì)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(shù)也沒有真正的設(shè)計、運行和維護規(guī)范,基于以上情況,可考慮將正在運行的濕地系統(tǒng)的處理數(shù)據(jù)集中起來,建立專門的數(shù)據(jù)庫,在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,利用技術(shù)及建模開發(fā)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(shù)的人工濕地系統(tǒng)各類要素進行更為系統(tǒng)、全面地描述及科學分類,提高已有模型及其參數(shù)的可用性,并結(jié)合不同地區(qū)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(qū)、不同環(huán)境、不同氣候條件及不同特性廢水的實用數(shù)據(jù)庫;建立人工濕地數(shù)據(jù)庫,?減小建設(shè)低效濕地的風險,將模型理論應(yīng)用到實際中,為人工濕地的廣泛應(yīng)用提供科學的指導。

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