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摘要：随着国家经济力量的增强和人民生活水平的提高，百姓对环境质量，特别是水环境质量改善的要求日益强烈。控制水环境污染已成为各级政府的重要工作，并纳入了政府考核目标。因此，选用效果好、成本低的污水净化技术就成了水环境治理规划的重要内容。人工湿地技术具有施工、运行和维护简单，建设、运行费用低，氮磷去除效果好，耐冲击负荷能力强，生态景观改善效果明显等特点，在欧美的点源与面源污染负荷的削减方面以及水体富营养化的控制方面得到了非常广泛而成功的应用。
关键词：人工湿地；污水净化；水环境治理
引言
人工湿地是通过仿照自然湿地，人为的构造包含植物、基质、微生物三大要素的系统，其对污染物的净化主要是通过系统中物理、化学、生物的协同作用，包括沉降、吸附、络合、分解、固定、硝化反硝化等。从上个世纪70年代发展至今，人工湿地工艺已经是一项有较多工程实例的污水处理工艺。我国对于人工湿地研究比较早也比较成功的有中科院水生生物研究所、华南生态环境科学研究所、沈阳环境科学研究院、深圳环科院等单位。近年来，各大高校和企业也大量进入人工湿地这个领域，对人工湿地工艺的发展及推广起到了较大的积极作用。全国各地都有大量已存在及在建的规模不等的人工湿地项目。本文就实际参与的人工湿地应用的案例中，探讨人工湿地在水生态修复实践中的技术应用。
1人工湿地的分类
1.1表面流湿地
水以上进上出的形式从湿地的表层流过，维持一定的水位，湿地内部不设置填料，水与植物根部及根部微生物接触，通过物理、化学、生物等反应去除污染物。它与自然湿地较为接近，此类型人工湿地相比潜流湿地负荷较低，占地面积较大，建设费用低，适用于河滩湿地、湖滨带湿地等类型项目，处理污染程度较低的污水。
1.2垂直潜流湿地
湿地中填有大量的碎石、卵石、砂或土壤，水在填料表面下渗流，因而可充分利用填料表面及植物根系上的生物膜及其他各种作用来处理污染物。多采用多孔介质材料作为基质，基质表面栽种植物，污水在介质间流动，水面低于介质面，因此呈潜流状态。
1.3水平潜流湿地
水平潜流人工湿地，因污水从一端水平流过填料床而得名，它由一个或多个填料床组成，床体填充基质，床底设有防渗层，防止污染地下水，与自由表面人工湿地相比，水平潜流人工湿地的水力负荷和污染负荷大，对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好，且很少有恶臭和滋生蚊蝇等现象。
2案例介绍
2.1珠海市莲江镇二龙村污水生态处理工程
项目处理规模：80 m3/d 污水来源：二龙村生活污水
处理工艺：预处理+人工湿地+除磷设施 出水标准：一级B
项目总占地面积：2000m2 其中人工湿地占地面积：640 m2
工艺流程：如图
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该项目2016年进行建设，经过两年的建设期，于2018年5月通过验收，出水达标，运行稳定。经过调试运行后发现存在可改进的地方，具体如下：
a.射流曝气可改为水解酸化池，保留其悬浮物去除的能力，同时降低能耗；
b.水解酸化池可降低后续湿地的负荷，可适当减少湿地面积；
c.水平流湿地可用前置反硝化池代替，保证其反硝化能力，同时降低系统占地。
2.2华新光电二期项目废水深度处理工程
项目名称：深圳市华星光电二期废水深度处理工程
设计规模：20000m3/d 处理工艺：稳定塘+快滤池+垂直流人工湿地
工艺流程：如图
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该项目2013年6月进行建设，经过两年的建设期，于2015年10月通过验收，出水达标，运行稳定。经过调试运行后发现存在可改进的地方，具体如下：
a、前端的稳定塘效率低，面积小，作用不大，可取消或者改为最后工序；
b、快滤池本质上为吸附作用，饱和后就失去功能，可不设；
c、垂直流人工湿地改成水平流人工湿地更合理，节省投资和水位提升费用。
2.3海口市东西湖人工湿地项目
东西湖人工湿地处于人民公园内，沿东西湖驳岸沿线，位于东湖路和三角池地带，总建设面积5000平方米，属东西湖水质保证工程中的子工程。为确保湖体水质保持在Ⅴ类水标准以上，旱季平常工况下循环湖水，雨季有大量溢流污水时，污水通过一体化处理设备处理后进入人工湿地进行深度处理，处理的出水排放至湖体，然后通过湖体新建的生态系统自净功能，达到水质标准。
处理工艺：上行潜流人工湿地 处理规模：平时5000m3/d，雨季1500m3/d
工艺流程：如图
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此项目人工湿地主要作为深度处理系统，接纳经过一体化设备处理后的出水，保障受纳糊涂水质保持在V类水标准以上。项目2018年进行建设，经过两年的建设期，于2020年8月通过验收，出水达标，运行较稳定。经调试运行后发现存在可改进的地方，具体如下：
a、由于雨季收集处理大量溢流污水，前期携带大量泥沙，可在前端设置沉砂池；
b、垂直流人工湿地改成水平流人工湿地更合理，节省投资。
3人工湿地在实际应用中存在的问题
人工湿地作为自然处理法的优点就是投资低、运行费用低、管理方便，并且景观效果好。同时，国家环保部也出台了《人工湿地污水处理工程技术规范》来规范此技术，但它仍然存在很多问题：
首先，人工湿地不能作为单一的处理工艺来处理污染浓度较高的污水，需要配合其他工艺来完成的净化工作。若采用以机械设备为主导的前端处理工艺，运行成本一般都在0.8元/m3以上，费用较高，建成后其命运就是晒太阳。
其次，人工湿地均需要较大的占地面积，利用现状河湖的，防渗就是人工湿地最大的问题。目前很多的人工湿地，往地下水渗漏的不在少数。地表下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也需要十几年，甚至几十年才能使水质复原。
再次，一个成功的人工湿地，对其的管理应该是方便的，人工湿地种植了很多固氮固磷的植物，草本植物的清理就是管理方向的重点，植物在生长过程中吸收富营养化污染物作为养分，在其整个生命周期是营养的生产者，吸收太阳能，通过光合作用制造营养，植物一旦枯萎，如果不清理出来，那么，湿地水体营养化反而加剧，前期的污染物分解吸收工作白做；同时，大量枯萎的植物腐烂发臭，成为内部新增污染物，这时的人工湿地基本上就沦为一个摆设品，而吸附湿地里面的污染物将很有可能成为二次污染源，并招蚊惹蝇，对环境产生恶劣的影响，威胁周围居民的生活工作安全卫生。
结语
综上所述，目前在国内推广介绍各种具体情形下应用人工湿地工程时亟需合理的设计，国内缺乏对已经应用的各类的单一人工湿地和复合型人工湿地技术的处理效果的总结与评价。全球范围内湿地技术的诸多尝试和应用已涉及了多类污水处理和水环境生态修复，对湿地技术的正确认识、湿地的合理设计及运行管理在一定程度上制约着人工湿地处理系统的成败。鉴于待处理水中成分的复杂性、实际可用地的地形地势的特殊性，单一型的人工湿地难以达到预期目标，借鉴现有的污水处理和生态修复技术，将湿地技术与这些技术有机结合构建复合型人工湿地是一种发展趋势。
参考文献
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