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人工湿地在新疆寒冷地区的工艺选择

范文

段玉娜

摘要：人工湿地是模拟自然湿地机理的人工生态系统，是利用人工构建的湿地系统中的物理、化学和驯化的生物生化系统协同对污水进行综合作用实现对污水的净化。它根据湿地基质、植物和微生物相互关联，物理、化学、生物学过程协同作用来处理污水。

关键词：人工湿地;工艺选择

人工湿地可按污水在湿地床中流动的方式不同而分为三种类型：表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地。为了处理不同类型的污水，强化对污水的处理效果，研究者们不断更新人工湿地技术，开发了垂直流-水平流、水平流-垂直流、垂直流-水平流-垂直流、复合垂直流等形式的组合人工湿地。此外，为了对大型水面进行水质改善，工程人员还开发了植物滤床技术，人工湿地浮岛技术等先进技术。

1 表面流人工湿地

表面流人工湿地系统也称水面湿地系统。表面流湿地系统中，污水在湿地的表面流动，水位较浅，多在0.1-0.6m，它与自然湿地最为接近，污水中的绝大部分有机物的去除是由长在植物水下茎秆上的生物膜来完成，这种湿地不能充分利用填料及丰富的植物根系，易滋生蚊蝇。在冬季或北方地区则易发生表面结冰及系统的处理效果受温差变化影响较大的等现象，但这种湿地系统具有投资低和运行简便的优点。

2 潜流型人工湿地

潜流型湿地系统中，污水在湿地床的内部流动，因而一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截流等作用，以提高其处理效果和处理能力;另一方面则由于水流在地表以下流动，不容易产生臭味或蚊子问题，而且它们可以处理较高负荷污染物负荷。但是如果有机负荷太大，它们往往会堵塞，因而常常采用多个进口，尽可能均匀地分散悬浮固体，同时前面通常有一个沉淀单元，以除去悬浮固体避免堵塞问题。但这种湿地系统的投资要比地表面流系統高些，一般为表面流湿地建造费用的4-8倍，主要是填料费用高。

潜流湿地—原水自顶部进入潜流湿地，均匀的流过湿地内部的生态填料后，自底部排出潜流湿地;在这个过程中通过顶部种植的挺水植物、植物根部和生态填料表面附着的微生物的共同作用，实现了水质净化的目的。

在潜流湿地上半部，由于有大气复氧和植物根系传氧作用的存在，微生物以好氧形式为主降解水中的污染物：硝化菌在好氧条件下，将污水中的氨态氮氧化为亚硝酸态氮或硝酸态氮，好氧异养型微生物在好氧状态下，降解污水中的绝大部分有机物。在潜流湿地下半部，随着溶解氧含量的降低，生化作用逐渐以缺氧和厌氧为主，在这个过程中能使部分硝态氮还原为氮气得到去除。

潜流系统又可设计成为水平流或垂直流。水平流系统包括一个种有植物的黏土或碎石床，黏土床还常常添加钙和铝补充物来改善土壤结构，增加土壤沉淀磷酸盐的能力。废水在该系统中水平的流过植物根系。该系统能有效降低生化耗氧量，减少悬浮固体。

在垂直流系统中，人们能够以间歇的剂量将废水施用于床表面，废水垂直渗过多为砂砾的基质，达到较好的处理效果。而交替的潮湿期和干燥期则可以提高基质的固磷作用。

由上表可知：

1）表面流湿地相对于潜流湿地其负荷低、占地面积大、建设费用低，适用于河滩湿地、湖滨带湿地等类型的项目，处理污染物浓度较低的水。

2）潜流湿地具有负荷高、处理效果好、占地面积较小等特点，适用于污水处理厂尾水提标、村镇污水处理等项目，处理污染物浓度较高的水。

3）每种类型的人工湿地各具特色，在工程设计中根据实际情况选择两种或几种工艺组合，充分利用各自优点实现工程效益最优。

由于新疆冬季较冷，采用表面流湿地、垂直潜流湿地冬季会发生结冰问题。故综合考虑采用水平潜流湿地+表面流湿地，在冬季污水处理厂出水只经过水平潜流湿地后进入生态蓄水池，在夏季污水处理厂出水经过水平潜流湿地后再进入表面流湿地进一步处理后进入生态蓄水池回用于园区绿化、道路浇洒及河湖景观补水。

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