人工湿地净化污水的机理与其发展

方向

   摘要：人工湿地法处理废水技术是利用生态系统中物质循环的原理，使用生物方法去除
污染物质。本文对人工湿地处理污水的机理研究现状进行了总结，并讨论了人工湿地处理污
水应用的发展方向。

 

　　关键词：人工湿地；污水处理；净化机理；发展方向

 

　　

 

　　

 人工湿地污水处理技术是 20 世纪七八十年代发展起来的一种污水生态处理技术，它

能有效地处理多种多样的废水，如生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、地面径流雨水、合流制
下水道暴雨溢流水等。据调查统计，在欧洲与北美已有上万座处理城市污水和多种工业废水
的湿地系统在稳定运行，污水处理人工湿地在世界其它地区应用的数目也在迅速增加。

 

　　

 人工湿地是人对自然湿地系统的模拟，利用生态的方法来去除污染物，以达到净化污

水的目的。人工湿地根据自然湿地生态系统中物理、化学、生物的三重共同作用来实现对污水
的净化作用，实现对污水的生态化处理。人工湿地与传统的污水处理方法

(活性污泥法等)相

比，具有处理效果好、氮磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低，以及对
负荷变化适应能力强、能耗少、无须化学药剂等优点，同时它可以促进农业、渔业的发展，又
可供公共娱乐、野生动植物保护和科学研究使用。

 

　　

1 人工湿地净化污水机理 

　　

1.1 人工湿地分类 

　　

 国内外学者从工程设计的角度出发，按照系统布水方式的不同或水在系统中流动方式

不同划分为表面流人工湿地

(自由表流湿地和构筑表流)、潜流人工湿地(水平潜流人工湿地、

垂直潜流人工湿地和复合式潜流湿地

)。 

　　

1.2 人工湿地构成及净化机理 

　　

 人工湿地由填料、植物、微生物、藻类等几种基本成分构成。 

　　

 人工湿地具有独特而复杂的净化机理，利用基质

――微生物――植物复合生态系统的

物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解
来实现对废水的高效净化。同时，通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物
生长并使其增产，实现废水的资源化和无害化。

 

　　

 人工湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料(如卵石等)混合

组成填料床，污水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动，或在床体表面流动。在床体的表面
种植具有处理性能好、成活率高的水生植物

(如芦苇、凤眼莲等)，形成一个独特的动植物生

态环境，来对污水进行处理。人工湿地可以促进污水的循环和再生，使污水中所含污染物质
以作物生产的形式再利用或直接去除。污水中大部分有机物作为异养微生物的有机养分，最
终被转化为微生物体及

CO2、H2O。污水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以

很快地被截留进而被微生物利用；污水中可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸
收及生物代谢降解过程而被分解去除。随着处理过程的不断进行，湿地床中的微生物也繁殖
生长，通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。

 

　　

1.2.1 悬浮固体物质的分离与转化 

　　

 悬浮固体物质在湿地中去除的基本机理即为絮凝和胶体颗粒的沉淀，在潜流湿地中相

对低速的水流和大的接触表面使得系统中的悬浮物去除率相对较高，大量植物根系和饱和
状态的基质，使固态悬浮物被根系以及填料阻挡截留。潜流湿地系统像一个水平或垂直的重
力过滤器，因此，使悬浮物通过在砾石和根区面的生物膜上的重力沉淀

(自由沉淀和絮凝)，