人工湿地处理技术在枣庄市生态修复工程中的应用
1 人工湿地的定义
人工湿地是指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。主要由生长在其上的水生植物、微生物和人工基质组成，构建一个特殊的基质—植物—微生物生态系统，形成植物和微生物相结合的高效净化系统。与传统概念的水处理工艺相比，人工湿地污水处理系统具有系统维护及运营费用低，对进水负荷变化适应性强，尤其对氮、磷和化学需氧量去除效果好，生态环境效益显著等特点[1-2]。人工湿地污水处理系统作为一种投资低、能耗低、运行费低、生态环境效益高的治理工程技术而受到广泛欢迎[3]。
2 人工湿地污水处理机理
人工湿地污水处理技术是由人工建造以及监督控制下利用湿地系统净化污水，利用生态系统中物理、化学和生物的协同作用，通过过滤、沉淀、离子交换、吸附、微生物分解和植物吸收从而实现高效净化污水。人工湿地系统应包括具备一定过水能力的基质层、可在处于水饱和及厌氧状态的基质层中生长的植物、无脊椎动物和脊椎动物、好氧和厌氧微生物、可在基质层中或基质表面流动的水流5 个要素[4]。
2.1 人工湿地中基质的作用
基质又称滤料、填料，由土壤、细沙、粗沙、砾石、沸石、灰渣或碎瓦片等构成，既能为植物和微生物提供生长介质，还能通过过滤、沉淀和吸附作用直接清除污染物。自由表面流湿地多以自然土壤为基质，在考虑便于取材、经济适用等因素下水平潜流和垂直潜流湿地会根据特征污染物的不同而选择不同基质，一般以去除氨氮、总磷和化学需氧量为目标。
2.2 人工湿地中水生植物的作用
水生植物可利用光合作用合成有机物，为异养微生物提供能量。大型水生植物繁殖速度快，在光源、水、营养充足的条件下，将占据主导地位，其还具有较强的分解和转化有机物及其他物质的能力。大型水生植物具有稳固地床表面、提供较好的物理过滤条件、为微生物生长提供表面支撑、防止冬季湿地表面冻结、畅通垂直流动系统等方面的作用，因而成为人工湿地不可缺少的组成部分。人工湿地的类型决定了湿地植物的新陈代谢对处理系统造成的影响。植物通过光合作用和根系的渗透作用，将氧传输到根圈介质，增强了有机物的好氧分解和氨态氮的硝化作用。但植物对营养物质的吸收仅在负荷率较低的自由表面流人工湿地系统中起重要作用。人工湿地中的主要植物可以分为浮水植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统。目前所指的人工湿地一般都是挺水植物系统。浮水植物系统主要用于氮、磷的去除，沉水植物系统主要用于初级处理和二级处理后的深度处理。
2.3 人工湿地中微生物的作用
微生物主要用于降解污水中的有机质、氮和磷。只有运用微生物的诱发变异特性，培育驯化优势菌才能去除难降解的有机物质和有毒物质[5]。
3 枣庄市人工湿地处理技术在生态修复工程中的应用现状
3.1 枣庄市人工湿地建设情况
南水北调东线工程山东段控制单元治污方案项目中包括3 个人工湿地项目：城郭河流域人工湿地水质净化工程、界河入湖口湿地工程、小季河湿地工程。
（1）城郭河入湖口湿地工程包括3 个子项目，即城郭河人工湿地水质净化工程，郭河满庄、付楼人工湿地水质净化工程，城郭河人工湿地退耕还湿项目，建成湿地81.07 hm2。（2）界河入湖口湿地工程位于滕州市济微路岗头桥西，采用表面流与河道走廊结合的方式，建成湿地93.80 hm2。
（3）小季河人工湿地水质净化工程位于台儿庄区邳庄镇小季河季庄至赵村段东岸，采用橡胶坝、河道滞留塘和表面流湿地相结合的方式，设计面积85.75 hm2。
3.2 人工湿地对水质改善和生态修复情况
人工湿地的水力负荷2 cm/d， 氨氮去除负荷为0.10g/（m2·d）、CODcr去除负荷为1.2 g/（m2·d）、水力停留的时间为50 d。进水口和出水口监测表明：化学需氧量和总磷，平均去除效率分别为76%和78%，人工湿地对氨氮除效果相对较低，平均去除效率分别为53%。出水水质CODcr≤20 mg/L；氨氮≤1.0 mg/L，基本达到地表水Ⅲ类水标准。人工湿地对生态修复为水禽提供了丰富的食物来源，繁茂的植物群丛为水禽提供栖息繁殖所必需的安全空间，增加河流入河口的生物多样性和生态系统的稳定性，调节了当地小气候。
4 结语
人工湿地污水处理系统作为一种投资低、能耗低、运行费用低、生态环境效益高的污水治理净化工程，其发展和应用能够获得污水处理与资源化的最佳效益。因此，具有较高的环境效益、经济效益及社会效益，人工湿地处理技术在污水的生态修复工程中表现了极大的修复发展潜力。
5 参考文献
[1] 宋志文，毕学军，曹军.人工湿地及其在我国小城市污水处理中的应用[J].生态学杂志，2003，22（3）：74-78.
[2] 孟盼盼，刘淑娟，蒋跃平.人工湿地及其在污水处理中的应用研究[J].山东农业大学学报：自然科学版，2010，41（3）：375-379.
[3] 籍国东，孙铁珩，李顺.人工湿地及其在工业废水处理中的应用[J].应用生态学报，2002，13（2）：224-228.
[4] 赵志强.人工湿地处理技术在农村污水处理中的应用[J].现代农业科技，2011（1）：294-299.
[5] 吴晓磊.人工湿地废水处理机理[J].环境科学，1995，16（3）：83-86.
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
