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从水利系统工程对人工湿地系统应用进行探讨分析

发表时间：2020/7/2 来源：《基层建设》2020年第6期作者：李征

[导读] 摘要：随着中国城市经济的发展迅速,越来越多的城市和附近海域的过量排放工业废水和生活废水污染,出现了大量的景观河洪水河水黑水臭等现象,这不仅严重影响市容市貌,人类生活的环境卫生、活动也有严重的影响。

        北京翔鲲水务建设有限公司北京 101112
        摘要：随着中国城市经济的发展迅速,越来越多的城市和附近海域的过量排放工业废水和生活废水污染,出现了大量的景观河洪水河水黑水臭等现象,这不仅严重影响市容市貌,人类生活的环境卫生、活动也有严重的影响。在地方政府的介入和相关部门的持续管理下，找到了一套较为有效的系统--人工湿地处理系统并进行了测试。南方多个湿地系统的成功运行证明了该系统的有效性。
        关键词：人工湿地系统；应用；分析；
        叙述了人工湿地系统应用在污水深度处理中的优势，对当下中小城镇废弃土地等相关条件满足的情况下。人工湿地系统的合理设计、建设将给众多中小规模的污水处理厂尾水的深度处理提供操作管理简单、投资经济、处理效果稳定的一种生态性污水深度处理方式。
        一、人工湿地的优点
        人工湿地属于一种生态治理污水的方法，因消耗的能源较低，所以作为一种人工构建物而被广泛用于生态环境的人工治理中。通过对大量实验效果的分析和长期研究结果显示其优点为：耗能低、维护保养费用低、施工操作简单、环保无二次污染、对周遭环境友善等。经研究人员对污水处理湿地的对比分析和调查研究，水质为周边居民生活污水污染，大量的污水排入河道使水质污染严重，其中BOD，TN、TP等较高，为了治理污水和美化周边环境，人工湿地系统被投入使用，监测显示湿地系统对水质污染的改善有着显著的效果，所以说人工湿地是一种成本低，回报高，经济环保的水质处理工艺。
        二、人工湿地的机理和流程
        人工湿地对污水的净化流程相当复杂，简单的来说，人工湿地系统是通过物理、化学和生化反应的协同作用来净化污水的。构成湿地系统的几个基本要素是：水体、基质、水生植物湿生植物还有微生物。根据被处理物的不同，湿地系统去除污染物质的机理又可大致分为以下几种：利用好氧呼吸和缺氧、厌氧作用除掉有机物；通过植物的吸收以及生物转化作用来脱氮；基质沉淀作用、微生物固化作用来除去磷元素；利用基质沉淀吸附作用来除掉重金属。
        三、人工湿地的概念及基本原理
        1.人工湿地的概念。（1）中文名称：人工湿地，它的英文名称是：artificial wetland人工湿地的定义是由人为因素形成的湿地。如水田、水库、运河、盐田及鱼塘等。（2）相对应用学科：地理学(一级学科)湿地学(二级学科)。（3）人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统。类似于自然沼泽地，由人工建造监督和控制。是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按照一定的比例构成的基质。并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。
        2.人工湿地对净化技术的基本原理。（1）人工湿地的显著特点是对有机污染物有较强的降解能力。废水中的不溶性有机物，可以很快被截留，从而被微生物所利用。（2）人工湿地具有极其明显的特点，它出水稳定，建造及运转费用低。维护比较简单，但是效果极好。而且适用的面也十分的广泛。（3）废水中可溶性的有机物可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程从而被分解和去除。
        四、污水处理系统的应用研究
        污水处理相当于对污水的二次净化。一些大型的工厂将污水排放出来，在没有人治理的情况下会出现许多事故。如果污水被排放到江河湖泊之中，那里的动物、植物和微生物都会被污染。同时污水也会影响生态环境，污水的排泄会发出一股恶臭难闻的气味。在附近的居民常时间闻到这种气味，也会出现恶心、浑身没有力气等中毒的反应。
        1.污水处理系统的应用。（1）为了避免污水给附近居民造成一定的危害，为了保护环境建设，首先要做好污水处理。

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因此污水处理系统的应用也显得尤为重要。同时国家也对一些大型的工厂做出了相关的措施，禁止他们再肆意的排放污水。（2）为了能让一些污水循环利用，对排放的污水也进行了二次净化。污水处理不仅为国家节省了大量的资源，还保护了周围的生态环境。
        2.污水处理系统的研究。（1）为了能让污水处理系统的应用更多一些，国家投资了大量的钱财用来改造污水处理设备。一些研究人员也全部奋斗在第一线中。国家也对污水处理系统的应用研究提出了一些标准和要求。（2）国家的规划性建设也正在进一步的发展当中，为了减少污染，更好的保护环境。国家对一些工厂的设备也进行了大量的更新，有实力的工厂可以投资新的设备。而一些小厂则面临倒闭关门的危机。那些大厂就对这些小厂做了收购等措施。（3）减少污染物的排放，控制污水处理成了每一个人的重要职责。排污治污需要提到工作日程中来，这对污水的处理至关重要。尤其是在污水处理方面，对于污水处理系统的研究。他们可谓是想尽了各种办法。（4）污水处理系统的研究为国家节约了大批的人力物力，同时还节省了许多资金。
        3.人工湿地对污水处理系统的应用和研究。（1）人工湿地种类多，成活率极高。人工湿地处理技术的应用及发展为农村生活污水处理提供了新的出路，这为农村的发展起到了一定的推动作用。人工湿地比较节约成本，而且利用的也很多。它的市场和前景也极其的乐观。（2）人工湿地广泛用于处理各种污水。如城市生活污水、酸性矿山废水、农业污水等。人工湿地的发展对污水处理系统的应用和研究对我国的环境保护也起到了一定的作用。生态平衡也相对稳定了许多，更重要的是也加强了绿色植物的生长，对环保给予了大力的支持。人工湿地的污水处理工程对工厂也有极大的影响力。比如：某人工湿地污水处理工程它的建设时间在2013年2月。其工艺种类为：氧化塘+水平潜流+垂直潜流，污水类型：富营养化污水(蓝藻水)，处理能力是100000m3／d，占地面积为l 50000m3。达标要求符合地表IV类水要求，部分满足III类要求。它的目前状况属于正常运行，出水达标。人工湿地进水，经过前端表流湿地处理后的人工湿地进水。一级生物塘(氧化塘)系统，还可以看到明显的蓝藻。用于曝气的跌水系统，人工湿地出水。人工湿地水平潜流系统中生长繁茂的花叶芦竹，生长繁茂的象草系统，生长繁茂的风车草和花叶芦竹系统。
        五、人工湿地的治理效果
        人工湿地对于污水净化效果显著，尤其是针对氨氮磷的去除率很高。而污水中的氨氮又可直接被植物吸取，转化为其需要的有机氮；同样污水中的无机磷则又经过植物的吸收和同化作用转变为植物自身的ATP、DNA、PNA等有机成分，最后通过将植物收割达到除去的目的；最后污水中的有机氮则由系统中的微生物降解达到去除的目的。大多数用于人工湿地的植物都具备生长快、吸收能力强，数量庞大等特点，从而成为了去除污水中氮磷等物质的有效，快速，廉价，便捷的有力工具。例如，某人工湿地，其植物去除硝酸盐、磷、铵的去除率可分别达到78%、93%和50%。通过研究证实人工湿地可以去除总氮79%、总磷81%、硝酸盐氮82%。湿地中的香蒲每公顷每年可吸收钾4570kg、氮2630kg、磷403kg。估算如果如果进入波罗的海的氮每减少1kg，通过城市中污水处理设施处理掉废水中75%的氮需要15.6-31.2美元；用农业补救措施需1.9-53.4美元；而利用沿海湿地却只需0.6美元。其中的数值差异已经能明确证实湿地花费非常少且简单有效。
        总之，人工湿地处理系统是一种新型的生态污水处理系统，它不再局限于以往的污水处理厂只能建设于城郊等人口不密集地区，同时兼美观和提高空间利用率于一身，大大减少了地理空间的浪费并且美化了城镇居民的周边环境。尤其是针对于城市周边及农村等市政设施落后、污水管网还不完善、污水得不到及时处理的地域，采用人工湿地污水处理系统将显示出其极大的优越性。虽然人工湿地系统现在还其存在一些问题如系统维护和增加单位面积污染物负荷能力等不足还需要进一步的研究，但随着人工湿地技术的不断发展与成熟，必将被更广泛的运用于更多水域的美化与治理之中。
        参考文献：
        [1]邓江波.人工湿地对污染物去除的研究现状及发展前景.2019.
        [2]赵寒萍.人工湿地系统在我国污水处理中的应用.2018.