人工濕地系統(tǒng)概念

人工濕地是一個綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。

人工濕地處理系統(tǒng)具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，非常適合中、小城鎮(zhèn)的污水處理。

人工濕地處理系統(tǒng)可以分為以下幾種類型：

（1）自由水面人工濕地處理系統(tǒng)；

（2）人工潛流濕地處理系統(tǒng)。

（3）垂直水流型人工濕地處理系統(tǒng)。

SS的去除主要靠物理沉淀、過濾作用，BOD的去除主要靠微生物吸附和代謝作用，代謝產(chǎn)物均為無害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此可以使處理后水中殘余的BOD濃度很低。污水中COD去除的原理與BOD基本相同。

N、P去除人工濕地主要利用生物脫氮及植物吸收方法。

作用機(jī)理：對污染物的去除與影響物理沉淀可沉淀固體在濕地中重力沉降去除、過濾，通過顆粒間相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固體被阻截而去除；化學(xué)微生物代謝：利用懸浮的底泥和寄生于植物上的細(xì)菌的代謝作用將懸浮物、膠體、可溶性固體分解成無機(jī)物；通過生物硝化-反硝化作用去除氮；部分微量元素被微生物、植物利用氧化并經(jīng)阻截或結(jié)合而被去除。自然死亡：細(xì)菌和病毒處于不適宜環(huán)境中會引起自然衰敗及死亡，植物植物代謝利用植物對有機(jī)物的吸收而去除，植物根系分泌物對大腸桿菌和病原體有滅活作用植物吸收相當(dāng)數(shù)量的氮和磷能被植物吸收而去除，多年生沼澤生植物，每年收割一次，可將氮、磷吸收、合成后分移出人工濕地系統(tǒng)。

1.濕地基質(zhì)的過濾吸附作用

污水進(jìn)入濕地系統(tǒng)，污水中的固體顆粒與基質(zhì)顆粒之間會發(fā)生作用，水流中的固體顆粒直接碰到基質(zhì)顆粒表面被攔截。水中顆粒遷移到基質(zhì)顆粒表面時，在范德華力和靜電力作用下以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力作用下，被粘附與基質(zhì)顆粒上，也可能因?yàn)榇嬖谛跄w粒的架橋作用而被吸附。 　此外，由于濕地床體長時間處于浸水狀態(tài)，床體很多區(qū)域內(nèi)基質(zhì)形成土壤膠體，土壤膠體本身具有極大的吸附性能，也能夠截留和吸附進(jìn)水中的懸浮顆粒。 　物理過濾和吸附作用是濕地系統(tǒng)對污水中的污染物進(jìn)行攔截從而達(dá)到凈化污水的目的的重要途徑之一。

2. 濕地植物的作用

植物是人工濕地的重要組成部分。人工濕地根據(jù)主要植物優(yōu)勢種的不同，被分為浮水植物人工濕地，浮葉植物人工濕地，挺水植物人工濕地，沉水植物人工濕地等不同類型。濕地中的植物對于濕地凈化污水的作用能起到極重要的影響。

首先，濕地植物和所有進(jìn)行光合自養(yǎng)的有機(jī)體一樣，具有分解和轉(zhuǎn)化有機(jī)物和其他物質(zhì)的能力。植物通過吸收同化作用，能直接從污水中吸收可利用的營養(yǎng)物質(zhì)，如水體中的氮和磷等。水中的銨鹽、硝酸鹽以及磷酸鹽都能通過這種作用被植物體吸收，最后通過被收割而離開水體。

其次，植物的根系能吸附和富集重金屬和有毒有害物質(zhì)。植物的根莖葉都有吸收富集重金屬的作用，其中根部的吸收能力最強(qiáng)。在不同的植物種類中，沉水植物的吸附能力較強(qiáng)。根系密集發(fā)達(dá)交織在一起的植物亦能對固體顆粒起到攔截吸附作用。

再次，植物為微生物的吸附生長提供了更大的表面積。植物的根系是微生物重要的棲息、附著和繁殖的場所。相關(guān)文獻(xiàn)表明，植物根際的微生物數(shù)量比非根際微生物數(shù)量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。

最后，植物還能夠?yàn)樗w輸送氧氣，增加水體的活性。

由此可見，濕地植物在控制水質(zhì)污染，降解有害物質(zhì)上也起到了重要的作用。

3. 微生物的消解作用

濕地系統(tǒng)中的微生物是降解水體中污染物的主力軍。好氧微生物通過呼吸作用，將廢水中的大部分有機(jī)物分解成為二氧化碳和水，厭氧細(xì)菌將有機(jī)物質(zhì)分解成二氧化碳和甲烷，硝化細(xì)菌將銨鹽硝化，反硝化細(xì)菌將硝態(tài)氮還原成氮?dú)?，等等。通過這一系列的作用，污水中的主要有機(jī)污染物都能得到降解同化，成為微生物細(xì)胞的一部分，其余的變成對環(huán)境無害的無機(jī)物質(zhì)回歸到自然界中。

此外，濕地生態(tài)系統(tǒng)中還存在某些原生動物及后生動物，甚至一些濕地昆蟲和鳥類也能參與吞食濕地系統(tǒng)中沉積的有機(jī)顆粒，然后進(jìn)行同化作用，將有機(jī)顆粒作為營養(yǎng)物質(zhì)吸收，從而在某種程度上去除污水中的顆粒物。