人工湿地概述目录1、人工湿地简介有关人工湿地的最早报道是1904年澳大利亚学者BrianMackey的研究，后来出现由德国Seidel在1953年研究的Max-Planck-Institute-Process处理系统和Kictuth于20世纪60年代开发的“根区法”，荷兰1967年的LelystadProcess表面流处理系统，美国20世纪70年代NASA的国家空间技术实验室研究的“砾石床”系统。1974年德国首先创造了人工湿地。此后在欧洲国家、美国、加拿大等国家得到了推广和规模发展。我国对人工湿地的研究始于上世纪50年代，中国科学院水生生物研究所是最早开展人工湿地生态工程的单位。一大批湿地科学家开展了石化废水的氧化塘生物处理、城市污水和湖泊综合污染、水生态重建等研究，取得了大量的研究成果，为我国污水处理提供了科学方法，为人工湿地的构建和工程师范提供了设计参数，也为进一步深入研究奠定了基础。人工湿地的分类根据湿地中主要植物形式人工湿地可分为:浮游植物系统、挺水植物系统、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。根据污水在湿地中水面位置不同分为：表面流人工湿地和潜流人工湿地。表面流人工湿地(SFCW)类似于自然湿地，污水从湿地床表面流过，污染物的去除依靠植物根茎的拦截作用以及根茎上生成的生物膜的降解作用。这种湿地造价低，运行管理方便，但是不能充分利用填料以及植物根系的作用，在处理废水的过程中容易产生异味、孽生蚊蝇，在实际应用中一般不采用。潜流人工湿地(SSFCW)系统中，污水在湿地床中流过，因而能充分利用湿地中的填料，并且卫生条件好于表面流人工湿地。根据污水在湿地中水流方向的不同，潜流人工湿地可分为：水平流人工湿地和垂直流人工湿地。水平流人工湿地(HSFCW)系统：污水以近水平流方式在系统表面以下流向出口。垂直人工湿地(VSFCW)系统：该系统通常在整个表面设置配水系统，并周期性进水。通过系统下部出水，水流在系统表面以下。目的是系统可以排空水，以最大程度的进行氧补给。也有部分是连续进水的。大家有疑问的，可以询问和交流2、人工湿地的构造人工湿地是由填料、水生植物共同组成的独特的动植物生态系统。a、湿地填料的选择填料的选择对人工湿地的处理效果有很大的影响。填料在人工湿地中为植物提供物理支持，为各种化合物和复杂离子提供反应界面及对微生物提供附着。常用到的填料有土壤、砾石、砂、沸石、碎瓦片、灰渣等。根据处理目的，污染物的特征不同而有不同的填料选择。一般来说，以处理SS、COD和BOD为主要特征污染物时可选用土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣中的一种或几种为填料。对脱N除P要求高的，可以选择对这两者有较强去除能力的填料进行优化组合。如采用沸石和石灰石的结合，既考虑了沸石对NH4+-N的吸附、活化土壤中难溶性P及进行生物再生作用又利用了石灰石对P的高吸附特性，达到同时脱N除P的目的。现在填料的选择多偏向于较大颗粒的粒径，原因是水流在粒径较大的填料床内的短路最小，能够形成渠流，并且堵塞现象发生少，不易分散。b、水生植物的选择植物是人工湿地的重要组成部分。水生植物在人工湿地的作用有：将景观水中的部分污染物作为自身生长的养料而被吸收；能够将某些有毒物质的重金属富集、转化、分解成无毒物质；根系生长有利于景观水均匀地分布在湿地植物床过水断面上，向根区输送氧气创造有利于微生物降解有机污染物的良好根区环境；增加或稳定土壤的透水性。可用于组合式湿地的植物有：芦苇、香蒲、灯心草、风车草、水葱、香根草、浮萍等，其中应用最广的是芦苇。植物的选择最好是取当地的或本地区天然湿地中存在的植物，以保证对当地气候环境的适应性，并尽可能地增加湿地系统的生物多样性以提高湿地系统的综合处理能力。植物的栽种方式有播种法和移栽插种法。移栽插种比较经济快捷。11芦苇凤眼莲浮萍、浮莲槐叶萍水鳖风车草同时污水中的无机氮可作为植物生长过程中不可缺少的物质而直接被植物摄取，并合成植物蛋白质等有机氮，通过植物的收割而从废水和湿地系统中去除。氮在微生物的作用下进行氨氮的硝化过程：在远离根区的部位，由于缺氧环境而进行反硝化过程，从而使氮以气体的形式而除去：湿地底部有机物的分解和生物降解及底部较低的NO的浓度，及充足的有机物做碳源，这些都为反硝化过程的进行创造了条件。人工湿地中的溶解氧呈区域性变化，连续呈现好氧、缺氧及厌氧3种状态，相当于许多串联或并联A2/O处理单元，使硝化和反硝化作用可以同时进行。在此环境下，有机氮经氨化作用转化为氨氮，在好氧条件下，氨氮经亚硝化、硝化作用分别转变为NO2--N和NO3--N，然后它们在缺氧和有机碳源的条件下，经反硝化作用被还原为N2，释放到大气中，达到最终脱氮