人工濕地(人工濕地技術(shù)的介紹)

1.人工濕地技術(shù)的介紹

人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類(lèi)似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。

其作用機理包括吸附、滯留、過(guò)濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類(lèi)動(dòng)物的作用。 人工濕地是應用生態(tài)系統中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結構與功能協(xié)調原則，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。

隨著(zhù)環(huán)境保護的迅速發(fā)展，人們對濕地功能也有了廣泛的認識。濕地作為"地球之腎"，擔負著(zhù)對地球自然水體的凈化和處理功能。

由于城市中天然濕地的逐漸減少和消亡，因此人工濕地以其獨到的優(yōu)越性受到了越來(lái)越多的關(guān)注和發(fā)展。 人工濕地系統水質(zhì)凈化技術(shù)作為一種新型生態(tài)污水凈化處理方法，其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個(gè)人工濕地生態(tài)系統。

當污水通過(guò)濕地系統時(shí)，其中的污染物質(zhì)和營(yíng)養物質(zhì)被系統吸收或分解，而使水質(zhì)得到凈化。 下面：在全國范圍內選擇了3處人工濕地進(jìn)行比較和綜合評價(jià)，它們分別是山東威海榮成人工濕地、湖北武漢桃花島人工濕地和遼寧沈陽(yáng)渾南人工濕地。

三者分別處在我國的東部、南方和北方，處理對象分別為城市污水、城市地表徑流和小區生活污水，所選擇的濕地類(lèi)型、流型、濕地植物和基質(zhì)組成也都存在著(zhù)差別，但是3處濕地建成后都在成功地運行。本研究通過(guò)對3處處理濕地的綜合比較，提出不同地區、不同氣候條件、不同處理對象在應用人工濕地時(shí)的設計原則，總結不同類(lèi)型人工濕地的適用范圍及在運行時(shí)應注意的問(wèn)題，為人工濕地技術(shù)更廣泛、更科學(xué)地推廣應用提供一定的理論依據。

1地理與氣候 榮成市人工濕地位于山東半島最東端，屬于暖溫帶季風(fēng)型濕潤氣候區，年平均氣溫為12℃左右，年平均日照2600h左右，年平均降雨量800mm左右。 武漢市桃花島人工濕地示范工程位于武漢市城區的西南部，屬亞熱帶大陸季風(fēng)性（濕潤）氣候，年平均氣溫15.8~17.8℃，年無(wú)霜期一般為211~272d，年平均日照時(shí)數1810~2100h，年降雨量1150~1450mm。

渾南新區人工濕地位于沈陽(yáng)市渾南新區，屬于北溫帶受季風(fēng)影響的半濕潤大陸性氣候，年平均氣溫在8.9℃左右，最低氣溫為-30.6℃，發(fā)生在1月份，年平均日照時(shí)數為2554h，年平均降水量為727.4mm,7~8月降水量占50%左右。 2工程概況 榮成污水處理廠(chǎng)采用蘆葦濕地處理工藝，處理系統占地面積80hm2，處理規模為2.0萬(wàn)m3/d，于1998年10月投入運行，承擔約12萬(wàn)居民的生活污水及少量工業(yè)廢水。

進(jìn)水水質(zhì)情況為：COD,200~350mg/L;BOD5,80~120mg/L;SS,150~200mg/L;TP,2~4mg/L;####NH+4-N,10~30mg/L;pH,7~8。濕地類(lèi)型采用滲濾型人工濕地，是對原有的天然蘆葦濕地進(jìn)行改造，實(shí)現單元化，基質(zhì)沒(méi)有更換仍采用原有土壤，該濕地建在市郊，遠離居民區，與海相鄰，出水直接排海，有力地緩解了海水水質(zhì)的污染。

濕地運行至今達7a時(shí)間，運行比較正常，為了保證濕地功能的長(cháng)效發(fā)揮，2005年在濕地的預處理部分增加了浮動(dòng)生物床強化一級處理，來(lái)保證整個(gè)系統的處理效果[1]。 桃花島示范工程主要用于控制桃花島小區1.33km2匯水面積的初期暴雨徑流，主要由儲存塘系統、景觀(guān)塘系統、水平潛流人工濕地系統、復合人工濕地系統等工程組成（見(jiàn)圖2）。

儲存塘系統總面積20800m2，設計蓄水量14500m3；水平潛流人工濕地采用半地上式布置，面積5000m2，平均深度0.7m，采用由礫石、碎石、砂子和種植土組成的組合基質(zhì)，設計處理水量為700~1200m3/d，設計進(jìn)水水質(zhì)指標為：SS,120mg/L;TP,1.6mg/L;TN,20mg/L;CODCr,160mg/L。 景觀(guān)塘系統總面積3100m2。

復合人工濕地系統包括一個(gè)垂直流人工濕地、3個(gè)水平潛流人工濕地和兩個(gè)表流人工濕地，垂直流人工濕地面積為300m2，水平潛流人工濕地面積為1500m2，平均深度0.5m，采用由礫石、碎石和砂子組成的組合基質(zhì)，設計處理水量為560~900m3/d，設計進(jìn)水水質(zhì)指標為：SS,120mg/L;TP,1.6mg/L;TN,20mg/L;CODCr,160mg/L。桃花島人工濕地鄰湖而建，離居民區很近，濕地出水直接排入湖中。

濕地自建成運行至今已有2a多時(shí)間，運行一切正常[2~4]。 渾南人工濕地占地10.1萬(wàn)m2，包括：雨水濕地生態(tài)工程、污水濕地生態(tài)工程、污泥礦化床濕地工程3部分。

其中，污水人工濕地占地6000m2，每天處理6000人住宅小區的生活污水，約1000t/d；雨水濕地占地74000m2，每天處理2km2匯水區內雨水約2000t/d；污泥礦化濕地工程占地21000m2，每年處理濕地污泥2000t/a。污水處理濕地采用垂直流形式，種植濕地植物蘆葦，平均深度1.5m，采用碎石、砂子和種植土組成的組合基質(zhì)，設計進(jìn)水水質(zhì)：COD,300mg/L;BOD,150mg/L;SS,50mg/L。

渾南污水處理濕地位于居民區附近，出水用于周?chē)木坝^(guān)建設和作為中水回用。濕地運行至今將近3a，基本達。

2.人工濕地技術(shù)的介紹

人工濕地技術(shù)是為處理污水而人為地在有一定長(cháng)寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料（如礫石等）混合組成填料床，使污水在床體的填料縫隙中流動(dòng)或在床體表面流動(dòng)，并在床體表面種植具有性能好，成活率高，抗水性強，生長(cháng)周期長(cháng)，美觀(guān)及具有經(jīng)濟價(jià)值的水生植物（如蘆葦，蒲草等）形成一個(gè)獨特的動(dòng)植物生態(tài)體系。人工濕地去除的污染物范圍廣泛，包括N ,P ,SS ，有機物，微量元素，病原體等。有關(guān)研究結果表明，在進(jìn)水濃度較低的條件下，人工濕地對BOD5的去除率可達85%――95%,COD去除率可達80%以上，處理出水中BOD5的濃度在10mg/l左右，SS小于20mg/l。(2)廢水中大部分有機物作為異樣微生物的有機養分，最終被轉化為微生物體及CO2 ,H2O。

人工濕地面積可視情況而言，可在市郊結合部，也可在污水處理廠(chǎng)出水的附近建造。一些人工濕地屬預處理型，在那些目前還不具備建造污水處理廠(chǎng)的城鄉結合部建造人工濕地，將生活污水排入，利用所種植物對其進(jìn)行處理，然后再排入自然水系，保護水體；還有些濕地屬于加強型，在污水處理廠(chǎng)附近建造人工濕地，將污水處理廠(chǎng)處理過(guò)的水引入，再經(jīng)過(guò)人工濕地的加強處理，提高其水質(zhì)，然后排入自然水系，作為其補充水源。

根據濕地中主要植物形式人工濕地可分為：1、浮游植物系統； 2、挺水植物系統；3、沉水植物系統。其中沉水植物系統還處于實(shí)驗室研究階段，其主要應用領(lǐng)域在于初級處理和二級處理后的精處理。浮游植物主要用于N ,P去除和提高傳統穩定塘效率。目前一般所指人工濕地系統都是指挺水植物系統。挺水植物系統根據廢水流經(jīng)的方式，可分為表面流濕地（SFW）、潛流濕地（SSFW）、立式流濕地（VFW）。(3)表面流濕地和立式流濕地因環(huán)境條件差（易孳生蚊蟲(chóng)），處理效果受氣溫影響較大以及對基建要求較高，現多不再采用。故人工濕地大部分采用潛流式濕地系統。

人工濕地污水處理系統是一個(gè)綜合的生態(tài)系統，具有如下優(yōu)點(diǎn)：①建造和運行費用便宜；②易于維護，技術(shù)含量低；③可進(jìn)行有效可靠的廢水處理；④可緩沖對水力和污染負荷的沖擊；⑤可提供和間接提供效益，如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙原料、建材、綠化、野生動(dòng)物棲息、娛樂(lè )和教育。但也有不足：①占地面積大；②易受病蟲(chóng)害影響；③生物和水力復雜性加大了對其處理機制、工藝動(dòng)力學(xué)和影響因素的認識理解，設計運行參數不精確，因此常由于設計不當使出水達不到設計要求或不能達標排放，有的人工濕地反而成了污染源。另外，據已有數據，當上下表面植物密度增大時(shí)，人工濕地系統處理效率提高，在達到其最優(yōu)效率時(shí)，需2~3個(gè)生長(cháng)周期，所以需建成幾年后才達到完全穩定的運行。因此，目前人工濕地技術(shù)最大問(wèn)題在于缺乏長(cháng)期運行系統的詳細資料。

總得來(lái)說(shuō)，人工濕地污水處理系統是一種較好的廢水處理方式，特別是它充分發(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，因此具有較高的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益及社會(huì )效益，比較適合于處理水量不大、水質(zhì)變化不很大、管理水平不很高的城鎮污水，如我國農村中、小城鎮的污水處理。人工濕地作為一種處理污水的新技術(shù)有待于進(jìn)一步改良，有必要更細致地研究不同地區特征和運行數據以便在將來(lái)的建設中提供更合理的參數。

3.人工濕地技術(shù)的介紹

人工濕地技術(shù)是為處理污水而人為地在有一定長(cháng)寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料（如礫石等）混合組成填料床，使污水在床體的填料縫隙中流動(dòng)或在床體表面流動(dòng)，并在床體表面種植具有性能好，成活率高，抗水性強，生長(cháng)周期長(cháng)，美觀(guān)及具有經(jīng)濟價(jià)值的水生植物（如蘆葦，蒲草等）形成一個(gè)獨特的動(dòng)植物生態(tài)體系。人工濕地去除的污染物范圍廣泛，包括N ,P ,SS ，有機物，微量元素，病原體等。有關(guān)研究結果表明，在進(jìn)水濃度較低的條件下，人工濕地對BOD5的去除率可達85%――95%,COD去除率可達80%以上，處理出水中BOD5的濃度在10mg/l左右，SS小于20mg/l。(2)廢水中大部分有機物作為異樣微生物的有機養分，最終被轉化為微生物體及CO2 ,H2O。

人工濕地面積可視情況而言，可在市郊結合部，也可在污水處理廠(chǎng)出水的附近建造。一些人工濕地屬預處理型，在那些目前還不具備建造污水處理廠(chǎng)的城鄉結合部建造人工濕地，將生活污水排入，利用所種植物對其進(jìn)行處理，然后再排入自然水系，保護水體；還有些濕地屬于加強型，在污水處理廠(chǎng)附近建造人工濕地，將污水處理廠(chǎng)處理過(guò)的水引入，再經(jīng)過(guò)人工濕地的加強處理，提高其水質(zhì)，然后排入自然水系，作為其補充水源。

根據濕地中主要植物形式人工濕地可分為：1、浮游植物系統； 2、挺水植物系統；3、沉水植物系統。其中沉水植物系統還處于實(shí)驗室研究階段，其主要應用領(lǐng)域在于初級處理和二級處理后的精處理。浮游植物主要用于N ,P去除和提高傳統穩定塘效率。目前一般所指人工濕地系統都是指挺水植物系統。挺水植物系統根據廢水流經(jīng)的方式，可分為表面流濕地（SFW）、潛流濕地（SSFW）、立式流濕地（VFW）。(3)表面流濕地和立式流濕地因環(huán)境條件差（易孳生蚊蟲(chóng)），處理效果受氣溫影響較大以及對基建要求較高，現多不再采用。故人工濕地大部分采用潛流式濕地系統。

人工濕地污水處理系統是一個(gè)綜合的生態(tài)系統，具有如下優(yōu)點(diǎn)：①建造和運行費用便宜；②易于維護，技術(shù)含量低；③可進(jìn)行有效可靠的廢水處理；④可緩沖對水力和污染負荷的沖擊；⑤可提供和間接提供效益，如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙原料、建材、綠化、野生動(dòng)物棲息、娛樂(lè )和教育。但也有不足：①占地面積大；②易受病蟲(chóng)害影響；③生物和水力復雜性加大了對其處理機制、工藝動(dòng)力學(xué)和影響因素的認識理解，設計運行參數不精確，因此常由于設計不當使出水達不到設計要求或不能達標排放，有的人工濕地反而成了污染源。另外，據已有數據，當上下表面植物密度增大時(shí)，人工濕地系統處理效率提高，在達到其最優(yōu)效率時(shí)，需2~3個(gè)生長(cháng)周期，所以需建成幾年后才達到完全穩定的運行。因此，目前人工濕地技術(shù)最大問(wèn)題在于缺乏長(cháng)期運行系統的詳細資料。

總得來(lái)說(shuō)，人工濕地污水處理系統是一種較好的廢水處理方式，特別是它充分發(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，因此具有較高的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益及社會(huì )效益，比較適合于處理水量不大、水質(zhì)變化不很大、管理水平不很高的城鎮污水，如我國農村中、小城鎮的污水處理。人工濕地作為一種處理污水的新技術(shù)有待于進(jìn)一步改良，有必要更細致地研究不同地區特征和運行數據以便在將來(lái)的建設中提供更合理的參數。

4.什么是人工濕地?

人工濕地就應該不是天然形成的濕地 濕地的生態(tài)功能與價(jià)值 濕地是指天然的或人工的、永久或暫時(shí)的靜水或流水、淡水或微咸水及咸水沼澤地、泥炭地或水域地帶，包括低潮時(shí)水深不超過(guò)6米的海水區。

此外，濕地還包括鄰近水體的河流、湖泊沿岸、沿海區域，以及位于濕地內島嶼或低潮時(shí)水深不超過(guò)6米的海洋水體。 因此，所有季節性或常年積水地帶，包括沼澤、泥炭地、濕草甸、湖泊、河流、洪泛平原、河口三角洲、灘涂、珊瑚礁、紅樹(shù)林、鹽沼、低潮時(shí)水深少于6米的海岸帶以及水稻田、魚(yú)塘、鹽田、水庫和運河等，均屬于濕地范疇。

濕地具有特殊的界面系統 濕地是水、陸兩種界面交互延伸的一定區域，是水域和陸地過(guò)渡形態(tài)的自然體。 濕地處于大氣系統、陸地系統與水體系統的界面交合處，存在聯(lián)結各界面的水體一陸地一植被一大氣界面系統。

濕地具有特殊的景觀(guān)特征 濕地生態(tài)系統處于陸地生態(tài)系統和水生生態(tài)系統之間的過(guò)渡區域。濕地按照地貌特征可以分為濱海濕地、河流濕地、湖泊濕地和沼澤濕地；按照水文特征又可將自然濕地分為淺海水域、珊瑚礁和潮下水生層等29類(lèi)，人工濕地12類(lèi)。

濕地具有明顯的植被、土壤、水位和鹽度的梯度變化、斑塊變化、時(shí)間變化的特征，其中水位、水流，如泛濫、潮汐、洪枯等都是有規律、有頻率地變動(dòng)，這些周期性的變化造成了濕地生態(tài)系統在景觀(guān)上的周期性變化。 濕地具有特殊的生物類(lèi)群 濕地生態(tài)系統所處的獨特的水文、土壤、氣候等環(huán)境條件所形成的獨特的生態(tài)環(huán)境為豐富多彩的動(dòng)植物群落提供了復雜而完備的特殊生境。

不同濕地生態(tài)系統類(lèi)型有：沼澤植物、鹽沼植物、紅樹(shù)植物（胎生）、浮游植物、挺生植物、底棲植物、厭氧微生物；水禽、涉禽、海岸鳥(niǎo)、魚(yú)、蝦、貝、蟹、兩棲、爬行動(dòng)物等。由于濕地物種種類(lèi)異常豐富，又有非常高的生物生產(chǎn)力，所以濕地生物之間形成了復雜食物鏈、食物網(wǎng)。

濕地生態(tài)系統的服務(wù)功能 濕地生態(tài)系統服務(wù)不僅包括為人類(lèi)所提供的食物、醫藥及其他工農業(yè)生產(chǎn)的原料，更重要的是支撐與維持了地球的生命支持系統，維持生命物質(zhì)的生物地球化學(xué)循環(huán)與水文循環(huán)，維持生物物種與遺傳多樣性，凈化環(huán)境，維持大氣化學(xué)的平衡與穩定。 維持生物多樣性 由于濕地處于水陸交互作用的區域，它僅占地球表面面積的6%，卻為世界上20%的生物提供了生境。

濕地是許多珍稀瀕危物特別是瀕危珍稀水禽所必須的棲息、遷徙、越冬和繁殖的場(chǎng)所，在生物多樣性保護方面具有極其重要的價(jià)值。 我國濕地面積約占國土面積的5%，但卻為約50%的珍稀鳥(niǎo)類(lèi)提供棲息場(chǎng)所。

在保護物種多樣性的同時(shí)，濕地還是重要的物種基因庫，不僅維持了野生物種種群的延續、進(jìn)化，而且為改善經(jīng)濟物種提供了基因材料。袁隆平院士利用海南濕地的野生稻資源，通過(guò)雜交培育的水稻新品種具備高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病等特性。

固定二氧化碳和調節區域氣候 濕地由于水分過(guò)于飽和的厭氧的生態(tài)特性，積累了大量的無(wú)機碳和有機碳。由于濕地中的微生物活動(dòng)相對較弱，植物殘體分解釋放二氧化碳的過(guò)程十分緩慢，因此形成了富含有機質(zhì)的濕地土壤和泥炭層，起到了固定碳的作用。

如果濕地遭到破壞，濕地的固定碳功能將減弱，同時(shí)濕地中的碳也會(huì )氧化分解，濕地將由“碳匯”變成“碳源”，這將加劇全球變暖的進(jìn)程。 濕地具有調節區域氣候的功能。

濕地水分蒸發(fā)和濕地植被葉面的蒸騰作用，可使附近區域的溫度降低、濕度增大、降雨量增加，對周邊區域的氣候具有明顯的調節作用，對當地農業(yè)生產(chǎn)和人民生活具有良好的作用。 降解污染和凈化水質(zhì) 濕地是自然生態(tài)系統中自?xún)裟芰ψ顝姷纳鷳B(tài)系統之一。

濕地水流速度緩慢，有利于污染物沉降。在濕地中生長(cháng)的植物、微生物和細菌等通過(guò)濕地生物地球化學(xué)過(guò)程的轉換，包括物理過(guò)濾、生物吸收和化學(xué)合成與分解等，將生活和生產(chǎn)污水中的污染物吸收、分解或轉化，使濕地水體得到凈化。

減緩徑流和蓄洪防旱 由于濕地土壤具有特殊的水文物理性質(zhì)，濕地因此具有超強的蓄水性和透水性，是蓄水防洪的天然“海綿”。許多濕地地區是地勢低洼地帶，與河流相連，在暴雨和河流漲水期將過(guò)量的水分存儲起來(lái)，均勻地緩慢釋放，減弱危害下游的洪水。

在干旱季節，濕地可將洪水期間容納的水量向周邊地區和下游排放，防旱功能十分顯著(zhù)。因此濕地在控制洪水、調節河川徑流、維持區域水平衡中發(fā)揮著(zhù)重要作用。

濕地水資源功能 濕地是地球上淡水的主要蓄積地，人類(lèi)生活用水、工業(yè)生產(chǎn)用水和農業(yè)灌溉用水除開(kāi)采地下水外，均來(lái)源于濕地，而且濕地還是補充地下水的主要來(lái)源。 眾多的沼澤、河流、湖泊和水庫的水都是可被直接利用的水，濕地在輸水、儲水和供水方面發(fā)揮著(zhù)巨大效益。

如果濕地受到破壞或消失，會(huì )影響對地下蓄水層的供水，地下水資源就會(huì )減少。因此，可以認為濕地直接和間接地為人類(lèi)提供重要的淡水資源。

豐富的產(chǎn)品資源 濕地水源充沛、養分充足，有利于水生動(dòng)植物生長(cháng)，因此濕地具有極高的生產(chǎn)力，每平方米濕地可年均生產(chǎn)2公斤左右的有機物質(zhì)。 濕地除了可為人類(lèi)提供豐富的水產(chǎn)品、糧食、水果以及可用作加工原料的皮革、木材、藥材以及。

5.人工濕地的技術(shù)要求

隨著(zhù)環(huán)境保護的迅速發(fā)展，人們對濕地功能也有了廣泛的認識。

濕地作為地球之腎，擔負著(zhù)對地球自然水體的凈化和處理功能。由于城市中天然濕地的逐漸減少和消亡，因此人工濕地以其獨到的優(yōu)越性受到了越來(lái)越多的關(guān)注和發(fā)展。

人工濕地系統水質(zhì)凈化技術(shù)作為一種新型生態(tài)污水凈化處理方法，其基本原理是在人工濕地填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個(gè)人工濕地生態(tài)系統。當污水通過(guò)濕地系統時(shí)，其中的污染物質(zhì)和營(yíng)養物質(zhì)被系統吸收或分解，而使水質(zhì)得到凈化。

人工濕地系統水質(zhì)凈化的關(guān)鍵在于工藝的選擇和對植物的選擇及應用配置。如何選擇和搭配適宜的濕地植物，并且將其應用于不同類(lèi)型的濕地系統中成了我們在營(yíng)建人工濕地前必須思考的問(wèn)題。

1.人工濕地污水處理系統植物的選用原則（1）(2)1.1 植物在具有良好的生態(tài)適應能力和生態(tài)營(yíng)建功能；管理簡(jiǎn)單、方便是人工濕地生態(tài)污水處理工程的主要特點(diǎn)之一。若能篩選出凈化能力強、抗逆性相仿，而生長(cháng)量較小的植物，將會(huì )減少管理上尤其是對植物體后處理上的許多麻煩。

一般應選用當地或本地區天然濕地中存在的植物。1.2 植物具有很強的生命力和旺盛的生長(cháng)勢；① 抗凍、抗熱能力 由于污水處理系統是全年連續運行的，故要求水生植物即使在惡劣的環(huán)境下也能基本正常生長(cháng)，而那些對自然條件適應性較差或不能適應的植物都將直接影響凈化效果。

② 抗病蟲(chóng)害能力 污水生態(tài)處理系統中的植物易滋生病蟲(chóng)害，抗病蟲(chóng)害能力直接關(guān)系到植物自身的生長(cháng)與生存，也直接影響其在處理系統中的凈化效果。③ 對周?chē)h(huán)境的適應能力 由于人工濕地中的植物根系要長(cháng)期浸泡在水中和接觸濃度較高且變化較大的污染物，因此所選用的水生植物除了耐污能力要強外，對當地的氣候條件、土壤條件和周?chē)膭?dòng)植物環(huán)境都要有很好的適應能力。

1.3 所引種的植物必須具有較強的耐污染能力；水生植物對污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附著(zhù)生長(cháng)在根區表面及附近的微生物去除的，因此應選擇根系比較發(fā)達，對污水承受能力強的水生植物。1.4 植物的年生長(cháng)期長(cháng)，最好是冬季半枯萎或常綠植物；人工濕地處理系統中常會(huì )出現因冬季植物枯萎死亡或生長(cháng)休眠而導致功能下降的現象，因此，應著(zhù)重選用常綠冬季生長(cháng)旺盛的水生植物類(lèi)型。

1.5 所選擇的植物將不對當地的生態(tài)環(huán)境構成隱患或威脅，具有生態(tài)安全性；1.6 具有一定的經(jīng)濟效益、文化價(jià)值、景觀(guān)效益和綜合利用價(jià)值。若所處理的污水不含有毒、有害成分，其綜合利用可從以下幾個(gè)方面考慮：①作飼料，一般選擇粗蛋白的含量>20%（干重）的水生植物；②作肥料，應考慮植物體含肥料有效成分較高，易分解；③生產(chǎn)沼氣，應考慮發(fā)酵、產(chǎn)氣植物的碳氮比，一般選用植物體的碳氮比為25~30.5/1；④工業(yè)或手工業(yè)原料，如蘆葦可以用來(lái)造紙，水蔥、燈心草、香蒲、莞草等都是編制草席的原料。

由于城鎮污水的處理系統一般都靠近城郊，同時(shí)面積較大，故美化景觀(guān)也是必須考慮的。然而在實(shí)際工作中，很多人工濕地的工藝設計者和建設者考慮得最多的是植物的獨有性和觀(guān)賞價(jià)值等表在因素，沒(méi)有考慮到栽種該植物后的植株生長(cháng)效果、濕地的運行效果、生長(cháng)表現以及對生態(tài)的安全性等，導致人工濕地在運行一段時(shí)間后功能驟降或運行費用劇增，最后導致系統癱費或閑置。

2.人工濕地植物特性的研究及植物配置分析2.1 根據植物類(lèi)型分析2.1.1 漂浮植物 漂浮植物中常用作人工濕地系統處理的有水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。根據對這些植物的植物學(xué)特性進(jìn)行分析，發(fā)現它們具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①生命力強，對環(huán)境適應性好，根系發(fā)達；②生物量大，生長(cháng)迅速；③具有季節性休眠現象，如冬季休眠或死亡的水葫蘆、大薸、水蕹菜，夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。

生長(cháng)的旺盛季節主要集中在每年的3-10月或9月-次年5月；④生育周期短，主要以營(yíng)養生長(cháng)為主，對N的需求量最高。由于漂浮植物具有上述的植物學(xué)特性，因此，在進(jìn)行人工濕地植物配置的時(shí)候我們必須充分考慮它們各自的優(yōu)點(diǎn)：①由于這類(lèi)植物的環(huán)境適應能力強，因此在進(jìn)行植物配置時(shí)應當作地方優(yōu)勢品種予以?xún)?yōu)先考慮；②人工濕地系統中，水體中養分的去除主要依靠植物的吸收利用，因此，生物量大、根系發(fā)達、年生育周期多和吸收能力好的植物成為我們選擇的目標；③利用植物季節性休眠特性，我們可以給予正確的植物搭配，如冬季低溫時(shí)配置水芹菜而夏季高溫時(shí)則配置水葫蘆、大薸等適宜高溫生長(cháng)的植物，以避免因植物品種選擇搭配單一而出現季節性的功能失調現象；④由于這類(lèi)植物以營(yíng)養生長(cháng)為主，對N的吸收利用率要高，因此，在進(jìn)行植物配置時(shí)應重視其對N的吸收利用效果，可作為N去除的優(yōu)勢植物而加以利用，從而提高系統對N的去除效果。

2.1.2 根莖、球莖及種子植物 這類(lèi)植物主要包括睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角、薏米、芡實(shí)等。它們或具有發(fā)達的地下根莖或塊根，或能產(chǎn)生大量的種子果實(shí)，多為季節性休眠植物類(lèi)型，一般是冬季枯萎春季萌發(fā)，生長(cháng)季節主要。

6.人工濕地是怎樣構造的

人工濕地一般由以下五種結構單元構成：底部的 防滲層；由填料、土壤和植物根系組成的基質(zhì)層；濕地植物 的落葉及微生物尸體等組成的腐質(zhì)層；水體層；濕地植物。

（1） 水生植物 濕地中生長(cháng)的植物通常稱(chēng)為濕地植物，人工濕地中的 植物一般具有處理性能好、成活率高、抗水能力強等特點(diǎn)，且具有一定美學(xué)和經(jīng)濟價(jià)值。 濕地植物是人工濕地的主要 組成部分，并在其中起著(zhù)吸收利用、吸附、富集有機物和傳 輸氧氣的作用，并可為微生物提供棲息地，維持濕地系統的 穩定。

因此濕地系統的水生植物的選用十分重要，應按以 下原則進(jìn)行選用。 ① 選擇優(yōu)勢種。

根據進(jìn)入系統的廢水性質(zhì)選擇優(yōu) 勢種。 ② 配置合理。

濕地應配置一些處理效果好的季節性植 物，以提局對廢水的綜合凈化能力。 ③ 應綜合考慮植物的利用價(jià)值。

如觀(guān)賞植物等富有經(jīng) 濟效益與使用價(jià)值的植物。 （2） 基質(zhì)層 基質(zhì)層是人工濕地的核心。

人工濕地中的基質(zhì)又稱(chēng)填 料、濾料，一般由土壤、細砂、粗砂、礫石、碎瓦片或灰渣等構成。 基質(zhì)在為植物和微生物提供生長(cháng)介質(zhì)的同時(shí)，通過(guò)沉淀、過(guò)濾 和吸附等作用直接去除污染物。

不同類(lèi)型的基質(zhì)對人工濕地 的處理效果影響不同。據實(shí)驗表明，運行初期基質(zhì)對氨氮的理 論最大吸附容量從高到低為：煤灰渣 > 砩石 > 鋼渣 > 高爐渣> 瓜子片 > 陶粒 > 礫石 > 砂子。

因此，根據污水中的污染物種 類(lèi)、特性，可以選擇不同的基質(zhì)或采用集中基質(zhì)的組合。 （3） 防滲層 防滲層是為了防止未經(jīng)處理的污水通過(guò)滲透作用污染 地下含水層而鋪設的一層透水性差的物質(zhì)。

普遍采用的防 滲形式為人工防滲和天然防滲相結合的形式，人工防滲材 料多為化學(xué)合成材料。 。

7.人工濕地該如何施工

人工濕地系統施工的初始階段需要平整基礎、開(kāi) 挖、回填和整坡。

人工濕地系統在處理容積設計上，應特別 注意保證水流能流過(guò)整個(gè)濕地系統。同時(shí)，濕地植物的選 擇和種植也是濕地施工中最為關(guān)鍵的環(huán)節。

（1） 水池的施工 人工濕地的主體結構是隔堤和襯砌。 隔堤和池底要做 到嚴格防滲，不然水會(huì )漏下去，污染地下水，同時(shí)，濕地內水 位降低還可能導致濕地植物的死亡。

① 水池布局。通常要根據現場(chǎng)的地形決定池體的外形 結構。

如果在一較長(cháng)的斜坡上建設濕地，將會(huì )大大減小整 坡工程量。在建設濕地時(shí)應盡量充分利用地形坡度，使布 局合理。

② 場(chǎng)地清理。在可能的條件下，最好做到挖填土方平 衡，避免遠距離取土和棄土。

如果施工場(chǎng)地表層土為農田 土，應剝離表層土后儲存以備后用。對于表流濕地，表層土 可以用于種植挺水植物和隔堤表面的種植土。

對于潛流人 工濕地，則無(wú)需用土壤作為基質(zhì)。 為了達到預計效果，應保 證水流均勻流經(jīng)整個(gè)濕地系統，池底填土應夯實(shí)平整，與路 基底層填土同一高度。

為了方便濕地維修時(shí)排水，一般池 底做到1%或更小的坡度即可。 ③ 隔堤。

水體在濕地隔堤內以特定形態(tài)流動(dòng)，外部圍 堤用于防止水流流出濕地系統，內部隔堤用于增強濕地導流。 所有隔堤應按照當地堤壩安全規范的技術(shù)標準設計。

④ 襯砌。濕地系統的襯砌主要材料包括：聚氯乙烯 （PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯。

在濕地施工過(guò)程中為防止 襯砌層被刺破，應該在襯炮層上面鋪一層土工布或鋪約5 厘米厚的砂土。目前用的許多土工膜襯砌需要加以保護， 防止紫外線(xiàn)照射。

對于潛流人工濕地，一般采用粒徑約 8?15厘米的碎石堆防止紫外線(xiàn)，同時(shí)，這種碎石堆還可以 防止雜草生長(cháng)蔓延，能經(jīng)受動(dòng)物踩踏。另外，黏土材料和本 地土壤也可用于襯砌。

⑤ 進(jìn)出口結構。通過(guò)進(jìn)出口結構可以為濕地配水，控 制濕地中水流路徑，以及控制水深。

在濕地兩端布設多個(gè) 進(jìn)出口結構，可基本保證整個(gè)濕地的均勻配水和控制水流 路徑。在中小型濕地系統中，進(jìn)口和出口的整個(gè)寬度上布 設孔管或開(kāi)槽岔管，岔管尺寸、開(kāi)孔直徑以及開(kāi)孔間距對水 流流速有一定影響。

進(jìn)水口岔管的安裝位置應易于管理人 員進(jìn)行水流調節和維護管理。 出水結構有助于控制水流均 勻，并有利于調節運行水位。

在采用水下岔管時(shí)，需要連接 一個(gè)水位調節裝置，便于管理人員對水深進(jìn)行調節。 ⑥ 基質(zhì)。

濕地系統中需要利用土壤或細小石子作為濕 地基質(zhì)，以利于挺水植物的生長(cháng)。對于表流濕地，需要在夯 實(shí)的池底或者襯砌層上面鋪設至少15厘米厚的土層作為 植物生長(cháng)的農田土。

對于潛流濕地，最常用的基質(zhì)為礫石， 通常也會(huì )用到砂、碎石或塑料。一般要在大粒徑礫石床上 面鋪一層小粒徑基質(zhì)用于植物生長(cháng)，大礫石基質(zhì)主要是用 來(lái)防止堵塞的。