人工濕地是指基于自然濕地模擬的人工構(gòu)建,可控制和工程化的濕地系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)和構(gòu)建是通過將天然濕地生態(tài)系統(tǒng)中的物理,化學(xué)和微生物作用進(jìn)行優(yōu)化組合來進(jìn)行污水處理的。使用土壤和填料(例如Zeolite等)在具有一定長寬比和底部坡度的凹陷處形成填充床,以便污水在填充床的縫隙中或在床表面上流動(dòng)并在床的表面上種植植物。并且,水生植物具有良好的性能,較高的成活率,較強(qiáng)的耐水性,相對較長的生長周期,良好的視覺外觀及較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(例如蘆葦,草叢等),形成了獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)。
人工濕地具有獨(dú)特而復(fù)雜的凈化機(jī)制,其可以利用復(fù)雜的底物,微生物和植物生態(tài)系統(tǒng),通過過濾,吸附,共沉淀,離子交換,植物吸收和微生物分解等環(huán)節(jié)來整合物理,化學(xué)和生物學(xué)的三重作用來去除污水中的有害物質(zhì),同時(shí)通過養(yǎng)分和水的循環(huán)實(shí)現(xiàn)污水的長期循環(huán)。
李冰,張紹秀和肖在良等人通過試驗(yàn)證明,將人工濕地廢水處理工藝分為:地表流工藝;水處理工藝。其中,地下地下流動(dòng)過程;垂直流濕地過程根據(jù)污水在濕地河床中的流動(dòng)方式進(jìn)行。表面流濕地:廢水流過最接近自然濕地的填料表面。大部分有機(jī)物的去除是通過植物水下莖和莖上生長的生物膜完成的。這樣的濕地系統(tǒng)不能充分利用填充物和植物系統(tǒng)來進(jìn)行過濾,為了衛(wèi)生環(huán)境條件較差,因此使用頻率較低。地下流濕地:該系統(tǒng)填料下面會(huì)大量滲水,因此可以充分利用填料表面的生物膜和植物根系等功能處理廢水,并且衛(wèi)生條件良好,是濕地目前正在研究和應(yīng)用的主流系統(tǒng)。垂直流濕地:該系統(tǒng)的水流結(jié)合了以上兩種方法的特點(diǎn),但施工要求高,容易滋生蚊蟲和蒼蠅。
環(huán)境學(xué)家于露木分析了人工濕地的兩年運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)氨氮和COD的平均去除率在69%以上。巴琪,趙珂,包慶華等進(jìn)行了兩階段人工濕地處理有機(jī)質(zhì)的效果研究。結(jié)果表明,一級(jí)人工濕地的有機(jī)負(fù)荷率為5.52?11.7gCOD/(m2·d),COD去除率大于60%。二級(jí)人工濕地有機(jī)負(fù)荷率為5.87?8.7gCOD/(m2·d),COD去除率大于70%,總?cè)コ蚀笥?0%。一級(jí)人工濕地的NH4N負(fù)載率為0.25?0.94gNH4N/(m2·d),NH4N去除率大于60%。二級(jí)人工濕地的NH4N負(fù)載率為0.68?0.83gNH4N/(m2·d),NH4N去除率大于70%,總?cè)コ蚀笥?2%,因此值得推廣與使用。