1、人工湿地：污水处理新出路人工湿地污水处理技术是一项新的污水生态处理技术，它是将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上，通过植物、微生物、土壤的共同作用净化污水，具有建设成本低、运行管理费用低廉的特点，是城市污水处理厂的有效补充。湿地是指天然或人工、长久或暂时的沼泽地、泥炭地的水域地带，带有或静止或流动、或咸或淡的水体，不仅仅是传统认识上的沼泽、泥炭地、滩涂等，还包括河流、湖泊、水库、稻田以及退潮时水深不超过 6 米的海水区。湿地共同的特点是其表面常年或经常覆盖着水或充满了水，是介于陆地和水体之间的过渡带，是地球上生物多样性丰富、生产力较高的生态系统。湿地中还有许多挺水、浮水和沉水植物，它们能够
2、在其组织中吸附金属及一些有害物质，很多植物还能参与解毒过程，对污染物质进行吸收、代谢、分解，实现水体净化。如同肾能够帮助人体排泄废物、维持新陈代谢一样，湿地也能起到降解环境污染的作用，因此被称作“地球之肾”。资料表明，目前全世界约有湿地 5.14 亿公顷，我国湿地面积约占世界湿地面积的11.9，居亚洲第一位，世界第四位。无论从类型还是从数量来讲，湿地对于我国的经济发展和人民生活都具有极为重要的意义。中国正在实施湿地保护行动计划，准备通过有计划的退田，用 25 年的时间逐步恢复失去的湿地。在新出台的北京奥运行动规划里也明确提出，要“重视保护现有湿地生态系统，在适宜地区建设人工湿地”，以充分发挥湿
3、地对减轻环境污染的作用。人工湿地：把污水“洗”成金水污水处理是北京军区联勤部的“老大难”问题。过去这个容纳一万多人的军营，每天要通过污水管道和防洪沟向永定河排出 2500 吨生活污水，另一方面，还要抽取永定河水搞绿化建设。水资源的浪费让本来就经费紧张的部队更加捉襟见肘。后来，联勤部了解了人工合成湿地污水处理技术，在亲眼见到排进人工湿地的污水变成清水后，部队领导暗暗在心里算了一笔帐，利用人工湿地处理污水，可以充分利用部队 13000 平方米的绿地，处理后的水收集起来，除用作绿化外，还能做景观用水。从经济效益上考虑，这个项目每年可以给军区节省近 200 万排污费和购买河水的费用；同时，军营对永定河
4、的污染也成为历史，军营环境因此得到了极大改善。如今，这个人工湿地污水处理工程己经运行了半年多，湿地中的芦苇已经长到 3 米高，还引来了青蛙、蝴蝶、麻雀和野兔握戏。下一步，联勤部打算在原有湿地的基础上，建设一个小花园，用湿地处理的水养鱼。部队领导对这项工程非常满意，决定将建设“绿色军营”的新举措向全军推广。人工湿地污水处理技术是一项新的污水生态处理技术，它是将污水投放到人工建造的类似于沼泽地的湿地上，通过植物、微生物、土壤的共同作用净化污水。种植的湿地植物一般有芦苇、香蒲、金钱草等十几种，全部是多年生草本植物，种一次能生长近二十年。可根据不同的进水水质决定污水在湿地中停留的时间，少的 23 天，
5、多的 1020 天。用人工湿地处理生活污水，一般出水的 COD 能达到 30 毫克/升以下，BOD 能达到 10 毫克/ 升以下，可以达到地面水二级标准。与我国传统的污水二级处理工艺一“活对污泥法”相比，人工湿地污水处理技术有“两低”优势：一是它不需要曝气充氧和投加化学药剂，能源消耗和管理费用低，处理成本非常低廉，一般为 0l 元/吨污水，而“活性污泥法”则需 1 元/吨污水。二是因为它需要的构筑物和设备很少，所以造价也低，一般为 150800 元/ 吨污水，而“活性污泥法”造价成本高达 1500 元/吨。但从污水处理效果来看，用人工湿地处理的脱氮脱磷效果更好，由于湿地植物能够大量吸收污水中的
6、氮磷化台物，因此能够解决水体富营养化的问题。实践表明，生活污水经过湿地处理后，总氮和总磷的去除率分别可达到 70和 90以上，出水水质达到中水、生活杂用水标准；而“活性污泥法”对氮、磷的去除率只能达到30。近年来在国内冒出来的大量“土地处理发”也同样存有非常明显的弊端。这些花样繁多的土地处理法虽然也标榜以自然净化的方法处理污水，但技术相对落后，处理污水的负荷较低，受许多自然条件的局限，处理不好还有可能造成二次污染。湿地是一个形式丰富多样的污水处理系统，主要分为天然湿地、自由水面湿地（地表流式）、地下水流湿地（潜流式）和渗滤湿地四大类。当今广泛应用于污水处理的有两大类：一类是地表流式，有点类似于
7、稻田，污水流进湿地停留若干天后排出，这一工艺的优点是造价低，每吨污水约 150300 元，缺点是占地面积很大，夏天污水可能会散发出臭味，造成蚊蝇之困，而冬天会结冰，影响处理效果，不太适合特别寒冷的地区。另一类是潜流式，将污水通过管道输送到人工土壤介质中，在水床最低位运行，表面种植植物，类似于微灌、滴灌，优点是占地面积很小、污染物去除率高、轻松“过冬”，且没有臭味，缺点是相对于地表流造价大一些，每吨污水需 800 元左右。目前发达国家的人工湿地污水处理系统 90%以上为潜流式。另外，人工湿地污水处理技术也是环保安全的技术，它利用聚氯乙烯制成的防渗膜，能从根本上防止污染地下水。人工湿地：污水处理厂
8、的有效补充运用人工湿地处理污水可追溯到1903年，英国约克郡建立了世界上第一处用于处理污水的人工湿地，并连续运行直到 1992年。但人工湿地生态系统在世界各地逐渐受到重视并被运用于处理污水，还是在70年代根区法理论之后开始的。根区法理论强调高等植物在湿地污水处理系统中的作用，首先是它们能够为其根围的异养微生物供应氧气，从而在还原性基质中创造了一种富氧的微环境，微生物在水生植物的根系上生长，就与较高级的植物建立了共生合作关系，增加了废水中污染物的降解速度。另方面，水生植物根的生长有利于提高床基质层的水力传导性能。人工湿地生态系统是由一些适合污染环境条件下生存的，以大型水生植物为主的高、低等生物和
9、处于水饱和状态的基质组成的人工复合体。相对于天然湿地来说，其生态系统的群落结构和种群结构要简单得多，但其按照管理者意愿进行污水处理的功能却更强，可以说，人工湿地生态系统的生理功能，就是在各种湿地生物的共同参与下，将进入湿地系统的污染物质同时也是湿地生物的营养物质，经过系统内各环节的“新陈代谢”，进行分解、吸收、转化、利用，达到去除目的。尽管人工湿地技术已经在国外得到广泛运用，如美国有 1 万多座人工湿地污水处理系统，丹麦有 800 多座。但对于中国来说，这还是一项陌生的新技术，目前，在我国主要还是以建设污水处理厂为主来处理城市污水和工业废水。然而随着人类经济的发展，人们对水体造成的污染已经不是
10、单一方法就能解决的了。从我国污水处理的现状来看，普遍存在处理水平低、投资和运行费用高、易产生二次污染等问题，不少污水处理厂由于资金短缺的问题在晒太阳”或是不能满负荷运转。据国家环保总局发布的数据，日前全国已建成的 532 座污水处理厂中就有 275 座属于非正常运行，而我国 60以上的城市还没有城市污水处理设施。这样的形势的确不容乐观。人工湿地具备建设成本低、运行管理费用低廉的特点，据保守估计，人工湿地的丁程建设投资是城市污水处理厂建设费用的 1/3，而理论上可能达到 1/8 甚至 1/10，从这点来看，它可以在一定程度上解决资金问题，唯一缺陷是占地面积较大。因而，在选择污水处理方式时，也应该
11、因地制宜。比如，在有大量荒地、闲地可利用的地区和市政管网不及的地区，采用人工合成湿地技术既。可以造就一片绿洲，又节约了高额的管网建设费，不失为妙事一桩。另外，人工湿地还能够对污水处理厂的出水进行深度处理，从而替代三级处理，同时还能处理污泥，因此在城市污水回用方面有很大的可行性。众所周知，我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。随着经济发展和城市化进程的加快，城市缺水问题日益突出。据统计，全的 669 个城市中，400 个城市常年供水不足，其中 110 个城市严重缺水。为了解决水资源短缺的问题，污水回用工作日益受到重视，国内许多城市的污水处理厂建设了回用处理设施。我
12、国传统的污水回用办法，一般是待污水经二级处理后，经混合、沉淀、过滤、活性炭吸附后或是混凝、沉淀、过滤后回用。而要想达到污水深度处理，传统的处理设施是相当复杂的，必然要增加基建费用和处理成本。据粗略估计，每吨二级处理标准的水经过传统深度处理，成本将提高 0.40.5 元。据悉，我国城市污水处理率和二级污水处理率仅为 30%和 15%，污水回用率则更低。因此寻找一种经济、高效、节能、环保、适用的污水回用工艺已经刻不容缓。人工湿地在污水回用上具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、低能耗、处理效果好等优点。有关人工湿地对二级污水处理厂出水试验的研究表明，以二级污水处理厂出水作为原水的条
13、件下，人工湿地对 BOD 的去除率可达 85%95%，COD去除率可达 80以上，氮、磷去除率可分别达到 80%、90%以上，而传统的污水回用工艺对氮、磷的去除率仅能达到 20%40%。在费用方面，由于人工湿地工艺无需曝气、投加药剂和回流污泥，也没有剩余污泥产生，因而可大大节省运行费用，通常只消耗少是电能用于提高进水水位（如果水位无需提升则无此项费用），处理费用一般不会超过0.05元/立方米。据国外有关资料研究表明，人工湿地污水回用工程处理费用在美国约为2.525美元/1000吨。据悉，为了突显“绿色奥运”主题，北京有关部门决定主要使用人工芦苇湿地处理技术，用清河和北小河污水处理厂的处理出水作为奥运公园景观水体的补水。既解决了景观用水，又不用增建绿地，说不定也能成为鸟禽等野生动物的栖息地，可谓“一举多得”。作者单位：中国环境报社徐琦 人工湿地：污水处理新出路.环境经济.2005.1-2 第 78 页
