建設人工濕地的最主要目的

濕地作為“地球之腎”,擔負著對地球自然水體的凈化和處理功能。由於城市中天然濕地的逐漸減少和消亡,人工濕地以其獨到的優越性受到了越來越多的關註和發展。

壹、人工濕地具有較高的處理效率

根據水流型的不同,人工濕地汙水處理系統可分為表面流人工濕地和潛流型人工濕地。 表面流人工濕地與自然濕地類似,汙水從濕地表面漫流而過,這類人工濕地結構較簡單,工程造價較低,但占地面積較大、汙水去除能力有限;且由於汙水在填料表面漫流,易滋生蚊蠅,易對周圍環境會產生不良影響。潛流型人工濕地中,汙水從濕地壹端進入填料床後通過水平潛流或垂直潛流的方式在填料縫隙之間滲流,可充分利用填料表面、豐富的植物根系及植物根系上生物膜等的吸附和截留作用,達到較高的氮、磷去除效果;另壹方面,由於水流在濕地表面以下流動,處理效果受氣候波動影響小,較幹燥的生境可供中生植物的生長,衛生條件較好。近年來,依據不同汙水處理目的,研發出了復合型人工濕地,即將壹個或多個表面流人工濕地與壹個或多個潛流型人工濕地以串聯或並聯的方式連接起來運行,有利於硝化和反硝化作用的發生,達到更好的氮去除效果。

二、人工濕地具有多重生態服務功能

人工濕地的主要設計目的是對汙水進行凈化,此外,人工濕地還能提供多重生態服務功能。人工濕地能吸收二氧化碳釋放氧氣調節區域微氣候,通過植物生物量生產固碳,阻滯沙塵、降低噪聲。人工濕地系統在汙水凈化工程中促進植物的生長,增加綠化面積,並能為動植物提供棲息地,有利於生物多樣性的保護。人工濕地在處理城市公園、綠地景觀水、河湖濱岸帶等地表水質的同時,還能為人們提供更舒適的生活環境和教育娛樂用途等,具有顯著的社會、環境和經濟效益。

自然濕地雖也具有固碳、 教育及娛樂等功能, 但比起汙水處理廠、 人工濕地而言, 其汙水處理能力明顯較低。 而汙水處理廠雖然具有壹定的汙水處理能力, 但卻不具備上述其他的生態服務功能。人工濕地系統不僅可以作為壹種可持續的景觀生態系統, 還可以達到處理汙水的目的, 充分發揮濕地植物的多重生態功能, 在人地矛盾緊張的中國無疑是壹種值得大範圍推廣的汙水處理發展模式。

三、人工濕地的植物再資源化利用

人工濕地植物是其汙水處理的核心,在人工濕地汙水處理過程中起著重要作用,主要包括直接吸收氮、磷等汙染物, 通過根系輸氧促進根區的氧化還原反應與好氧微生物活動,以及增強和維持介質的水力傳輸等。人工濕地中種植的植物類型主要有四種: 浮葉植物(如睡蓮等),漂浮植物(如鳳眼藍等),挺水植物(如蘆葦等),沈水植物(如金魚藻等)。目前,挺水植物被廣泛用於人工濕地汙水處理系統。國內外對人工濕地植物的研究多集中在植物吸收氮效率、植物與微生物作用機制機理、植物選種配置等方面。事實上,人工濕地植物不但可以去除廢水汙染物,還可直接吸收利用汙水中可利用態的氮、磷等營養物質,供其正常生長,以達到促進廢水中營養物質循環和再利用的目的,而此項研究壹直被人們忽視。 目前我國實際運行的人工濕地中,植物被收割後普遍沒有得到妥善處置,造成了資源浪費和二次汙染等問題。如把這部分植物收集起來,用做生物質能原料便可實現人工濕地系統的再資源化利用,同時還有可能解決傳統生物質發電的原料供應與農作物爭地的矛盾問題。