人工濕地處理技術在棗莊市生態修復工程中的應用
1 人工濕地的定義
人工濕地是指模擬自然濕地機理的人工生態系統，是利用人工構建的濕地系統中的物理、化學和馴化的生物生化系統協同對污水進行綜合作用實現對污水的凈化。主要由生長在其上的水生植物、微生物和人工基質組成，構建一個特殊的基質—植物—微生物生態系統，形成植物和微生物相結合的高效凈化系統。與傳統概念的水處理工藝相比，人工濕地污水處理系統具有系統維護及運營費用低，對進水負荷變化適應性強，尤其對氮、磷和化學需氧量去除效果好，生態環境效益顯著等特點[1-2]。人工濕地污水處理系統作為一種投資低、能耗低、運行費低、生態環境效益高的治理工程技術而受到廣泛歡迎[3]。
2 人工濕地污水處理機理
人工濕地污水處理技術是由人工建造以及監督控制下利用濕地系統凈化污水，利用生態系統中物理、化學和生物的協同作用，通過過濾、沉淀、離子交換、吸附、微生物分解和植物吸收從而實現高效凈化污水。人工濕地系統應包括具備一定過水能力的基質層、可在處于水飽和及厭氧狀態的基質層中生長的植物、無脊椎動物和脊椎動物、好氧和厭氧微生物、可在基質層中或基質表面流動的水流5 個要素[4]。
2.1 人工濕地中基質的作用
基質又稱濾料、填料，由土壤、細沙、粗沙、礫石、沸石、灰渣或碎瓦片等構成，既能為植物和微生物提供生長介質，還能通過過濾、沉淀和吸附作用直接清除污染物。自由表面流濕地多以自然土壤為基質，在考慮便于取材、經濟適用等因素下水平潛流和垂直潛流濕地會根據特征污染物的不同而選擇不同基質，一般以去除氨氮、總磷和化學需氧量為目標。
2.2 人工濕地中水生植物的作用
水生植物可利用光合作用合成有機物，為異養微生物提供能量。大型水生植物繁殖速度快，在光源、水、營養充足的條件下，將占據主導地位，其還具有較強的分解和轉化有機物及其他物質的能力。大型水生植物具有穩固地床表面、提供較好的物理過濾條件、為微生物生長提供表面支撐、防止冬季濕地表面凍結、暢通垂直流動系統等方面的作用，因而成為人工濕地不可缺少的組成部分。人工濕地的類型決定了濕地植物的新陳代謝對處理系統造成的影響。植物通過光合作用和根系的滲透作用，將氧傳輸到根圈介質，增強了有機物的好氧分解和氨態氮的硝化作用。但植物對營養物質的吸收僅在負荷率較低的自由表面流人工濕地系統中起重要作用。人工濕地中的主要植物可以分為浮水植物系統、挺水植物系統和沉水植物系統。目前所指的人工濕地一般都是挺水植物系統。浮水植物系統主要用于氮、磷的去除，沉水植物系統主要用于初級處理和二級處理后的深度處理。
2.3 人工濕地中微生物的作用
微生物主要用于降解污水中的有機質、氮和磷。只有運用微生物的誘發變異特性，培育馴化優勢菌才能去除難降解的有機物質和有毒物質[5]。
3 棗莊市人工濕地處理技術在生態修復工程中的應用現狀
3.1 棗莊市人工濕地建設情況
南水北調東線工程山東段控制單元治污方案項目中包括3 個人工濕地項目：城郭河流域人工濕地水質凈化工程、界河入湖口濕地工程、小季河濕地工程。
（1）城郭河入湖口濕地工程包括3 個子項目，即城郭河人工濕地水質凈化工程，郭河滿莊、付樓人工濕地水質凈化工程，城郭河人工濕地退耕還濕項目，建成濕地81.07 hm2。（2）界河入湖口濕地工程位于滕州市濟微路崗頭橋西，采用表面流與河道走廊結合的方式，建成濕地93.80 hm2。
（3）小季河人工濕地水質凈化工程位于臺兒莊區邳莊鎮小季河季莊至趙村段東岸，采用橡膠壩、河道滯留塘和表面流濕地相結合的方式，設計面積85.75 hm2。
3.2 人工濕地對水質改善和生態修復情況
人工濕地的水力負荷2 cm/d， 氨氮去除負荷為0.10g/（m2·d）、CODcr去除負荷為1.2 g/（m2·d）、水力停留的時間為50 d。進水口和出水口監測表明：化學需氧量和總磷，平均去除效率分別為76%和78%，人工濕地對氨氮除效果相對較低，平均去除效率分別為53%。出水水質CODcr≤20 mg/L；氨氮≤1.0 mg/L，基本達到地表水Ⅲ類水標準。人工濕地對生態修復為水禽提供了豐富的食物來源，繁茂的植物群叢為水禽提供棲息繁殖所必需的安全空間，增加河流入河口的生物多樣性和生態系統的穩定性，調節了當地小氣候。
4 結語
人工濕地污水處理系統作為一種投資低、能耗低、運行費用低、生態環境效益高的污水治理凈化工程，其發展和應用能夠獲得污水處理與資源化的最佳效益。因此，具有較高的環境效益、經濟效益及社會效益，人工濕地處理技術在污水的生態修復工程中表現了極大的修復發展潛力。
5 參考文獻
[1] 宋志文，畢學軍，曹軍.人工濕地及其在我國小城市污水處理中的應用[J].生態學雜志，2003，22（3）：74-78.
[2] 孟盼盼，劉淑娟，蔣躍平.人工濕地及其在污水處理中的應用研究[J].山東農業大學學報：自然科學版，2010，41（3）：375-379.
[3] 籍國東，孫鐵珩，李順.人工濕地及其在工業廢水處理中的應用[J].應用生態學報，2002，13（2）：224-228.
[4] 趙志強.人工濕地處理技術在農村污水處理中的應用[J].現代農業科技，2011（1）：294-299.
[5] 吳曉磊.人工濕地廢水處理機理[J].環境科學，1995，16（3）：83-86.
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