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摘要:目前人工湿地处理城市生活污水特别是生活小区污水处理倍受关注。本文在介绍国内外应用人工湿地处理污水的试验和应用的基础上,总结了人工湿地处理污水废水的机理,同时结合实例说明人工湿地与景观构造的关系并指出了这一技术的发展前景。
关键词:人工湿地 景观 生活小区 植物
1 前言
人工湿地是一种由人工建造和监督控制的类似沼泽地的地面,由土壤和按一定坡度充填一定级别填料的床体组成。床体表面种植特定种类的植物,利用生态系统中的物理、化学、生物的共同作用净化污水。人工湿地处理污水主要有高效、经济、美观等特点[1],因此对于造成我国水环境污染主要原因的城市生活污水处理特别是生活小区污水处理有着重要的实用价值和广阔的发展前景。
2 人工湿地处理污水的机理
人工湿地对污水的处理一般认为人工湿地对污水的处理综合了物理、化学和生物的三种作用。
1)植物的去污作用:植物根系能直接从水体中吸收养分与元素,并对悬浮物产生过滤与吸附效果[2]。另外,植物还为微生物的活动提供巨大的物理表面,植物根系表面也是重金属沉积的场所[3]。
2)土壤的净化作用:土壤是湿地的基质与载体,主要通过离子交换、吸附、螯合、沉降等作用对污染物进行迁移转化 [4]。
3)微生物的作用:微生物在人工湿地的元素循环中起核心的作用,通过酶促反应对养分和有机物进行降解,人工湿地中的微生物主要包括细菌、真菌和放线菌等。它们共同协作构成了互利共生的有机系统,对BOD5、COD以及氮等降解发挥了重要作用[5]。
3 人工湿地与景观构造
建设良好的人工湿地污水系统,一方面对生活小区的污水进行处理,使之能达标排放,另一方面,利用人工湿地的床体、生长的植物、以及处理后的清水构建一定的景观,养殖一些观赏类的水生生物,使人与自然协调发展。因此,人工湿地与景观构造就不仅仅是一个单纯的水处理问题,而涉及到生态学,建筑学,审美学等多方面。
3.1 人工湿地景观构筑物的类型
可与人工湿地构成景观的构筑物很多,从具有中国传统的亭、台、楼、阁,画舫,穿廊等等到具有现代风格的各种类型的雕塑,都可与人工湿地巧妙组合。生活污水从沉淀池到湿地床可以清晰地体会“死水”变成“活水”的过程。在具体实践中要因地制宜,构造合适的景观。
3.2景观植物的选择
景观植物一方面起着构建生态群落,净化污水的作用,另一方面也满足人们美化景观的要求,因此,人工湿地植物的选择要符合一定的原则。
1.净化能力强
水生植物应具有比较发达的根系,为微生物的生长提供巨大的表面积。
2.适应性强
对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应能力,在恶劣的环境下也能基本正常生长 [6]。
3.易管理
管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一,若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。
4.具有美学观赏价值
对于处理生活小区废水的人工湿地,采用具有美学观赏价值的湿地植物,能提高城市绿地面积,美化环境。
常用作湿地植物的有芦苇、水竹等。它们不是生长在肥沃的土壤上,而是生长在污水浸泡着的碎石床中。因为污水中的有机污染物在植物塘、床系统内经物理吸附作用、氧化还原作用、微生物分解作用等,大部分分解为可以被植物吸收的营养物质。同时也促使许多原生动物、鱼类及野生动物的繁殖与生长。在这个系统中进行科学的管理,不断地收割移走衰老的多余的植物,也就把污染物带出了系统,使水得到净化。
3.3 人工湿地景观的实例
杭州植物园人工湿地该人工湿地以欧盟合作项目研究成果为基础,于2001年在杭州植物园内建造人工湿地,用于处理玉泉观鱼池内的养鱼废水[7]。湿地上池和下池均种植黑麦草和吉祥草。与植物园内其他景观构成独特的风景。
4 研究展望
人工湿地系统净水工艺能较充分地利用大自然的大型植物及其基质的自然净化能力净化污水并在净化污水的过程中促进大型动植物生长,增加绿化和野生动物栖息地的面积,有利于促进良性生态环境的建设,有显著的社会、环境和经济效益。展望将来,人工湿地的应用前景必将十分广阔。
参考文献:
[1] 孙权,郑正,周涛?人工湿地污水处理工艺[J],污染防治技术,2001,12:20~23
[2] Guntenspergen, G. R. et al. Wetland vegetation[A]. In:Hammer, D. A. (ed). Constructed for Wastewater Treatment:Municipal, Industrial, and Agricultural[C]. Cheasea, MI:Lewis Publishers, 1989.73~88
[3] Brix, H. Function of macrophytes in constructed wetlands[J]. Water science and Technology, 1997,35(5):11~17
[4] McLatchey, G, P. and Reddy, K. R. Regulation of organic matter demcompotsition and nutrient release in a wetland soil[J]. Journal of Environmental Quality, 1998,27:1268~1274
[5] Mars R ,Mathew K.The role of the submergent macrophytes Triglochin huegelii in domestic greywater treatment[J].Ecological Engineering,1999,12:57-66.
[6] 陈长太,阮晓红,王雪?人工湿地植物的选择原则,中国给水排水,2003,19(3):65
[7] 岳春雷,王华胜,高瞻等?人工湿地循环净化杭州植物园玉泉观鱼池水效果分析[J],浙江林业科技,2002,22(4):1~4
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