這是一項(xiàng)在我國占據(jù)重要地位的環(huán)保技術(shù)。“在我國和歐盟合作的所有研究項(xiàng)目中，由中方為主來主持的，只有人工濕地一個。”主持北京奧林匹克公園北部森林公園方案設(shè)計(jì)的中科院水生生物研究所研究員、武漢中科水生環(huán)境工程有限公司總工程師丘昌強(qiáng)說。

 

    濕地，作為地球上具有多種功能的生態(tài)系統(tǒng)，可以沉淀、排除、吸收和降解有毒物質(zhì)，使?jié)撛诘奈廴疚镛D(zhuǎn)化為資源，因而被譽(yù)為“地球之腎”。它以復(fù)雜而微妙的方式扮演著自然凈化器的角色，顯示了地球生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)謹(jǐn)、完善和神奇。正是認(rèn)識到濕地的作用，人們根據(jù)不同污染物類型以及當(dāng)?shù)刈匀粭l件，有目的地構(gòu)建起不同類型的人工濕地，模擬自然生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)作機(jī)理，對各類污水加以有效處理。

 

    人工濕地一般由人工基質(zhì)(多為碎石)和生長在其上的水生植物(如蘆葦、茳芏等)組成，是一種獨(dú)特的“土壤——植物——微生物”生態(tài)系統(tǒng)。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)包括:污水類型、水流負(fù)荷、滲濾介質(zhì)、滯水深度和時間、流路的可控性、植物類型及管理模式等。人工濕地處理廢水的凈化機(jī)理十分復(fù)雜，至今仍不完全清楚。一般認(rèn)為，人工濕地成熟以后，填料表面吸附許多微生物，形成大量生物膜，它們協(xié)同分布于池中的植物根系，通過物理、化學(xué)及生化反應(yīng)三重作用凈化污水。

 

    基于人工濕地獨(dú)特的優(yōu)勢，人工濕地凈化技術(shù)也在全國開始應(yīng)用。深圳市洪湖公園的人工濕地，被國家環(huán)?？偩至袨?002年12項(xiàng)國家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)示范工程之一。由于這一項(xiàng)目的成功，深圳正加快推廣經(jīng)驗(yàn)，以較低成本治理更多的污水。目前，深圳已在觀瀾湖、沙田、布吉、龍崗新建了幾個人工濕地，并設(shè)計(jì)了更大規(guī)模的人工濕地，包括洪湖二期、甘坑、石巖等數(shù)個項(xiàng)目。隨著這些工程完工，深圳人工濕地處理污水總能力達(dá)每天4.2萬噸。2005年3月，云南省副省長吳曉青表示，鑒于云南澄江縣撫仙湖人工濕地凈化技術(shù)試驗(yàn)工程取得明顯成效，該省將在九大高原湖泊大力推廣人工濕地技術(shù)。8月3日，北京市豐臺區(qū)在水衙溝二期治理工程，擬在萬豐路西側(cè)建兩個人工湖，水面3.5萬平方米。同時，一個5000平方米人工濕地也將建成，這將是京城南部首個人工濕地景觀。成都市有關(guān)部門也擬投資2000萬元在鳳凰河建設(shè)全國最大治污濕地。

 

    人工濕地處理系統(tǒng)不但能夠直接處理污水，而且可以對經(jīng)人工或其他工藝處理后的污水進(jìn)行再處理或深度處理。同時可以利用污水營造濕地自然保護(hù)區(qū)。與傳統(tǒng)污水處理工藝相比，人工濕地作為一種自然生態(tài)處理系統(tǒng)具有基建投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)約能源(除水泵外，基本無需用電)、去除有機(jī)污染物能力強(qiáng)、管理維護(hù)簡單方便、調(diào)節(jié)微氣候、改善城市環(huán)境、為動植物提供豐富多樣的棲息地、為城市居民提供休閑娛樂和教育場所等優(yōu)點(diǎn)。

 

    起源于上世紀(jì)50年代的人工濕地技術(shù)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前已經(jīng)成為一個較為成熟的污水處理技術(shù)，在歐美發(fā)達(dá)國家已有較大規(guī)模的應(yīng)用。研究表明，城市污水在3～5小時內(nèi)流過200余公頃的沼澤濕地后，硝酸鹽即可減少63％，磷減少57％；兩公頃濕地可凈化200公頃農(nóng)田徑流中過剩的氮和磷。在美國佛羅里達(dá)，城鎮(zhèn)廢水經(jīng)過柏樹沼澤后，98％的氮和97％的磷被吸收和凈化。目前，全歐洲已有1萬多處、北美有近2萬處人工濕地污水處理系統(tǒng)，亞洲、澳洲和拉美也在越來越多地建造人工濕地污水處理系統(tǒng)并投入運(yùn)行，廣泛用于處理生活污水和各種工農(nóng)業(yè)廢水。北京大學(xué)能源資源工程系、環(huán)境工程系和景觀設(shè)計(jì)學(xué)院等多家單位一直參與人工濕地污水處理技術(shù)的研究。

 

    根據(jù)水流是否位于介質(zhì)表面，人工濕地污水處理系統(tǒng)可分為表流式和潛流式兩種。在正常運(yùn)行時，潛流式濕地表面是沒有水流的。潛流式人工濕地技術(shù)已在國外得到廣泛運(yùn)用，美國東部有400多個廢水排放點(diǎn)是通過人工濕地系統(tǒng)處理后再進(jìn)入地下水、河口、河流和湖泊。隨著經(jīng)驗(yàn)的逐步積累，技術(shù)的不斷成熟，潛流式人工濕地污水處理系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大。如在美國洛杉磯DenhamSprings潛流式人工濕地面積達(dá)6.15公頃，日處理污水量達(dá)6550噸。上世紀(jì)90年代以來，云南、河北、廣東、北京及遼寧等省市已開始利用該技術(shù)處理工業(yè)及生活污水。

 

    同傳統(tǒng)的污水處理工藝不同，潛流式人工濕地的效費(fèi)比基本不受規(guī)模影響，如果當(dāng)?shù)厝狈Υ笃恋兀瑵摿魅斯な綕竦匚鬯幚硐到y(tǒng)也可以化整為零，將小塊的荒地、綠化用地利用起來，效果同樣出色。在國外，許多別墅區(qū)居民都利用自己的花園綠地建立小型的潛流式人工濕地污水處理系統(tǒng)，日處理量僅為幾百升；運(yùn)用潛流式人工濕地技術(shù)來處理河流湖泊沿岸分散的污染源，既簡便易行，又能避免破壞河岸景觀，如果能夠充分利用地形，其運(yùn)行費(fèi)用甚至可能接近于零。而且保溫效果好，處理效果受氣候、季節(jié)的影響較小，可以有效防止蚊蠅滋生和不良?xì)馕稄浬ⅰ?/div>