人工濕地是1970年代一種新的污水處理方法。其原理是通過(guò)過(guò)濾,吸附,共沉淀,離子交換,植物吸收和微生物分解來(lái)利用底物,水生植物和微生物之間的相互作用。實(shí)現(xiàn)廢水中有害物質(zhì)的去除,同時(shí)通過(guò)養(yǎng)分和水的循環(huán)實(shí)現(xiàn)水的凈化。近年來(lái),人工濕地因其投資成本低,建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本低,處理過(guò)程中能耗低,處理效果穩(wěn)定以及景觀效果好而被用于改善景觀水體的水質(zhì)。此外,人工濕地還具有強(qiáng)大的生態(tài)功能,包括生物多樣性保護(hù),水凈化和保護(hù)與供應(yīng),氣候調(diào)節(jié),野生資源開(kāi)發(fā)和生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究。
人工濕地中的氮通過(guò)微生物的氨化,硝化和反硝化,植物的吸收,底物的吸附,過(guò)濾和沉淀而被除去。其中,氨化,硝化和反硝化是去除氮的主要方法。基本條件是在濕地和適當(dāng)?shù)臐竦赝寥拉h(huán)境條件下有大量的氨化細(xì)菌,硝化細(xì)菌,反硝化細(xì)菌。氨氮可以直接被植物吸收,在合成植物蛋白和有機(jī)氮后,通過(guò)植物收獲將其從濕地系統(tǒng)中去除。濕地植物根毛的氧氣運(yùn)輸和轉(zhuǎn)移特性使根系連續(xù)呈現(xiàn)需氧,缺氧和厭氧條件,相當(dāng)于許多串聯(lián)或并聯(lián)處理單元,因此可以在濕地系統(tǒng)中進(jìn)行硝化和反硝化。
具體來(lái)說(shuō),人工濕地通過(guò)水生植物、基質(zhì)和微生物的共同作用來(lái)完成對(duì)磷的去除。研究證明,人工濕地中基質(zhì)對(duì)磷的去除是最主要途徑,包括物理去除和化學(xué)沉淀去除兩大過(guò)程。
無(wú)機(jī)磷也是植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素,廢水中無(wú)機(jī)磷可被植物吸收利用組成卵磷脂、核酸及ATP等,然后通過(guò)植物的收割而移去。微生物對(duì)磷的去除包括對(duì)磷的正常同化和過(guò)量積累。由于人工濕地系統(tǒng)中植物光合作用光反應(yīng)、暗反應(yīng)交替進(jìn)行,根毛輸氧也交替出現(xiàn),以及系統(tǒng)內(nèi)部不同區(qū)域?qū)ρ跸牧看嬖诓町悾瑥亩鴮?dǎo)致系統(tǒng)中好氧和厭氧情況交替出現(xiàn),使磷的過(guò)量釋放和過(guò)量積累得以順利完成。
近年來(lái),水處理專家致力于研究影響人工濕地組成的各種因素,從而部分提高人工濕地去除氮和磷的有效性,并嘗試結(jié)合不同類型的濕地來(lái)優(yōu)化人工濕地的作用。作為一個(gè)整體。然而,作為人工構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng),人工濕地存在其缺點(diǎn),需要不斷改進(jìn)和發(fā)展脫氮除磷技術(shù)。在未來(lái)的研究中,有必要加強(qiáng)對(duì)有效去除氮,磷底物的研究。根據(jù)污水中氮,磷污染物的種類和特點(diǎn),幾種基質(zhì)的組合或復(fù)合基質(zhì)的發(fā)展;加強(qiáng)人工濕地脫氮除磷機(jī)理的研究,使人工濕地與城市建設(shè)有機(jī)結(jié)合,解決生活污水中氮,磷高的問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選出有利于脫氮除磷的微生物,并根據(jù)污水中氮磷的具體情況合理地結(jié)合微生物群落。