１人工湿地概述
人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统．类似自然沼泽地。但由人工建造和监督控制，是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。通过自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用。
1.1主要组成部分
人工湿地由人工基质、水生植物、微生物三部分构成，它们相互联系，互为因果。
1.1.1人工基质
目前广泛应用的人工湿地主要以沙粒、沙土、土壤、石块为基质。这些基质一方面为水生植物提供载体和营养物质．另一方面为微生物的生长提供稳定的依附表面。当污水流经人工湿地时，基质通过一些物理和化学的途径（如吸收、吸附、过滤、离子交换、络合反应等）来去除污水中的Ｎ、Ｐ等营养物。
1.1.2水生植物
水生植物在人工湿地系统中的作用十分重要。湿地净化污水过程中，水生植物作用可以归纳为三个方面：１）直接吸收污水中可利用的营养物质．并可吸附、富集重金属及一些有毒有害物质；２）为根区的好氧微生物输送氧气：３）增强和维持介质的水力传输。
水生植物一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物，一般有以下原则：１）选择根系比较发达，抗冻、抗热、病虫害能力强的水生植物；２）生长量较小的植物：这样可减少植物体后续处理上的许多麻烦；３）有美化景观作用的植物：由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊，同时面积较大，故美化景观也是必须考虑的。常用的植物有芦苇、水葱、美人蕉、沙蒲等。
1.1.3微生物
人工湿地处理污水时，主要是微生物对有机物质进行降解。水生植物通过通气组织的运输。将氧气输送到根区。在植物根系周围微环境中依次会出现好氧区、兼氧区和厌氧区，废水中大部分有机物可在好氧区被好氧微生物氧化分解。常见的微生物有放线菌、磷细菌、硫细菌、亚硝化细菌、硝化细菌等，它们在分解有机物质、脱Ｎ除Ｐ的过程中发挥着重要作用同。
1.2工艺形式
目前人工湿地处理工艺有两种形式．一种为地表流工艺，另一种为地下潜流工艺。
地表流工艺：废水在湿地的土壤表层流动，水位较浅，一般为0.1~0.6ｍ。它投资少，但负荷较小，冬季北方地区表面会结冰，夏季可能会繁殖蚊子，还会有臭味。
地下潜流工艺：废水在人工湿地的地表下流动，保温效果好，负荷高，处理效果受气候的影响小，但其投资要比地表流工艺大一些。
此外。一些研究表明地表流人工湿地系统对Ｐ的去除效果要优于潜流式系统。
1.3净化机理
人工湿地对污水的净化是基质、水生植物和微生物共同作用的结果。
1.3.1脱Ｎ
人工湿地对氮的去除包括基质的吸附和过滤、植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。污水中的氮是以有机氮和无机氮两种形式存在的：有机氮通过微生物的硝化、反硝化作用去除；无机氮则被植物吸收，用以合成自身物质，最后通过植物的收割将其从废水中去除。
据研究发现，水生植物夏季除氮的效果顺次为：凤眼莲＞浮莲＞浮萍＞槐叶萍＞紫萍．冬季顺次为：凤眼莲＞浮萍＞浮莲＞紫萍＞槐叶萍。总氮去除效果：白天＞夜晚＞清晨。
1.3.2除Ｐ
人工湿地对Ｐ的去除包括化学沉淀，藻类吸收，磷细菌去除等作用。人工湿地对无机磷的去除效果 因填料不同而存在差异：一般若土壤中含有较多铁、铝、钙氧化物等物质时，则有利于生成溶解度很低的磷酸铁、磷酸铝和磷酸钙，使其较容易从废水中沉淀去除，如砾石。研究表明，以花岗石和粘性土壤为主要介质的湿地对污水中Ｐ的去除率可达90％。
水生植物除磷效果最好的是凤眼莲，尤其在夏季，冬季则浮萍的效果最佳。
1.4处理效果
人工湿地系统水质净化技术出水水质可以因进水水质或停留时间的不同而达到地面水水质标准 （ＧＢ３８３８—８８）的ＩＩ～Ｖ类标准或污水排放的一级～二级标准，如下表所示美人蕉和黑麦草构成的新型人工湿地对污染物的处理效果。系统可以根据进水水质状况和出水水质要求进行设计，但出水水质要求越高，占地面积就越大。
1.5适用范围
经过人工湿地系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，因此它实际上是一种深度处理的方法。特别适用于饮用水源和景观用水保护。
2实际情况比较分析
2.1白泥坑人工湿地
人工湿地的投资与运行费用均为最低．这一优点对难以承受高额治污费用的企业或城市尤为重要，对我国中小城市及乡镇企业无大量资金用于污水处理的现状尤为适用。
2.2芦苇湿地
人工湿地除具有投资、运行费用底的优点外．还有运行能耗低的优势：在能源日益紧张的今天．低能耗技术的广泛应用将是科技发展的方向，采用低能耗的污水处理技术无疑是既经济又环保的良策。
2.3人工湿地具有良好的景观效应．即有环境美学价值：在以往人们的印象中，任何污水处 理系统都是生硬的铁皮、水泵等等，很难与美化景观相结合．而人工湿地选用的湿地植物不仅净化水体．而且可以绿化环境；此外，人工湿地有一定的经济效益．如同活性污泥所产的污泥一样．人工湿地收割植物可以实现再次利用，且较活性污泥更清洁有效。从而实现多种经营、经济上可持续发展的生态工程管理模式。
综上所述．人工湿地污水处理技术具有的优点可归纳为以下几点：1）投资费用低 2）运行费用低 3）处理过程能耗低 4）管理简单 5）良好的景观效应 6）可持续的经济效益
3分析讨论
目前．人工湿地污水处理系统已经在深圳、武 汉、上海、宁波等地得到了运用并取得较好的效果，但这些处理系统仍存在着不少问题．主要有：
１）枯死衰退、杂草丛生和根系扩展较浅等问题。选择适宜植物种植．并对植物定期收割的方法可在一定程度上缓解这一问题
２）无机Ｐ在填料吸附饱和之后，湿地去除效果明显下降．且有机质积累会使基质阻塞。此类问题可采用沸石和石灰石混合使用以提高Ｐ的去除率，并可实现基质的再生。
３）占地面积大。在用地紧张的大城市这一缺点成为了人工湿地被广泛推广的一大障碍。选择具有良好景观价值的植物．如美人蕉等，使其发挥净化作用的同时美化城市环境．以此弥补其占地过大的不足。
此外，诸如处理负荷低、缺乏设计的经验参数和规范等问题还有待进一步解决。但整体而言．人工湿地作为一种经济、简易、节能和有效的生态化的污水处理技术，在我国的国情 下有着非常广阔的应用前景。对人工湿地进行整体的绿化设计，使其在与周围环境相协调的同时，有效的实现小型化、分散化的污水处理将是人工湿地的发展方向。用贴近自然的方法进行污水处理，使人们在利用自然资源的同时又可保护和美化环境。随着人们环保意识的不断提高．随着可持续发展观念的深入人心，相信人工湿地的运用将更为广泛。
