1.1人工湿地定义
湿地(Wetland)是分布于陆生生态系统和水生生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统。国际湿地公约(Ramsar公约)将湿地定义为:“天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带,静止或流动的淡水、半咸水、咸水体,包括低潮时水深不超过6米的水域。
人工湿地(Constructed Wetland)是本世纪七十年代发展起来的一种污水处理工艺,是天然湿地系统的模拟与强化。它一般由土壤(或人工填料,如沙粒、碎石等)和生长在其上的水生植物(如芦苇)组成,是一个独特的土壤-植物-微生物生态系统。
美国环保局(USEPA)对人工湿地的定义为:人工湿地处理系统是将污水有控制地投配到土壤使之经常处于饱和状态,生长有像芦苇、香蒲等沼泽生的植物,污水在沿一定方向流动过程中在耐水植物、土壤、微生物和动物等的联合作用下得到净化的一种土地处理系统。
1.2人工湿地的组成、分类及特点
人工湿地的基本组成由水体、基质、植物和微生物等部分构成的。其中,水生植物是人工湿地的最主要组成部分,在人工湿地去污系统其中起着重要作用。人工湿地可以强化废水中植物营养素的循环,使废水中所含的有机物、氮和磷等污染物以作物的形式再利用,能绿化土地,改善区域气候,促进生态环境的良性循环。
根据水流方式,人工湿地可分为表面流人工湿地和潜流式人工湿地,其构造形式如图1-1所示。
图1-1人工湿地的构造分类
(1)表面流人工湿地(SFCW-Surface Flow Constructed Wetlands):具有自由水面,所以也称自由水面人工湿地,与天然湿地相类似,水面暴露于大气,污水在人工湿地基质的表层水平流动,水位通常较浅。污水主要是通过湿地植物、基质和内部微生物之间的物理、化学、生物的综合作用得到净化。
(2)潜流人工湿地(SFCW-Subsurface Flow Constructed Wetlands):系统基质一般由土壤和各种填料构成,表层种植湿地植物,其发达的根系深入到基质层中,而污水则在湿地系统基质内部渗流通过。系统通过基质表层的生物膜、丰富的植物根系及基质的截留等作用,有效延长水力停留时间来净化污水。