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摘要：随着现代工业发展的步伐加快，一些工业残留物和废水的排放成为了现代人们关注的焦点，而人工湿地的出现打破了这一僵局，为工业排放的废水提供了全新的途径，这在一定程度上减少了环境污染现象的发生。本文就人工湿地以及其在工业废水处理中的应用进行详细的分析，并针对此提出相应的措施。
关键词：人工湿地；工业废水；应用
人工湿地的出现标志着一种新兴的工业废水处理技术应运而生，它在一定程度上实现了工业废水经过过滤、吸附以及离子交换等复杂过程后的净化作用，并通过营养物质以及水分的循环，使绿色植物快速生长，并达到增产的最终目标，使废水得到二次利用。
1人工湿地的分类以及其独特的优点和缺点
湿地，是由水、处于饱和状态下的基质以及水生物共同组成的一种生态系统，其自身具备的活性和生产能力都很强，而人工湿地则是由人工建造的、和湿地活性一样高的沼泽地。国内外的湿地分类方式形形色色，如果按工程设计和水体流体来划分，通常情况下，可以分为水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地以及自由表面流人工湿地，不同的人工湿地去除不同污染物效果也不同，有利有弊。就前者而言，因为其内部的污水是从一端水平流向填料床的，它的构成是由一个或多个内部充满基质的填料床组成，为了防止其对地下水的污染，所以在床底设置一层防渗层，其污染的负荷量较大，用于去除重金属的污染物效果会更好，也可以有效地防治蚊蝇，它也被许多发达国家广泛的使用。但是其在控制方面相对比较复杂。污水在从湿地表面流向填料床底部的过程中，床内部的基质状态是不饱和的，所以氧气能够顺利进入人工湿地系统是通过两个渠道，即植物传输和大气扩散，就湿地的消化能力而言，垂直潜流人工湿地较水平潜流湿地在处理污染源中氨氮含量较高的情况时略胜一筹，但是其去除有机物污染的效果没有水平潜流人工湿地明显。自由表面流人工湿地和自然湿地相似，都是湿地表面作为废水的主要途径，然而，因为自由表面流人工湿地是由专业技术人员设计的集监督、管理与一体的湿地系统，所以其去除污染的效果相比于自然湿地会较高一些，自由表面流人工湿地的投资成本少、易操作，然而其占地面积比其他的湿地要大，去除污染的效果也不及其他两种显著，虽然其氧气的来源较广泛，可以通过植物根部的传输、植物进行的光合作用以及水体表面的氧扩散等渠道进行氧气的传输工作，但是因为其传输的能力有限，再加上其易受外界气候的影响，所以夏季其滋生的蚊虫较多[1]。
2人工湿地净化废水的应用
2.1植物、微生物以及基质对系统的作用
所谓基质，就是人工湿地中的填充材料，通常情况下，由细沙、粗砂、碎瓦片以及土壤等材料组成，在微生物成长的过程中，作为微生物的载体，经过沉淀、过滤以及吸附等过程达到去污目标，自由表面流的湿地基质大多数都是土壤，而水平潜流湿地以及垂直潜流湿地会以污染物为依据进行基质的选择，并在此基础上考虑其他外界的综合因素，通常情况下，潜流人工湿地在处理污染物时，在基质的选择方面，一般会因水流在湿地的停留时间、出水的水质以及其湿地的占地面积为因素，提倡选用细沙、粗砂、碎瓦片以及土壤等，进行单项或多项的选择[2]。湿地植物，就是湿地中生长的植物，其囊括了沉水植物、浮水植物以及挺水植物，挺水植物的作用比较广泛，可以对床体的表面进行固定，为去除污染物提供良好的过滤条件，还可以有效地防止淤泥堵塞湿地[3]，如果在冬季，还可以起到有效支撑起冰面等作用，而这种挺水植物对氮磷等营养物质的有效吸收仅仅适用于水流较小的自由表面流人工湿地，人工湿地中生长的植物相比于其他地域的植物成活率较高，防水能力也较强。人工湿地中最为常见的挺水植物主要有灯芯草以及芦苇等，而人工湿地中也经常应用沉水植物和浮水植物，比如常见的浮萍等。微生物在人工湿地的废水净化工作中至关重要，将有机物质转化为能量和营养物质。在处理污水之前，人工湿地的微生物和自然湿地相同，人工湿地中的污水不断增加，一些微生物的数量也会随之增加，并达到峰值之后趋于稳定，芦苇湿地床中的氧分为厌氧、兼氧以及好氧，好氧微生物占据了芦苇根茎的半壁江山，占据极大的优势，而芦苇的根系区则存在好氧和兼氧两种微生物。虽然在寒冷的冬季芦苇的茎和叶部分死亡，但是在芦苇床中的各类微生物依然活力十足[4]。
2.2人工湿地的工业废水的处理
通常情况下只有在城市污水的处理以及二级污水的处理工作上才会应用到人工湿地，现如今一些国内外的技术人员经过研究和改造，将其用于非点源污染治理的领域中来，比如城市、公路的径流以及农业面源的污染。然而，在处理工业废水的领域却不常见，工业废水中所含的污染物主要包含COD、BOD以及一些油性物质，而人工湿地在处理这些废水污染物中的成分恰到好处，将污染源中的一些离子通过吸附和沉淀，得到很好的净化作用。虽然人工湿地在去除一些小分子污染物方面的技术不够精湛，但是在含有氨氮等大分子微生物的处理方面却显得微不足道，水平潜流人工湿地在含有COD、BOD等大分子的高难度工业废水的净化效果非常显著，甚至在制糖工业、食品加工业以及奶制品工业中产生的废水的净化效果都取得了显著的成效，这对人工湿地的工业废水处理来说是一个重大的突破[5]。现如今，人工湿地的工业废水处理已经广泛应用到各个领域，一些国家也开始着手将其应用到特殊工业废水的处理工作中来，2006年，美国相关企业开展了一系列关于人工湿地处理石油废水的项目，并进行深入的研究和应用，而英国的一些相关部门也开始重视人工湿地对炼油废水的处理工作，并进一步的研究其可行性，并在随后的十年里，成功将人工湿地与石油工业的废水处理有机的结合在一起，不仅开拓了人工湿地的最新用途，而且还对环保做出了应有的贡献[6]。
3人工湿地在工业废水处理工作的未来展望
人工湿地在工业废水的处理工作中取得了显著的成效，具有在污水的处理方面，其投资成本少、效果佳、易操作。然而，虽具备了这些优势，应用的实例却寥寥无几，从而限制了人工湿地工业废水处理工作的发展。为了使其拥有更好的发展前景，应考虑以下情况：第一，要考虑人工湿地系统中的氧气输送能力能否受到污染物的影响；第二，充分研究有毒的有机废水的去污能力能否影响到人工湿地系统的正常运作；第三，研究新的特征污染指标，设计出全新的人工湿地系统的设计方程；第四，以该地区的实际情况为依据，进一步研究人工湿地处理特殊工业废水的能力，从而有效地促进人工湿地工业废水的技术推广[7]。
4结束语
综上所述，人工湿地在处理工业废水方面取得了显著成效，而这种高效的处理方式应该为企业和各个领域广泛应用。但是，实际生活中可见的实例却寥寥无几，这个问题亟待解决，与此同时，也要探索出一条全新的工业废水处理道路，实现工业废水的二次净化，使其资源得到有效利用，促进我国工业的发展。
参考文献
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[2]张彩莹,王岩,王妍艳.潜流人工湿地对畜禽养殖废水的净化效果[J].农业工程学报,2013,29(17):160-168.
[3]吕涛,吴树彪,柳明慧,鞠鑫鑫,常永江,陈理,董仁杰.潮汐流及水平潜流人工湿地污水处理效果比较研究[J].农业环境科学学报,2013,32(8):1618-1624.
[4]于君宝,侯小凯,韩广轩,管博,郑垒.多介质人工湿地对生活污水中氮和磷的去除效率研究[J].湿地科学,2013,11(2):233-239.
[5]许兵.人工湿地深度处理污水处理厂二级出水试验研究[D].济南:山东大学,2013.
[6]黄锦楼,陈琴,许连煌.人工湿地在应用中存在的问题及解决措施[J].环境科学,2013,34(1):401-408.
[7]管策,郁达伟,郑祥,魏源送.我国人工湿地在城市污水处理厂尾水脱氮除磷中的研究与应用进展[J].农业环境科学学报,2012,31(12):2309-2320.
作者:吴昭平 单位:湖北金润德环保技术有限公司
