摘要：文章对我国城市污水回用的方式及存在的问题进行分析，阐述了人工湿地生态系统的机理及在污水回用中具有的高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、低能耗、处理效果好等优点，提出了人工湿地生态系统在城市污水回用中是可行的。
关键词：人工湿地；污水回用；可行性
我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。随着经济发展和城市化进程的加快，城市缺水问题日益突出。当前相当一部分城市水资源短缺。据统计，全国669个城市中，400个城市常年供水不足，其中110个城市严重缺水。为了解决水资源短缺的问题，污水回用工作日益受到重视，国内许多城市的污水处理厂建设了回用处理设施。但将人工湿地运用于污水回用方面，国内尚未见报道。
1 湿地的概念及人工湿地生态系统的净化机理
湿地是由水、永久性或间歇性处于水饱和状态下的基质以及水生生物所组成。是一具有较高的生产力和较大活性 ,处于水陆交接相的复杂的生态系统。而人工湿地则是为处理污水人为设计建造的、工程化的湿地系统 ,是通过人工挖掘 ，增加水负荷 ,并移栽植物形成的。
运用人工湿地处理污水可追朔到1903年 ,建在英国约克郡 Earby的被认作世界上第一处用于处理污水的人工湿地连续运行直到1992年。而人工湿地生态系统在世界各地逐渐受到重视并被运用 ,还是在70年代德国学者Kichuth提出根区法(The Root-Zone-Method)理论之后开始的。根区法理论强调高等植物在湿地污水处理系统中的作用 ,首先是它们能够为其根围的异养微生物供应氧气 ,从而在还原性基质中创造了一种富氧的微环境 ,微生物在水生植物的根系上生长 ,它们就与较高级的植物建立了共生合作关系 ,增加废水中污染物的降解速度。在远离根区的地方为兼氧和厌氧环境 ,有利于兼氧和厌氧净化作用。另一方面 ,水生植物的根的生长有利于提高床基质层的水力传导性能。
人工湿地生态统是由一些适合污染环境条件下生存的以大型水生植物为主的高、低等生物和处于水饱和状态的基质组成的人工复合体——污染生态系统。相对于天然湿地来说 ,其生态系统的群落结构和种群结构要简单要多 ,但其按照管理者愿意进行污水处理的功能却更强,可以说 ,这类人工湿地生态系统的生理功能 ,就在各种湿地生物的共同参与下 ,将进入湿地系统的污染物质——同时也是湿地生物的营养物质 ,经过系统内各环节的“新陈代谢”,进行分解、吸收、转化、利用 ,达到去除目的。
2 目前城市污水的主要回用方式及存在的问题
2.1 城市污水的主要回用方式
目前，我国城市污水深度处理或三级处理，已在应用的工艺有：混凝、沉淀、过滤等常规工艺，微絮凝过滤法以及生物接触氧化后纤维球过滤，生物炭过滤等方法。国外深度处理方法很多，主要有混凝澄清过滤法、活性炭吸附过滤法、超滤膜法、半透膜法、微絮凝过滤法、接触氧化过滤法、生物快滤池法、流动床生物氧化硝化法、离子交换、反渗透、臭氧氧化、氯吹脱、折点加氯等工艺。
我国传统的污水回用方法归纳有如下几种：
(1)经二级处理后，出水直接回用。
(2)污水经二级处理后，再经过滤供用水单位回用。
(3)污水经二级处理后，再经混凝、沉淀、过滤后回用。
(4)污水经二级处理后，经混合、沉淀、过滤、活性炭吸附后回用。
(5)污水经二级处理后，改造A／O法，经混凝、沉淀、过滤后回用。
2.2 传统污水回用方式存在的问题和不足
我国自20世纪80年代以来所研究和应用的污水处理回用工艺，在一定程度上缓解了局部地区严重缺水的问题，但也有一些不足。
2.2.1 处理设施复杂，运行成本较高
我国传统的污水回用方式，除回用于水质要求不高的途径之外，基本上是借鉴了我国给水处理的工艺，也就是在“污水厂＋传统的给水厂”模式，图1是我国环保部门推荐的以污水回用为主的典型流程示意图。
由此可以看出，要想达到污水深度处理，传统的处理设施是相当复杂的，势必要增加基建费用和处理成本。据资料报道，深圳滨河水质净化厂建成的污水回用示范工程，采用二级处理后，仅经过滤的工艺，其处理成本就达到0.22元/m3(不包括二级生化处理)。
2.2.2 处理效果受限制
我国污水经过二级处理后，其水质与我国地面水源水质还有许多差别，对部分污染物质的去除效果较差。
如二级出水进行传统混凝、沉淀处理后，可去除浊度73％～88％，SS60％～70％，色度40％～50％，BOD531％～77％，COD25％～40％，总磷29％～90％。研究表明，混凝—过滤法去除可生物降解的有机物比不易生物降解的有机物更多，可使二级出水的浊度由6～14NTU降至0.12NTU，总磷由1.3～2.6mg／L降至小于0.1mg／L，BOD由7～13降至1～2.5mg／L，TOC由10—11降至4.2—4.5mg／L，却不能去除氨氮。
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