人工湿地是20世纪70年代新兴的一种污水处理方式。近年来，人工湿地以其投资费用低，建设、运行成本低，处理过程能耗低，处理效果稳定，景观效应良好等优点多被用于改善景观水体水质之中。人工湿地还具有强大的生态功能，包括生物多样性保护、水源净化及保护与供给、气候调节、野生资源开发以及生态环境科学研究等诸多方面。
下面，带大家来温习一下人工湿地的污水处理技术。
1、概念
人工湿地污水处理系统源于对自然湿地的模拟。湿地不仅是许多野生动植物生长繁殖的场所，它还具有涵养水分、调节气候的功能，更重要的是湿地具有净化污水的强大功能，因而被人们称作是“地球的肾脏”。
2、组成
人工湿地由植物、动物、微生物和基质组成，其各组成部分相互协同，保持整个系统的生态平衡，使得整个系统正常运转。
1)基质
基质又被人们称作是填料，由不同大小颗粒的土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片和砾等组成，经过人工设计并按照一定厚度来铺设的供微生物附着和植物生长的床体。该部分具有沉淀、过滤、絮凝和吸附等作用，同时为微生物和植物的生长及氧气的传输提供了必备条件。
一般来说，采用潜流人工湿地处理以SS、COD 和BOD 为特征污染物的污水时，根据水力停留时间、占地面积和出水水质等限制因素，可以选用土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣中的一种或几种为基质。
2)微生物
微生物是人工湿地污水处理系统中的核心净化环节，人工湿地可以为兼性厌氧、好氧及厌氧微生物同时提供生存环境。各类微生物则利用不同的有机物污染源作为营养源进行生长繁殖，进而达到对污染物的降解去除。
3)植物
湿地植物种类很多，其生长易受到介质、气候条件等的影响，植物吸收污染物的能力也随生长与生理活动的状态而变化，因而其污水净化效果也不一样。
人工湿地选择的植物必须适应当地的土壤和气候条件，各种湿地植物对不同污染物的去除效果各有差异，多种植物组合使用时，植物之间取长补短，可提高湿地系统的污水净化效率。
3、研究与应用机理
人工湿地主要利用基质、水生植物和微生物之间的相互作用。通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等方式来实现对废水中有害物质的去除;通过营养物质和水分的循环，实现对水的净化。
1)处理工艺
人工湿地的一般工艺流程包括预处理、水生植物池和集水排水3大部分。
如：原污水一格栅一污水集水池一植物池A一植物池B一集水池一回用或排放水体，其中起主要净化作用的是水生植物池，因此几乎所有的研究都是在水生植物池中进行。选择适宜的填充基质、水生植物、水力停留时间和水力裂荷度等，来提高不同人工湿地净化受污染水的效果。
2)有机物的去除
人工湿地的显著特点之一是对有机污染物具有较强的去除能力。
不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留而被微生物利用，可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢的降解过程分解去除，一般人工湿地对BOD的去除率在85%-95%之间，对COD的去除率可达80%以上。
3)N的去除
人工湿地对N的去除主要依靠微生物的氨化、硝化和反硝化作用。
N在污水中主要以有机氮和氨氮的形态存在，植物吸收和氨氮挥发所占比率不到总去除率的20%，所以氨氮的去除主要取决于植物的供氧能力。硝化反应在好氧环境下由自养型好氧微生物完成，包括两个步骤：先由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐;再由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐、亚硝酸、菌硝酸菌(通称为硝化菌)，它们利用无机碳化物的氧化反应中获取能量，最终将硝态氮还原为N2或N2O。
4、总结
人工湿地是一种正在不断得到研究、应用的污水处理实用技术，具有投资省、处理效果好、操作管理简单、维护和运行费用低等特点。但是，目前对人工湿地净化工业废水的研究和应用实例还不多见，这在一定程度上已经成为该技术在工业废水处理中推广应用的限制因素。
人工湿地也存在着使用寿命短、水力停留时间较长、低温效果差和卫生条件缺陷等问题，在一定程度上限制了其使用领域和水平。随着新颖生物机制和技术的不断发展，人工湿地的使用将更加广泛。
参考：
【1】张雁秋，曹文平 人工湿地污水处理处理应用现状及发展前景展望
【2】左镇彰，蒋美其，马建军 浅谈人工湿地技术在污水排放中的应用
延伸阅读：
原标题：是否还记得人工湿地这项污水处理技术？
