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人工湿地对磷去除研究进展 　　摘 要：人工湿地除磷技术，是近年来才发展起来的一种有效的除磷新技术，可以有效地替代传统的除磷技术，并且越来越受到各国的普遍关注和重视。文章以此为切入点，简单介绍了人工湿地的涵义和分类，详细阐述了人工湿地现有的除磷技术及其影响，并分析了应用前景。 　　关键词：人工湿地；除磷；研究进展 　　中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）14－0039－02 　　 　　随着城市化进程的发展，人类活动的不断增加，水体磷污染的现象越来越严重。据研究表明，磷是造成水体富营养化最直接的原因。因此，除磷技术在控制水体富营养化、控制环境污染方面起着极为重要的作用。人工湿地作为一类新兴的除磷技术，对保护环境、恢复生态平衡具有十分重要的现实意义。 　　1 人工湿地的涵义及其分类 　　1.1 人工湿地 　　人工湿地由人工建造和控制，与沼泽地类似的人工模拟湿地，该湿地适宜水生植物或湿地植物生长，是一种人工的生态系统，该系统中的生物物种种类繁多，一般由土壤及按一定比例和坡度填充的基质填料（如草炭等）的填料床和生长在其中的水生植物和微生物组成，是一个独特的基质—植物—微生物生态系统［1］。 　　1.2 人工湿地的分类 　　根据水流的形式，人工湿地系统可分为3大类：依次为自由表面流湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地［2］。 　　1.2.1 自由表面流湿地 　　此类型与自然湿地非常相似，污水流经湿地的速度较慢，绝大部分的污染物是由生长其中的植物和微生物来完成的。湿地中的氧主要来源于水面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用。投资少、操作简单以及运行费用低是其主要优点。但其缺点是负荷小，且该湿地的运行受温度和气候影响较大，冬季寒冷地区表层还易结冰，夏季易滋生蚊蝇，并伴有腐臭的味道。 　　1.2.2 潜流人工湿地 　　此湿地系统的污水走向为水平方向，这样，湿地可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土壤和填料的截流等作用，来高处理的效果和能力。该湿地氧的主要来源为植物的根系系统。水力负荷和污染负荷较大，对有机物、氮磷及重金属等处理效果较好是其主要优点，而且由于水流在地表下流动，保温性能较好，处理效果受气温的影响较小；卫生条件也优于自由表面流湿地，无腐臭味和滋生蚊蝇的现象。其缺点主要是控制相对复杂。 　　1.2.3 垂直流人工湿地 　　该湿地的污水走向是从湿地表面纵向流入填料床底。氧气主要来源于植物的根系系统和大气扩散。硝化能力强、适合处理氨氮含量高的污水是其主要优点，但缺点是处理有机物能力欠佳，建造要求高，控制复杂。 　　2 人工湿地除磷的作用机理及影响因素 　　2.1 基质除磷 　　2.1.1 作用机理 　　基质吸附是去磷的主要过程。人工湿地基质主要通过两种途径实现对污水中磷的去除，主要为吸附作用和沉淀作用。 　　（1）在固－液的混合体系中，固体颗粒对溶液中的溶质都有一定的吸附作用。污水流经人工湿地后，水体中的磷通过扩散作用被吸附到基质的表面，并通过基质表面的孔隙进入基质的内部。一般来说，这种吸附作用有一部分是可逆的，当污水中含磷量较低时，就会有部分磷重新回到水中。因此，基质在其中的主要作用类似于“缓冲调节器”，进而调节污水中磷的浓度。并且，吸附较少的基质最容易释放。 　　（2）由于表面电势和表面电荷的存在，基质的表面一般具有静电作用，因此，基质可以吸附水中的一些离子。水体中的磷酸盐本身带负电荷，因此，基质表面所带的正电荷可以吸引负电荷，因而磷可以被吸附到基质表面。 　　（3）人工湿地的基质中发现含有丰富的钙、铁、铝、镁等活性物质。污水中的可溶性磷酸盐容易与基质中的Fe3＋、Al3＋、Ca2＋等金属粒子、金属氧化物和氢氧化物以及黏土矿物质通过配位体交换作用发生吸附和沉淀反应，生成难溶性磷酸盐而固定下来［3］。 　　2.1.2 影响因素 　　基质除磷效果的主要影响因素有：基质的物理化学性质、水力条件、进水磷负荷、湿地系统pH值以及季节与温度条件［4］。 　　基质本身的性质是影响除磷效果的重要因素，主要是指其物理、化学性质。包括传导率、比表面积、粒径分布以及基质中金属元素的含量等。 　　废水中的磷负荷也对湿地中磷的吸附和沉淀过程有重要影响。在达到沉淀/吸附平衡之前，高浓度的含磷废水有助于磷的消除，而低浓度的则有利于基质中磷的释放。另外，湿地系统的pH值主要是通过不溶性磷酸盐的沉淀作用来影响磷的去除效果的。 　　2.2 植物除磷 　　2.2.1 作用机理 　　人工湿地所用的水生植物主要有漂浮植物、沉水植物、浮叶根生植物以及挺水植物等四种类型。不同类型的植物对于人工湿地除磷的效率也是不同的。 　　通过植物本身直接或间接的吸收作用是水生植物除磷的主要机制。不同植物的除磷效果不同，同一类植物的不同