湿地是由水陆相互作用而形成的具有特殊功能的自然综合体,是重要的国土资源和自然资源,是生物重要的生存环境,与人类的生存和发展息息相关,也是自然界最富有生物多样性的生态景观。目前,基于学术和管理两个层面,约有湿地定义60余种。基于学术层面,主要从水文学、植物学、泥炭地质学和景观学等几个角度给出了湿地定义;由于研究者从不同学科出发,研究的区域及对象不同,给出的定义也有差异。

人工湿地(constructed wetland)是人工设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植被、动物和水体组成的复合体。在20世纪70年代,人工湿地处理系统大多利用原有的天然湿地,将天然湿地系统与人工建造的氧化塘处理系统结合起来,既保持了天然湿地的原有结构,又提高了氧化塘系统的处理效果;80年代以后,人工湿地发展为由人工建造的、以不同粒径的砾石等为填料基质,并种植有一定去污能力植物的处理系统,这样的构建模式使得人工湿地进入了规模性的应用阶段。国外对人工湿地污水处理技术研究开展较早,最早可以追溯到1903年建在英国约克郡Earby的湿地系统,它持续运行到 1992 年;1953 年,德国Seidel在研究中发现,芦苇(Phragmites australis)通过其根区产生微生物活性的区域作为生化反应器来转化、降解有机物,可以去除污染物。1990年7月,在中国深圳成功建立了第一个人工湿地污水处理工程—白泥坑人工湿地污水处理系统。

作为 20 世纪 70 年代发展起来的一种新型污水处理生态系统,人工湿地以其建设运营成本低、去污能力强、使用寿命长、工艺简单、组合多样化等优势,近年来在世界各地得到了广泛的应用,其应用范围主要集中在褐煤热解、油砂废水、矿山废水、奶品加工、食品工业、造纸废水、烃类废水和垃圾场渗滤液净化处理等方面,但应用人工湿地对农田污水灌溉前的净化处理的报道却少见。中国在这些方面的研究起步较晚,人工湿地规模较小,在处理技术和管理上还相对比较落后。以上人工湿地污水净化处理的典型应用实例见表1。

人工湿地的构建与应用-国投盛世

在未来,应加大人工湿地的推广与应用力度。目前,有关利用人工湿地进行污水处理的研究大多数都处于实验性阶段,污水制备和人工湿地构建也多数停留在实验室模拟阶段,不同地区、不同类型的人工湿地在现实生活当中运行时,往往难以达到预期的理想效果,还需进一步结合不同地域的环境条件和不同的应用目的开展研究和进行技术推广。