人工濕地是1970年代一種新的污水處理方法。其原理是通過過濾,吸附,共沉淀,離子交換,植物吸收和微生物分解來利用底物,水生植物和微生物之間的相互作用。實現(xiàn)廢水中有害物質(zhì)的去除,同時通過養(yǎng)分和水的循環(huán)實現(xiàn)水的凈化。近年來,人工濕地因其投資成本低,建設(shè)和運營成本低,處理過程中能耗低,處理效果穩(wěn)定以及景觀效果好而被用于改善景觀水體的水質(zhì)。此外,人工濕地還具有強大的生態(tài)功能,包括生物多樣性保護,水凈化和保護與供應(yīng),氣候調(diào)節(jié),野生資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境科學研究。
人工濕地中的氮通過微生物的氨化,硝化和反硝化,植物的吸收,底物的吸附,過濾和沉淀而被除去。其中,氨化,硝化和反硝化是去除氮的主要方法。基本條件是在濕地和適當?shù)臐竦赝寥拉h(huán)境條件下有大量的氨化細菌,硝化細菌,反硝化細菌。氨氮可以直接被植物吸收,在合成植物蛋白和有機氮后,通過植物收獲將其從濕地系統(tǒng)中去除。濕地植物根毛的氧氣運輸和轉(zhuǎn)移特性使根系連續(xù)呈現(xiàn)需氧,缺氧和厭氧條件,相當于許多串聯(lián)或并聯(lián)處理單元,因此可以在濕地系統(tǒng)中進行硝化和反硝化。
具體來說,人工濕地通過水生植物、基質(zhì)和微生物的共同作用來完成對磷的去除。研究證明,人工濕地中基質(zhì)對磷的去除是最主要途徑,包括物理去除和化學沉淀去除兩大過程。
無機磷也是植物必需的營養(yǎng)元素,廢水中無機磷可被植物吸收利用組成卵磷脂、核酸及ATP等,然后通過植物的收割而移去。微生物對磷的去除包括對磷的正常同化和過量積累。由于人工濕地系統(tǒng)中植物光合作用光反應(yīng)、暗反應(yīng)交替進行,根毛輸氧也交替出現(xiàn),以及系統(tǒng)內(nèi)部不同區(qū)域?qū)ρ跸牧看嬖诓町悾瑥亩鴮е孪到y(tǒng)中好氧和厭氧情況交替出現(xiàn),使磷的過量釋放和過量積累得以順利完成。
近年來,水處理專家致力于研究影響人工濕地組成的各種因素,從而部分提高人工濕地去除氮和磷的有效性,并嘗試結(jié)合不同類型的濕地來優(yōu)化人工濕地的作用。作為一個整體。然而,作為人工構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng),人工濕地存在其缺點,需要不斷改進和發(fā)展脫氮除磷技術(shù)。在未來的研究中,有必要加強對有效去除氮,磷底物的研究。根據(jù)污水中氮,磷污染物的種類和特點,幾種基質(zhì)的組合或復合基質(zhì)的發(fā)展;加強人工濕地脫氮除磷機理的研究,使人工濕地與城市建設(shè)有機結(jié)合,解決生活污水中氮,磷高的問題。通過實驗篩選出有利于脫氮除磷的微生物,并根據(jù)污水中氮磷的具體情況合理地結(jié)合微生物群落。