人工湿地的构建与应用

第9卷第4期2011年12月

湿地科学

WETLANDSCIENCE

Vol.9No.4Dec.2011

人工湿地的构建与应用

张清

(国家自然科学基金委员会，北京100085)

摘要:论述了人工湿地污水处理技术的机制和优势，阐述了人工湿地的构建和污水处理研究进展，表明人工湿地的污水处理效率与污染物的种类和污染程度、人工湿地的类型、湿地植物种类、基质类型、水力停留时间和水力负荷等密切相关。在中国，典型人工湿地有3种类型，分别为垂直流人工湿地、潜流式人工湿地和表面流人工湿地，主要用于处理来自化粪池、养殖场、造纸厂、油田、煤矿、富营养湖泊以及城市生活等的污水。构建人工湿地常用的植物有芦苇(Phragmitesaustralis)、香蒲(Typhaorientalis)、美人蕉(Cannaindica)、眼子菜(Potamogetonsp.)和金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)等，常见的基质成分为砾石、沸石、沙子、土壤或炉煤渣等。通过系统总结中国人工湿地在污水处理过程中的研究进展和应用实例，认为建立人工湿地去除污染物具有良好的应用前景，今后应该进一步加强人工湿地的基础理论研究，进一步推广人工湿地的应用。关键词：人工湿地；湿地构建；污水处理；研究展望中图分类号：X171

文献标识码：A

文章编号：1672-5948(2011)04-373-07

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[1]。目前，基于学术和管理两个层面，约有湿地定义60余种[2,3]。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[4]；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。基于管理层面，被广泛认可的当属《湿地公约》中的湿地定义：“湿地系指不论其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时

[5]

水深不超过6m的水域。”。湿地是富有生物多

减少[8,9]，为了保护湿地，各地除建立湿地自然保护区对自然湿地进行保护外，还积极模拟天然湿地，构建和发展人工湿地，以利用其造福人类。

1人工湿地的发展

人工湿地(constructedwetland)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[10]。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[11]。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(Phragmitesaustralis)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[12]。1990年7月，

样性和生态功能的生态系统，被誉为“生物超市”、

[6]“自然之肾”、“物种基因库”和“文明的发源地”。

中国是世界上湿地资源最丰富的国家之一，其面积仅次于加拿大、俄罗斯和美国[7]。近几十年来，由于盲目开垦湿地、过度耗用水资源、任意排放污染物以及气候暖干化、河流天然水量减少、泥沙淤积严重等因素使得中国湿地不断退化、面积急剧

收稿日期：2011-06-19；修订日期：2011-08-11

作者简介：张清(1972-)，男，内蒙古自治区乌兰察布人，工学博士，副研究员，主要从事环境工程方面的研究。E-mail:[email protected]

374

湿地科学

9卷

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[13]。

2人工湿地的构建与结构优化

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[14]，如：原污水→格栅→污水集水池→植物池A→植物池B→集水池→回用或排放水体[15]，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。人工湿地构建者为了使湿地具有更好的去污效率，常常根据污染物组分的不同和主要污染物的含量，来构建不同类型的人工湿地，选择适宜的填充基质、水生植物、水力停留时间(hy-draulicretentiontime，HRT)和水力负荷度(loadofhydraulicpower，LHP)等，来提高不同人工湿地净化受污染水的效果。2.1人工湿地的类型

根据污水在湿地床中流动的方式，可将人工湿地分为3种类型[16]：垂直流人工湿地(verticalflowconstructedwetland，VFCW)、潜流式人工湿地(subsurfaceflowconstructedwetland，SSFCW)和表面流人工湿地(surfaceflowconstructedwetland，SFCW)。

垂直流人工湿地主要用于处理氨氮含量高的污水，污水从湿地表面纵向流向填料床的底部；其对磷的去除效率差异很大[17~19]，且体积负荷较小，对介质要求较高，水流容易堵塞[20,21]，不利于推广使用，但与表面流、潜流式人工湿地相比，垂直流人工湿地具有较强的去除有机物和氮的能力[22,23]，且有很高的稳定性及抗冲击负荷能力[24]。龚琴红等研究认为，垂直流人工湿地填料在磷的去除中起主要作用[25]；SunG等利用垂直流人工湿地的回流技术处理农业污水，发现其对化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、固体悬浮物(SS)和氮的去除率明显提高[26]。复合垂直流人工湿地系统处理效果相当稳定，但对总氮去除效果较差[27]。

潜流式人工湿地由一个或多个填料床组成，污水从一端水平流过填料床到另一端。与表面流湿地相比，其对BOD5、CODCr、SS和重金属的去除效果较好，同时，处理过程中减少了臭气的散发和臭味的产生，而且床体可以对污水保温，这种工艺在国际上有较多的研究和应用，用于处理生活污水[28]、工业废水[29]、医疗废水[30]、暴雨径流[31]、矿山

废水[32,33]、石油开采废水[29,34~36]、垃圾场渗滤液[37]等

污水，但潜流式人工湿地容易发生堵塞现象[38,39]。

表面流人工湿地的水力路径以地表推流为主，在污水处理过程中，主要是通过植物茎叶的拦截、土壤的吸附过滤和污染物的自然沉降来达到去除污染物的目的。表面流人工湿地的去污能力高于天然湿地处理系统，但与垂直流、潜流式人工湿地相比，其去污效果相对较差。

聂志丹等研究发现，垂直流人工湿地对氨氮、总氮和总磷的去除效果最好，潜流人工湿地对高锰酸盐指数和叶绿素a的去除效果最好[40]。有研究表明，表面流湿地对总氮的去除效果较好[41]，但在运行过程中容易产生异味，孳养蚊蝇，造成局部环境恶劣，也不适合在寒冷地区应用[42]。而表面流人工湿地与潜流人工湿地组合，则具有污水处理效果稳定、水力负荷大等特点[43]。除此之外，还有很多以上述人工湿地为基础进行改良设计的人工湿地污水处理系统，如波式潜流人工湿地[44]、潜流型厌氧处理湿地[45]、推流床湿地、下行流湿地、上行流湿地、好氧塘和兼性塘的不同组合工艺[46]等，去污效果各有利弊。2.2人工湿地的基质

目前，用于人工湿地的基质主要有石块、砾石、砂粒、细砂、砂土和土壤[47~49]，还有矿渣、煤渣和活性炭等[50]。这些基质可以为微生物的生长提供稳定的依附表面，除此之外，基质还可以为水生植物提供支持载体和生长所需的营养物质，当这些营养物质通过污水流经人工湿地时，基质通过一些物理、化学途径(如吸附、吸收、过滤、络合反应和离子交换等)净化污水中的氮、磷等营养物质及其他污染物[51]，基质对有机污染物的去除主要体现在对磷的吸附上[52]。魏成等研究发现，沙土混合基质对污染物总氮、总磷、CODCr和BOD5的去除率最高，小粒径基质比大粒径基质效果更好，并能够保持更稳定的净化效率[53]。有学者分别研究了钢铁厂废渣、沸石、砂子、蛭石、黄褐土、下蜀黄土、粉煤灰、矿渣、钢渣、页岩、砾石和棕色土壤等人工湿地填料对磷的吸附特性[54~57]，都发现人工土配方的混合基质的吸附能力和净化水质能力均高于原料基质。

人工湿地土壤类型的不同对污水处理效果也有很大的影响[58,59]。杨昌凤等认为，这与土壤里的微生物、土壤的离子交换能力有关[60]。本文作者

4期

张清等：人工湿地的构建与应用

375

认为，在实际处理污水时，除了考虑土壤的静态处理效果外，还要考虑土壤的透水性，兼顾两方面因素，所建的人工湿地才能有较好的污水处理效果。2.3人工湿地的植物

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。因各种湿地植物对不同污染物的去除效果各有差异，所以多种植物组合使用时，将有利于植物之间取长补短，从而提高湿地系统的污水净化效率[61]。目前人工湿地植物研究的重点已从凤眼莲(水葫芦)(Eichhorniacrassipes)转移到芦苇和香蒲(Typhaorientalis)上[62]，芦苇和香蒲在人工湿地中被广泛使用，它们既是中国北方与南方的常见物种，也是国际公认的最佳湿地植物[63]。

湿地植物能有效促进湿地的氮元素转化过程，显著缩短无机氮在湿地中的寄宿时间[64]，但湿地植物对重金属(如Cu[65]、Zn[66]等)的吸收积累能力主要取决于植物体的生物量。湿地植物能有效提高水体透明度和水体观感，但并不能明显提高人工湿地对CODCr和DO的净化效果[67]。王德科等在杭州发现，金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)、狐尾藻(Myriophyllumverticillatum)、微齿眼子菜(Pota⁃mogetonmackianus)、马来眼子菜(Potamogetonmalaianus)、凤眼莲和苦草(Vallisneriaspiralis)6种水生植物对水中总氮、总磷和硝态氮都有较好的去除效果，尤其以狐尾藻和微齿眼子菜两种植物的效果最好[66]。王庆海等在北京以各种水生植物的越冬成活率、功能期、总生物量、植株平均氮、磷含量和氮、磷累积量为指标进行聚类分析表明，供试的8种植物按照净化能力可明显分为3类：水生鸢尾(Irispseudacorus)的生物量大，氮、磷含量和氮、磷累积量高，对水中氮、磷污染物的去除能力强；菖蒲(Acoruscalamus)、香蒲、荻(Triarrhercasac⁃chariflora)和芦竹(Arundodonax)的生物量较大，氮、磷含量和氮、磷累积量较高，对水中氮、磷污染物的去除能力也较强；扁秆藨草(Scirpusplanicul⁃mis)、千屈菜(Lythrumsalicaria)和芦苇的生物量较低，对氮、磷的综合去除能力较弱[68]。

陈永华等在长沙根据湿地植物实际各项单一指标的比较情况，建立了净化潜力的综合评价体

系[69]，把17种植物按照净化能力分为3大类，第1大类为具有较强净化能力的植物：芦苇、千屈菜、美人蕉(Cannaindica)、风车草(Cyperusahemifo⁃lius)、水葱(Scirpusvalidus)、再力花(Thaliadealbata)和花叶美人蕉(Variegatedcanna)；第2大类为具有中等净化能力的植物：菖蒲、芦竹、香蒲和梭鱼草(Pontederiacordata)；第3大类为具有较弱净化能力的植物：鸢尾、野芋(Colocasiaantiquorum)、灯心草(Juncuseffusus)、葱兰(Zephyranthescandida)、泽泻(Alismaplantago)和花菖蒲(Irisensata)。从以上几个典型例证可以看出，在不同的地域用相同的湿地植物对同一种污染物的净化效果是不同的。因此，应该因地制宜，寻找适合本地自然环境的湿地植物，在人工湿地中加以应用。

3人工湿地的应用

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[70~73]，其应用范围主要集中在褐煤热解[74]、油砂废水[75]、矿山废水[76]、奶品加工[77]、食品工业[78]、造纸废水[79]、烃类废水[80]和垃圾场渗滤液[81]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。

4建议

人工湿地系统是一个半开放、半封闭的生态系统，它形成了良好的内部循环，投资低、处理污水效果明显，操作简单、维护和运行费用低廉，在处理污水的同时还可以种草、养鱼，增加收益，节约资源，具有较好的经济效益和生态效益，在大、中、小城市和乡村缺少专业管理和技术人员的条件下均能使用，具有极其广阔的应用前景。但中国南北气候差异较大，要在全国范围内统一推广人工湿地污水处理系统困难较大，为此提出以下建议。

第一，加强人工湿地基础理论研究。目前关于人工湿地的研究大多集中在对湿地类型、填充

376

湿地科学

9卷

表1国内应用人工湿地处理污水的典型实例

Table1TypicalcasesofwastewatertreatmentusingtheconstructedwetlandsinChina

人工湿地类型

污水类型饮用水净化[82]

水生植物芦苇等

人工湿地基质砾石

水力负荷[m3/(m2·d)]

1.20.275～0.32

砾石,人工土沸石,砾石,高炉煤渣碎石

21,14,70.375,0.5,0.75

1.01.3*14.0*0.24～2.4

污染物种类磷酸盐,CODCr,BOD5,氨氮CODCr,BOD5,总磷,总氮,溶解氧CODCr,BOD5,总磷,氨氮CODCr,BOD5,总磷,总氮氨氮,叶绿素a,蓝藻CODCr,BOD5,pH,固体悬浮物CODCr,总磷,总氮,氨氮CODCr,总磷,总氮,氨氮,硝态氮CODCr,BOD5,总

生活污水[44]

芦苇,美人蕉

土壤,砾石

0.375*

磷,总氮,固体悬浮物,氨氮

油田污水[89]

芦苇

砾石,炉渣

0.5,HRT=2d

CODCr,总磷,总氮,石油类化合物SO4-2,Mn,Fe,大肠菌群等

河道污水[83]香蒲等

垂直流人工湿地化粪池污水[84]美人蕉

养殖场污水[85]芦苇,香蒲

富营养湖水[86]

造纸厂废水[87]芦苇沙粒,砾石沸石,粉煤灰,砾石沸石,碎石

景观水体[88]草皮

暴雨径流[31]

潜流式人工湿地

芦苇,茭草

煤矿污水

[90]

芦苇FeSO40.6

*

注：表中水力负荷一列中标*号者为作者根据参考文献数据计算得出。

基质和水生植物的选择与评价方面，而有关构建人工湿地时湿地面积、水流深度、湿地植物的种植密度、尤其是最佳水力负荷的设定等方面的研究报道很少，研究工作缺乏系统性和针对性。建议进一步探究人工湿地的去污机制，优化设计参数，为人工湿地的构建提供可靠的理论依据。

第二，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。

[2]杨永兴.国际湿地科学研究的主要特点、进展与展望[J].地理科

学进展,2002,21(2):111~120.

[3]CHENHongjun,WANGGuoping,LUXianguo.WetlandDefini-tions:Creation,EvolutionandApplication[J].湿地科学,2010,8(3):293~304.

[4]王国平,刘景双,汤洁.沼泽沉积与环境演变研究进展[J].地球科学进展,2005,20(3):304~311.

[5]李禄康.湿地与湿地公约[J].世界林业研究,2001,14(1):1~7.[6]贾萍,宫辉力,赵文吉,等.我国湿地研究的现状与发展趋势[J].首都师范大学学报,2003,24(3):84~88.

[7]江春波,惠二青,孔庆蓉,等.天然湿地生态系统评价技术研究进展[J].生态环境,2007,16(4):1304~1309.

[8]罗新正,朱坦,孙广友,等.松嫩平原湿地荒漠化现状、成因和对策[J].中国沙漠,2003,23(4):373~378.

[9]NichollsRJ,HoozemansFMJ,MarchandM.Increasingfloodriskandwetlandlossesduetoglobalsealevelrise[J].GlobalEnvi-ron.Change,1999,9:69-87.

[10]夏汉平.人工湿地处理污水的机理与效率[J].生态学杂志,

2002,21(4):51~59.

参考文献

[1]吕宪国,刘晓辉.中国湿地研究进展[J].地理科学,2008,28(3):

301~308.

4期

张清等：人工湿地的构建与应用

377

[11]WallaceS.Advanceddesignsforconstructedwetlands[J].Bio.

Cycle,2001,42(6):40-44.

[12]耿琦鹏,洪剑明.人工湿地净化污水机理研究进展[J].南水北

调与水利科技,2006,4(5):43~45.

[13]周奔.人工湿地系统在我国污水处理中的应用以及发展前景

[J].科技资讯,2007,(5):122~123.

[14]李寒娥.人工湿地系统在我国污水处理中的应用[J].环境污染

治理技术与设备,2004,5(7):9~12.

[15]刘全中.人工湿地系统水质净化技术的工艺设计[J].给水排

水,2001,27(8):35~36.

[16]蔡佩英,马祥庆.人工湿地污水处理技术研究进展[J].亚热带

水土保持,2008,20(1):8~11.

[17]LuederitzV,EckertE,Lange-WeberM,etal.Nutrientremoval

efficiencyandresourceeconomicsofverticalflowandhorizon-talflowconstructedwetlands[J].Ecol.Eng.,2001,18:157-171.[18]KadlecRH.Chemical,physicalandbiologicalcyclesintreat-mentwetlands[J].Wat.Sci.Tech.,1999,40(3):37-44.

[19]吴振斌,陈辉蓉,贺锋,等.人工湿地系统对污水磷的净化效

果[J].水生生物学报,2001,25(1):29~34.

[20]PlatzerC,MauchK.SoilClogginginVerticalFlowReedBeds

Mechanism,Parameter,ConsequenceandSolutions[J].Wat.Sci.Tech.,1997,35(5):175-181.

[21]詹德吴,吴振斌,张晟,等.堵塞对复合垂直流湿地水力特征

的影响[J].中国给水排水,2003,19(2):1~4..

[22]WeedonCM.Compactverticalflowconstructedwetlandsys-tems-firsttwoyears'performance[J].Wat.Sci.Tech.,2003,48(5):15-23.

[23]LaberJ,PerflerR,HaberlR.Twostrategiesforadvancednitro-geneliminationinverticalflowconstructedwetlands[J].Wat.Sci.Tech.,1997,35(5):71-77.

[24]杨敦,徐丽花,周琪.潜流式人工湿地在暴雨径流污染控制

中的应用[J].农业环境保护,2002,21(4):334~336.

[25]龚琴红,田光明,丁晔,等.垂直流湿地对生活污水中磷的去

除效果研究[J].农业环境科学学报,2004,23(6):1046~1049.[26]SunG,GrayKR,BiddlestoneAJ,etal.Effectofeffluentrecir-culationontheperformanceofareedbedsystemtreatingagricul-turalwastewater[J].ProcessBiochem.,2003,39:351-357.[27]孙大朋,张祖陆,卢鹏飞.复合垂直流人工湿地系统对小清河

污水的净化效果研究[J].水科学与工程技术,2007,1:42~44.[28]MaehlumT,StalnackeP.RemovalEfficiencyofThreeCold-Cli-mateConstructedWetlandsTreatingDomesticWastewaterEf-fectsofTemperature,Seasons,LoadingRatesandInputConcen-trations[J].Wat.Sci.Tech.,1999,40(3):273-281.

[29]籍国东,孙铁珩,李顺.人工湿地及其在工业废水处理中的应

用[J].应用生态学报,2002,13(2):224~228.

[30]LaberJ,HaberlR,ShrestaR.Twostageconstructedwetlands

fortreatinghospitalwastewaterinNepal[J].Wat.Sci.Tech.,1999,40(3):317-324.

[31]李旭东,李广贺,张旭,等.沸石床处理农田暴雨径流氮磷中

试研究[J].环境污染治理技术与设备,2003,4(9):22~26.

[32]ScholzM.Treatmentofgullypoteffluentcontainingnickeland

copperwithconstructedwetlandsinacoldclimate[J].J.Chem.Tech.,2004,79(2):153-162.

[33]戴全裕,蔡述伟,张秀英.多花黑麦草对黄金废水净化与富集

的研究[J].环境科学学报,1998,18(50):553~556.

[34]YangL,HuCC.TreatmentofOil-refineryandSteel-millWaste-watersbyMesocosmConstructedWetlandSystems[J].Wat.Sci.Tech.,2005,51(9):157-164.

[35]ChimneyMJ,PietroKC.Decompositionofmacrophytelitter

inasubtropicalconstructedwetlandinsouthFlorida(USA)[J].Ecol.Eng.,2006,27(4):301-321.

[36]许学工,ShawLY,张枝焕,等.湿地状态对石油污染和植物长

势影响的模拟研究[J].北京大学学报,2005,41(6):935~940.[37]SawaittayothinV,PolprasertC.Nitrogenmassbalanceandmi-crobialanalysisofconstructedwetlandstreatingmunicipalland-fillleachate[J].BioresourceTech.,2006,98(3):565-570.[38]ChrisCT,JamesPS.Accumulationoforganicsolidsingav-el-bedconstructedwetlands[J].Wat.Sci.Tech.,1995,32(3):229-239.

[39]RyszardB,SedzideMB.SoilcloggingPhenomenainConstruct-edWetlandswithSubsurfaceFlow[J].Wat.Sci.Tech.,1997,35:183-188.

[40]聂志丹,年跃刚,金相灿,等.3种类型人工湿地处理富营养化

水体中试比较研究[J].环境科学,2007,28(8):1675~1680.[41]郑仁宏,邓仕槐,李远伟,等.表面流人工湿地硝化和反硝化强

度研究[J].环境污染与防治,2007,29(1):37~39.

[42]吴树彪,董仁杰.人工湿地污水处理应用与研究进展[J].水处

理技术,2008,34(8):5~11.

[43]李杰,钟成华,邓春光.人工湿地研究进展[J].安徽农业科学,

2007,35(6):1778~1790.

[44]何成达,谈玲,葛丽英,等.波式潜流人工湿地处理生活污水

的实验研究[J].农业环境科学学报,2004,23(4):761~765.[45]何成达,季俊杰,葛丽英,等.厌氧悬浮床/潜流湿地处理生活污

水[J].中国给水排水,2004,20(7):11~15.

[46]陈得强,吴振斌,成水平,等.不同湿地组合工艺净化污水效果

的比较[J].中国给水排水,2003,19(9):12~15.

[47]梁威,吴振斌.人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展

[J].环境科学动态,2000,(3):32~37.

[48]吴振斌,成水平,贺锋,等.垂直流人工湿地的设计及净化功

能初探[J].应用生态学报,2002,13(6):715~718.

[49]李科德,胡正嘉.芦苇床系统净化污水的机理[J].中国环境科

学,1995,15(2):140~144.

[50]章芳,章北平,陈哲,等.四种填料对生活污水的吸附性能分

析[J].水处理技术,2006,32(11):37~40.

[51]张太平,陈韦丽.人工湿地生态系统提高氮磷去除率的研究进

展[J].生态环境,2005,14(4):580~584.

[52]崔理华,朱夕珍,骆世明,等.几种人工湿地基质磷的吸附特

[J].农业环境科学学报,2007,26(3):894~898.

[53]魏成,刘平,秦晶.不同基质和不同植物对人工湿地净化效

率的影响[J].生态学报,2008,28(8):3691~3697.

378

湿地科学

9卷

[54]SakadevanK,BavorHJ.Phosphateadsorptioncharacteristicsof

soils,slagandzeolitetobeusedassubstratesinconstructedwet-landsystems[J].Wat.Res.,1998,32(2):393-399.

[55]袁东海,景丽洁,张孟群,等.几种人工湿地基质净化磷素的机

理[J].中国环境科学,2005,24(5):614~617.

[56]袁东海,景丽洁,高士祥,等.几种人工湿地基质净化磷素污染

[74]KuschkP,WienerA,StottmeisterU.Treatingalignitepyrolysis

wastewaterinaconstructedsubsurfaceflowwetland[J].Wat.Res,1999,33(5):1296-1302.

[75]GschloszlT,SteinmannC,SchleypenP,etal.Constructedwet-landsforeffluentpolishingoflagoons[J].Wat.Res,1998,33(2):505-511.

[76]MitschWJ,WiseKM.Waterquality,fateofmetalsandpredic-tivemodelvalidationofaconstructedwetlandtreatingacidminedrainage[J].Wat.Res.,1998,32(6):1888-1900.

[77]TannerCC,ClaytonJS.Effectofloadingroteandplantingon

treatmentofdairyfarmwastewatersinconstructedwetlands:I.Removalofoxygendemand,suspendedsolidsandfaecalcoli-forms[J].Wat.Res.,1995,29(1):17-26.

[78]VrhovsekD,KukanjaV.ConstructedWetland(CW)forindustri-alwastewatertreatment[J].Wat.Res.,1996,30(10):2287-2292.[79]HaberlR.Constructedwetlands:Achancetosolvewastewater

problemsindevelopingcountries[J].Wat.Sci.Tech.,1999,40(3):11-17.

[80]SalmonC,CrabosJL.ArtificialWetlandPerformancesinthe

PurificationEfficiencyofHydrocarbonWastewater[J].WaterAirandSoilPollut.,1998,104(3-4):313-329.

[81]YalcukA,UgurluA.Comparisonofhorizontalandverticalcon-structedwetlandsystemsforlandfillleachatetreatment[J].Biore-sourceTech.,2009,100:2521-2526.

[82]刘家宝,莫凤鸾,雷志洪,等.垂直流人工湿地系统保护水源的

应用实例[J].中国给水排水,2005,34(4):10~13.

[83]邓辅唐,徐颂军,徐祥浩,等.滇池治理人工湿地植物的筛选与

应用研究[J].中山大学学报,2005,44:299~304.

[84]朱夕珍,崔理华,刘雯,等.垂直流美人蕉模拟人工湿地对化

粪池出水的净化效果[J].农业环境科学,2004,23(4):761~765.[85]何连生,朱迎波,席北斗,等.循环强化垂直流人工湿地处理猪

场污水[J].中国给水排水,2004,20(12):5~8.

[86]汪俊三,覃环.高水力负荷人工湿地处理富营养化湖水[J].中

国给水排水,2005,21(1):1~4.

[87]李海华,刘玉忠,申灿杰.YSH-人工湿地系统在造纸废水处理中

的工程应用分析[J].河南农业大学学报,2007,41(2):157~159.[88]严立,刘志明,陈建刚,等.潜流式人工湿地净化富营养化景

观水体[J].中国给水排水,2005,21(12):11~13.

[89]张海,张旭,钟毅,等.潜流人工湿地去除大庆地区湖

泊水体中石油类化合物的研究[J].环境科学,2007,28(7):1449~1454.

[90]康恩胜,宋子岭,庞文娟.海州露天矿废水的人工湿地处理方

法[J].辽宁工程技术大学学报,2006,25:310~312.

性能的分析[J].环境科学,2005,26(1):51~55.

[57]谭洪新,周琪.湿地填料的磷吸附特性及潜流人工湿地除磷

效果研究[J].农业环境科学学报,2005,24(2):353~356.[58]李万庆,王德龙,张建文.水面型湿地工艺设计方法研究[J].环

境科学,1992,13(5):2~5.

[59]陈博谦,王星,尹澄清.湿地土壤因素对污水处理作用的模拟

研究[J].城市环境与城市生态,1991,12(1):19~21.

[60]杨昌风,夏盛林,许春所.土壤类型与人工湿地污水处理功能

的关系[J].环境保护科学,1993,19(1):46~50.

[61]陈章和,陈芳,刘諝诚,等.测定潜流人工湿地根系生物量的

新方法[J].生态学报,2007,27(2):668~673.

[62]GopalB.Naturalandconstructedwetlandsforwastewatertreat-ment:potentialsandproblem[J].Wat.Sci.Tech.,1999,40(3):27-35.

[63]刘红,刘学燕,欧阳威.人工湿地植物系统优化管理研究[J].

农业环境科学学报,2004,23(5):1003~1008.

[64]万晓红,李旭东,王雨春,等.不同水生植物对湿地无机氮素去

除效果的模拟[J].湖泊科学,2008,20(3):327~333.

[65]刘建国,李光辉,邵婉晨,等.不同种类湿地植物吸铜能力差异

及规律性研究[J].江苏工业学院学报,2008,20(1):51~54.[66]王德科,李昙云,李国平,等.不同种类的湿地植物积累Zn能

力的差异及规律研究[J].常州工学院学报,2007,20(1):39~42.[67]童昌华,杨肖娥,濮培民,等.富营养化水体的水生植物净化试

验研究[J].应用生态学报,2004,15(8):1447~1450.

[68]王庆海,段留生,武菊英,等.北京地区人工湿地植物活力及污

染物去除能力[J].应用生态学报,2008,9(5):1131~1137.[69]陈永华,吴晓芙,蒋丽鹃,等.处理生活污水湿地植物的筛选与

净化潜力评价[J].生态学报,2008,28(8):1549~1554.[70]于少鹏,王海霞,万忠娟,等.人工湿地污水处理技术及其在我

国发展的现状与前景[J].地理科学进展,2004,23(1):22~29.[71]BrixH.How“green”areaquaculture,constructedwetlandsand

conventionalwastewatertreatmentsystems[J].Wat.Sci.Tech.,1999,40(3):45-50.

[72]JosTAV,ArthurFMM.Wetlandsforwastewatertreatment:op-portunitiesandlimitations[J].Ecol.Eng.,1999,12(1):5-12.[73]HouseCH.Combiningconstructedwetlandsandaquaticand

soilfilterforreclamationandreuseofwater[J].Ecol.Eng.,1999,12(6):27-38.

4期

张清等：人工湿地的构建与应用

379

ConstructionandApplicationofConstructedWetlands

ZHANGQing

(NationalNaturalScienceFoundationofChina,Beijing100085,P.R.China)

Abstract:Thispaperpresentsthemechanismsandadvantagesoftheconstructedwetlandsandindicatesthere-searchsituationofthewetlandconstructionanddispositionofsewagebytheconstructedwetlands.Itshowsthatmanyfactorssuchasthecomponentsandlevelsofpollutants,thetypesofconstructedwetlands,thecate-goriesofitsplantsandfillers,thehydraulicretentiontimeaswellastheloadofhydropowercaninfluencetheefficiencyoftheconstructedwetland.InChina,therearethreemajortypesofconstructedwetlands:verticalflowconstructedwetland,subsurfaceflowconstructedwetlandandsurfaceflowconstructedwetland.Theseconstructedwetlandsaremainlyusedfortreatingthesewagefromcesspit,nursery,papermill,oilandcoalmine,eutrophiclakeandcitylife.Duringtheconstructioncourseofwetlands,reed,cattail,herbofdistinctpondweedandladderbrakearechosenasthedominatingplants,andthephosphate,zeolite,sand,soilandcoalcinderarechosenasthemainfillers.Accordingtoresearchproceedingandapplicationexamplesofthecon-structedwetlandsusedondispositionofsewage,thepresentpaperhasdiscussedtheforegroundofthecon-structedwetlandsforwastewatertreatmentandinvestigationsinthefuture.Theauthorsuggeststhatfurtherre-searchworkonthebasictheoryandthepopularizationandapplicationofconstructedwetlandsshouldbeen-hanced.

Keywords:constructedwetland;wetlandconstruction;sewagedisposal;researchprospect