人工濕地(constructed wetlands,CWs)是20 世紀(jì)70 年代興起的一種新型生態(tài)污水處理技術(shù)[1-3],因其維護(hù)管理方便、基建和運(yùn)行費(fèi)用低、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、環(huán)境效益高等特點(diǎn),正逐漸被應(yīng)用于廣大中小城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村地區(qū)的污水處理中[4-7]。據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(USEPA)調(diào)查截止到2000 年,在美國(guó)有600 多處人工濕地工程用于處理市政、工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢水,丹麥、德國(guó)、英國(guó)等歐盟成員國(guó)家至少有200 處人工濕地(大部分為潛流濕地)系統(tǒng)在運(yùn)行,新西蘭也有80 多處人工濕地系統(tǒng)被投入使用[8]。但從已有的工程實(shí)踐來(lái)看,人工濕地在長(zhǎng)期運(yùn)行中面臨很大的安全隱患,如果設(shè)計(jì)或管理不善,極容易造成濕地基質(zhì)的堵塞[9],堵塞作為一種自然現(xiàn)象,已成為制約人工濕地推廣應(yīng)用的主要因素之一。據(jù)USEPA 對(duì)100 多個(gè)運(yùn)行中的人工濕地調(diào)查后發(fā)現(xiàn)有將近一半的濕地系統(tǒng)在投入使用后的5年內(nèi)形成了堵塞[10]。我國(guó)在1990 年建成的深圳白泥坑、雁田人工濕地,由于預(yù)處理不足、水力負(fù)荷過(guò)大等原因也造成了嚴(yán)重堵塞[11],嚴(yán)重影響了凈化效果。濕地堵塞會(huì)導(dǎo)致其基質(zhì)空隙率急劇下降,水力傳導(dǎo)系數(shù)降低,濕地承載負(fù)荷大幅下降,運(yùn)行壽命縮短[12],同時(shí)隨著堵塞的形成,會(huì)在基質(zhì)表面造成積水,易滋生蚊蠅使衛(wèi)生條件惡化。更嚴(yán)重的是阻隔氧氣向基質(zhì)層內(nèi)擴(kuò)散,好氧微生物活性降低,數(shù)量減少,造成有機(jī)負(fù)荷去除率下降,致使出水不達(dá)標(biāo)。 |