工艺原理
人工湿地系统水质净化技术是一种生态工程方法，其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统，当污水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收、转化或分解，从而使水质得到净化。
方法特点
人工湿地系统具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点，同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用。但另一方面具有占地面积较大的缺点。“高效垂直流人工湿地系统水质净化技术”是深圳市环境科学研究所与德国和奥地利有关研究机构合作开发的一种湿地水质净化技术，具有独特的结构和水流模式，其占地面积相对较小、出水水质更好，并能长期稳定运行的湿地技术。
适用范围
经过人工湿地系统系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，因此它实际上是一种深度处理的方法。特别适用于饮用水源和景观用水保护，处理后的水可以直接排入饮用水源或景观用水的湖泊、水库或河流中。因此特别适合处理饮用水源或景观用水区附近的生活污水或直接对受污染水体的水进行处理，或者为这些水体提供清洁的水源补充。
基建与运行费用
基建费用与很多因素有关：地形特征、地质结构、选用的前处理方法、进水水质情况、出水水质要求、外观要求等等因素有关。因而根据情况的不同有很大差异，但比常规二级污水处理厂投资低。人工湿地系统运行费用特别低，如果仅以电费计，通常不会超过0.05元/吨/天（主要用于提高进水水位，如果水位不需提升则没有此项费用），另外需要工人进行相对简单的操作和维护管理。
处理效果
出水水质可以因进水水质或停留时间的不同达到地面水水质标准(gb3838-88)ii至v类标准或污水排放一或二级标准。系统可以根据进水水质状况和出水水质要求进行设计，但出水水质要求越高，则占地面积越大。
研究与应用成果介绍
1. 研究工作
1996.9—1999.9深圳市环境科学研究所参与了一项欧盟与中国合作的国际合作研究，此项目为欧盟科学，研究与发展部主管的“与第三世界国家和国际组织合作”项目，即“热带和亚热带区域水质改善、回用与水生态系重建的生物工艺学对策研究”（项目编号erbic18ct960059），合作研究单位包括德国科隆大学、德国波恩应用湖沼学事务所、奥地利维也纳农业大学、中国科学水生生物研究所、杭州大学和深圳市环境科学研究所，96年6月12日国家科委发文(国科外字[1996]076号)通报了这一项目。该课题研究的主导思想是利用能耗低、运行费用低的人工湿地系统和生态学方法净化污水，应用于饮用水和景观用水的净化和污水处理。
1997年5月到11月，深圳市环境科学研究在深圳市洪湖公园建成了人工湿地研究试验点，修建了小试和中试试验工程，从1997年到2000年开展了一系列的研究工作，不仅作了大量的理论研究，同时在技术上和系统的运行管理上积累了很多宝贵的经验。对严重受污染的超过地面水标准gb3838-88 v类标准的水经系统处理后，出水可达到iii类标准。这项研究2000年8月通过了由中国科学院组织的成果鉴定，在由中国科学院副院长主持和有四位院士参加的鉴定会上，该成果被鉴定为国际领先水平。
工程实例
2.1. 洪湖人工湿地系统水质净化工程（为“国家重点环境保护实用技术示范工程”。
深圳市环境科学研究所于1999年初开始设计和修建了“洪湖人工湿地系统水质净化工程”，系统设计规模为1000吨/天，人工湿地植物池占地面积2400平方米。此项目是为实现深圳市环境“双达标”任务的污染治理工程， 受到市政府和市环保局各级领导的高度重视。洪湖冬季严重缺水，缺水量全部由周边的生活污水作为水量补充，因此长期以来洪湖水质一直不能达到景观用水标准。此项目宗旨是将高效垂直流人工湿地系统水质净化技术应用到洪湖的污染治理，从布吉河取水经系统净化后为洪湖补充清洁水量，同时截去洪湖周边的污水排入，从而达到改善洪湖水质的目的。此项工程1999年9月建成，出水水质优于景观用水标准，可补充洪湖公园湖面的蒸发水量，并用于浇灌公园草地，缓解了洪湖冬季严重缺水的问题，可停止使用沿湖的污水作水源补充，达到逐步改善洪湖水质的目的。该系统运行近三年来未出现故障，2002年被国家环保总局评为“国家重点环境保护实用技术示范工程”。
该系统从1999年8月开始运行，并由深圳市环境科学研究所管理运行。到2001年3月移交给深圳市洪湖公园管理处负责管理，并由深圳市环境科学研究所负责运行管理技术指导。运行近三年，湿地系统无故障，景观效果很好。由于其良好的污水处理和景观效果，2001“洪湖人工湿地系统二期工程”（4000吨/天）在深圳市政府立项，将在2002年底前投入运行，并将由深圳市环境科学研究所管理运行。
2．2 深圳观澜湖高尔夫球会有限公司职工宿舍生活污水人工湿地处理系统
深圳观澜湖高尔夫球会有限公司是通过iso14000环境管理体系认证的企业，特别重视公司形象和环境质量。为了改善球场水环境，请深圳市环境科学研究所设计了职工宿舍生活污水人工湿地处理系统，日处理污水为300吨。旨在将污水净化并达到回用的目的，一方面减少污水排放对球场内景观用水的污染，另一方面使得水资源得到再利用，达到节约用水的目的。系统修建之前生活污水直接排入观澜湖，对湖水水质日趋变坏，系统修建之后，出水被用于浇灌花圃。
此系统于2000年8月建成，并投入使用，出水水质同样非常好，溶解氧大大增加，出水池中很快有鱼出现。八月二十四日对进出水水质进行了化验，污染物的去除率在75-95%之间，出水水质能达到景观用水水质标准。监测结果见附表。该系统从2000年8月开始运行，由深圳市环境科学研究所负责培训运行管理人员，制定运行管理规则，并负责运行管理技术指导。运行近两年，出水水质好，湿地系统无故障，景观效果很好。
2．3 深圳市龙岗区沙田人工湿地系统工程
2001年11月由深圳市环境科学研究所参与设计和负责植物栽种的“深圳市龙岗区沙田人工湿地系统工程”（5000吨/天）投入运行，该系统湿地植物池占地面积1万平方米，处理受污染的河水，出水排入饮用水源水体。目前该系统运行正常。
2.4 深圳市“甘坑人工湿地系统工程”
甘坑村位于深圳市龙岗区布吉镇，随着近几年经济的快速发展，在人口和工业规模不断扩大的同时，其产生的污染源负荷也日益增加。特别是由于该村位于甘坑水库--平湖镇饮用水源的上游，其排放的生活污水和生产废水通过甘坑河直接流入甘坑水库，严重影响水库的水质，威胁人们的身体健康。因此必须尽快处理甘坑村排放的生活污水和生产废水，以改善甘坑河的水质。
鉴于甘坑河及甘坑水库水质日趋恶化，且已严重制约了甘坑村国民经济发展的现实，为治理污染，保护环境，从大幅度削减现有污染负荷着手，以腾出更多的环境容量用于甘坑村的长远规划及经济发展，从而实现可持续发展的战略目标，深圳市环保局筹错建设资金，作为扶贫应急治理甘坑河水质。甘坑人工湿地系统污水处理工程处理规模为16000吨/天、所处理的水为生活污水、少量工业污水和雨水的混合水，其进水水质相对较好。该工程2003年7月完成施工，目前该工程运行情况良好。
2.5 深圳市“石岩人工湿地系统工程”
石岩水库是宝安区的主要饮用水源之一，随着石岩地区社会经济的不断发展，大量的生活污水未经处理直接通过石岩河干流及其黄家庄支流进入石岩水库，造成石岩水库水质日益转差。为保护石岩水库水质，宝安区政府从九十年代初就开始实施石岩地区污水截排工程，随着工程的逐步完善，石岩地区的大量污水已通过截排工程排出，环境效益日渐明显。但随着石岩城市建设的迅速发展，排污管网建设普遍出现滞后现象；另外，根据国内外的截污经验，截污效率最多只能达到80～90%，加上面源的污染，现在仍有部分污水流入石岩河干流及黄家庄支流并最终流入石岩水库。因此，建设石岩河人工湿地工程，净化石岩河水质，对保护石岩水库水质极为重要。
石岩河湿地工程选址在石岩河干流进石岩水库入口下游的左侧，黄家庄支流进石岩水库入口下游的右侧，总占地面积为9万平方米，计划将石岩河干流及黄家庄支流均纳入处理，工程建成后将是全国最大的人工湿地工程。整个工程分两期进行，第一期处理水量为1.5万吨，第二期为4万吨，总处理水量为5.5万吨。石岩河人工湿地建成后，其功能不仅仅是一个污水处理设施，同时它也将是一个休闲型的生态景观公园和环境科研教育示范基地的组成部分，因此，在可以预见的将来，石岩河人工湿地在取得环境效益的同时也将取得一定的社会效益。
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