微生物强化技术的主要缺点是高效微生物的选育需要较长的时间，净化效果持续时间短，易受低温影响。
2.生态浮床技术
该技术的核心是将植物种植到水体水面上，利用植物的生长从污染水体中吸收利用大量污染物，主要是氮、磷等营养元素。如李文朝等在“滇池入湖河流水环境治理技术与工程示范”项目中，将生态浮床和接触氧化浮床组合技术、清洁能源曝气技术有机组合，形成河口水面水质净化和生物控制复合技术集成，为大清河或类似河道的河口水质稳定和改善提供一种创新性方法。该试验工程设臵在大清河入湖河口处，兼有双向拦截、水质净化、改善氧化还原环境和改善河段生境的功能。
3.人工湿地处理技术 （1）人工湿地工艺原理
人工湿地是通过模拟和强化自然湿地功能，将污水有控制地投配到土壤（填料）经常处于饱和状态且生长有芦苇、香蒲等水生植物的土地上，污水沿一定方向流动的过程中，在耐水植物和土壤（填料）的物理、化学和生物的三重协同作用下，污水中有机物通过过滤、根系截留、吸附、吸收和植物光合、输氧作用，促进兼性微生物分解来实现对污水的高效净化。人工湿地主要由以下五部分组成：
①各种透水性的基质，如土壤、砂、砾石； ②在饱和水和厌氧基质中生长的植物，如芦苇； ③水体（在基质表面下或表面上流动的水）；
24
④无脊椎或脊椎动物； ⑤好氧或厌氧微生物种群。
其中微生物、水生植物以及填料是人工湿地的主要组成部分，也是影响污染物去除率的重要因素。
（2）人工湿地的分类及特点
根据水体流动的方式，通常将人工湿地分为三类：表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地，三类湿地构造如图4-2所示。
表面流人工湿地构造示意图 水平潜流人工湿地构造示意图
垂直潜流人工湿地构造示意图
图4-1 人工湿地构造示意图
表面流人工湿地类似于天然沼泽。有泥底，水面暴露于大气中，污水在人工湿地基质表面漫流，水位较浅，一般在0.1~0.6m。由于绝大部分有机物的去除是由长在植物水下茎、杆上的生物膜来完成，所以这种系统难以充分利用生长在基质表面的生物膜和生长丰富的植物根系对污染物的降解作用，其处理能力较低。与潜流湿地工艺相比，其优点是投资少、操作费用较低，其缺点是负荷小、占地面积较大，冬季北方地区表面会结冰，夏季可能会繁殖蚊蝇，散发臭味，而且在该系统中，底层一般未经密封，有可能造成地下水污染。表面流系统通过硝化/反硝化去除氮，氨在好氧区被硝化细菌氧化，而硝酸根在缺氧区被反硝化细菌转化为氮气或氮氧化物。自由水面系统可提供磷
25
的持续去除，但以相对较低的速率进行。磷在表面流湿地的去除主要通过吸附、吸收、络合和沉淀作用完成。
在水平潜流人工湿地系统中，污水由人工湿地的一端引入，经过配水系统（一般由卵石构成）均匀进入根区基质层。基质层一般由土壤和砾石构成，表层土壤上栽种耐水植物，通常是芦苇。这些植物有发达的根系，可以深入到表土以下0.6～0.7m的砾石层中。这些根系交织成网，与砾石一起构成一个透水的系统。同时这些根系具有输氧功能，在根系的周围水中溶解氧浓度较高，适宜好氧微生物的活动。通过附着在砾石和植物地下部分（即根和根茎）上的好氧微生物的作用分解废水中的有机物，矿化后的一部分有机物（如氮和磷）可被植物利用，在缺氧区还可以发生反硝化作用而脱氮，使污水得到净化。在预处理系统中没有去除的可沉降和悬浮固体通过过滤和沉降被有效去除，沉降在任何水平潜流式人工湿地的静止区域均会发生，与自由表面流人工湿地相比，水平潜流人工湿地的水力负荷和污染负荷大，对BOD，COD，SS，重金属等污染指标的去除效果好，且很少有恶臭和滋生蚊蝇现象。一般情况下潜流式人工湿地出水水质优于传统二级处理的出水质。在欧洲，水平潜流湿地最常用的名词是“芦苇床处理系统”，这是由于经常采用的植物是芦苇。在美国，则称作“植被淹没床”。利用水平潜流式人工湿地处理废水的概念在20世纪70年代的德国形成。第一个运行人工湿地于1974年在德国Othfresen投入运行，由于这种工艺利用植物的根状茎输氧，故又被称作“根区方法”。
垂直流湿地的水流状况综合了表面流湿地和水平潜流湿地的特
26
点．污水由表面纵向流过床底，此外，垂直潜流系统常常采用间歇进水。具有覆盖整个表面的布水系统，因此造价要求高，近些年来，人们越来越注意垂直潜流人工湿地，同自由水面人工湿地相比，垂直潜流人工湿地氧化能力要高出数倍。间歇运行时，在负荷阶段空气被排出，而干燥阶段大气又进入了多孔空隙，氧气传输速度加快（氧气在空气中的扩散速度是水中的10000倍），因此，垂直潜流系统对污水有较高的好氧处理能力。总之，垂直流人工湿地的占地面积更小，效果更高，其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系统。落干/淹水时间较长，控制相对复杂。其建造要求高，基建费用相对较高，并且容易发生堵塞现象，故不如水平潜流湿地应用广泛。
（3）潜流型人工湿地净化效果 ①对有机物的去除
潜流型人工湿地的显著特点之一就是其对有机污染物有较强的降解能力。污水中的不溶有机物通过湿地的沉积、过滤作用。可以很快地被截留而被微生物利用；污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜吸附、咀收及生物代谢过程而分解去除。资料表明，潜流型人工湿地系统的出水水质优于传统的二级生物处理。
②对氨氮的去除
潜流型人工湿地对氮的去除作用包括吸附，过滤和沉积、氨挥发、植物吸收和微生物硝化和反硝化作用：微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除过程中起着重要作用。在潜流型湿地系统中，氧的主要来源是植物根系。但这种能力是非常有限的，这就妨碍了任何流经该水域
27
水流中氨的硝化作用，为提高潜流型湿地的供氧量，可以采用周期性地改变水深促使根系向纵深生长，增加暴露水面或地表漫流区以促进表面复氧作用，或采用间歇布水的方式，以及采用频繁注入和循环的多个平行床系统使大气中的氧进入到介质中等方法。潜流型湿地系统高的净化能力主要是依靠土壤有效的通气性。潜流型人工湿地对BOD5、CODCr、氨氮的去除能力很高，但总氮的去除能力有限。通过给湿地系统增设输气管，利用慢灌快排使系统充分进气，以增加内部溶解氧的含量来提高系统的硝化反应能力，能大大提高氨氮的去除率。
③对磷的去除
潜流型人工湿地对磷的去除作用包括吸收、化学沉积、植物和藻类吸收、微生物作用等，其中基质吸附起主要作用。基质的理化性质对磷的去除率有很大影响。根据镁、钙、铁、铝和磷的吸附关系的研究，发现钙与磷的吸附相关性最强。潜流型湿地系统对磷的去除能力决定于这些矿质元素在基质中的含量。根据几种基质元素对磷的去除能力的比较分析，发现飞灰和页岩具有最大的磷吸收率，然后是铝土矿、石灰石，综合比较各种性能，研究认为页岩最适合作为潜流型湿地系统的基质。同时也有一些研究认为将人工基质中的一种或几种和沙混合使用可以显著提高潜流型湿地系统的除磷能力。
潜流型人工湿地处理系统处理不同污水的处理效果见下表：
表4-3 潜流型人工湿地系统对不同污水的处理效果统计表
废水类型 湿地类型 污染物去除效果（%） BOD5 28
COD NH3-N TN TP