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【摘 要】本文以人工湿地污水处理系统为研究对象，首先针对人工湿地污水处理系统在实践应用过程中的优势以及一般性分类进行了简要分析，在此基础之上从污染物降解动力学特征以及水流动力学特征这两个方面入手，针对人工湿地污水处理系统性能改进的措施展开了较为详细的分析与阐述，旨在于为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
【关键词】人工湿地；污水处理系统；优势；分类；性能改进；措施；分析
一、人工湿地污水处理系统应用优势及其分类分析
众所周知，有关自然湿地的模拟是人工湿地污水处理系统得以实现与发展的基础所在。自然属性的实地是水生生态与陆生生态在自然界复杂多变环境下所形成的一种固定性过多地带。有关研究学者曾经明确指出：自然湿度是具备最高初级生产力特征的生态系统构成要素。在现代化环境保护的研究视野下，湿地一方面为大量野生性动植物的生长与繁殖提供了必要的环境与场所支持，另一方面还在调节气候、涵养水分的同时实现对污水的净化与处理。
传统意义上湿地污水的处理方式基本包括活性污泥法以及稳定塘法这两种类型。以上两种湿地污水处理方式在实践应用过程当中均表现出了包括经济性、可操作性、高效性、低能耗性以及稳定性在内的多点应用优势，并且也为湿地周边农业及渔业的发展营造了有利环境。然而，在全球经济一体化发展趋势不断加剧以及城市化建设规模持续扩大的背景作用之下，越来越多的有毒有害物质开始浸入自然湿地区域，自然湿地资源的有效性特征与其在处理这部分有毒有害物质过程中的超负荷特性构成了极为显著的矛盾。基于这一实际情况，相关人员提出了一种基于人工湿地模拟自然湿地方式实现对污水净化与处理的操作系统。
值得注意的一点是：区别于上文中所述的自然湿地污水处理而言，建立在人工湿地基础之上的整个污水处理系统各环节运行特性始终受到人为监督与控制。在具备一定长宽比例以及坡度的洼地位置，由土壤以及砂石原料构成混合型填料床，并将污水处理性能显著，成活率较高且生长周期较长的植物（现阶段主要包括凤眼莲以及芦苇等在内）种植于床体之上，配合水体以及填料中所生存的微生物，构成一个完整且独特的生态环境系统。在污水流经人工湿地污水处理系统的过程当中，通过床体表面以及填料缝隙位置所发挥的沉淀反应、吸附反应、过滤反应以及分解反应等，实现对污水的高效处理与净化。
现阶段，按照水利方式的差异性，人工湿地污水处理系统主要可以分为以下两种类型：①.地表流人工湿地污水处理系统：此种类型的人工湿地污水处理系统性能基本与沼泽属性表现为一致性状态，污水以一种相对较慢的速度流经人工湿地表面位置。实践应用过程当中投资较少，操作较为简单。然而其缺陷在于占地面积较大并且污水处理净化能力有所受限；②.潜流人工湿地污水处理系统：在此种系统的执行污水处理与净化动作的过程当中，污水自高段位置保持均匀性速度流经填料床，考虑到该床底设置于防水层部件，导致此种类型的人工湿地水力负荷指标与污染负荷指标始终控制在较大范围内，能够针对BOD、COD以及SS在内的多种重金属物质发挥极为显著的净化功效。然而其局限性在于：有关此种污水处理系统的控制相对较复杂，无法保障有效的脱N以及脱P性能。
二、人工湿地污水处理系统性能改进措施分析
在当前技术条件支持下，相关研究人员有关人工湿地净化过程的认知与分析绝大情况下多是建立在对“黑箱理论”的研究与分析基础之上。有关污水在人工湿地系统净化过程中的认知存在较为明显的缺陷性。以上问题直接导致相关人员在建造整个人工湿地的过程当中主要依从于经验性特征，人工湿地系统构建受主观性因素的影响较大。在不同的经验特性作用之下，势必会导致各地人工湿地所对应的净化效率存在较为显著的差异性。结合对人工湿地内部系统的深入分析，通过工艺设计的方式研究人工湿地污水处理系统的性能改进工作要点，已成为现阶段推動人工湿度污水处理工作质量不断提升的最关键途径之一。
从化学工程反应器理论的研究视角角度上来说，在实践应用过程当中，会对整个人工湿地污水处理工作效率产生决定性影响的工作要素主要涉及到两个方面：其一是人工湿地污水处理系统中污染物发生降解反应过程中所表现出的动力学特征因素；其二是人工湿地污水处理系统内部水流动力学特征因素。除以上两个方面的因素以外，包括环境温度因素以及氧气含量因素同样会对整个水工湿地污水处理系统工作效率的发挥以及推广速度的提升产生极为重要的影响。基于以上分析，建立在有关人工湿地污水处理系统性能改进的研究过程当中，重点采取如下几个方面的措施，确保人工湿地污水处理系统运行性能的可靠性。
1.人工湿地污水处理系统污染物降解动力学特征因素改进措施分析：在有关人工湿地污水称处理系统的设计过程当中，要求相关工作人员结合所需处理污水中含有污染物的类型以及特性，基于对这部分污染物在发生降解反应过程中所对应的动力学规律表达形式进行设计。在此基础之上实现对整个人工湿地污水处理系统组合性能的计算与确定。以现阶段比较常见的COD为例，在研究过程当中，对于COD而言，污水水体当中COD的含量与COD所对应的净化负荷指标表现出了明显的正比例线性相关关系。换句话来说：出水水体中所含有COD总量指标将伴随着水力停留时间的持续延长而有所显著降低。按照以上关系，可以构建一个基于COD有效去除的一级反应速率方程。具体的表达方式如下所示。
D[COD]/dt=k*[COD]
在该一级反应速率方程当中，k定义为COD所对应的反应速率常数取值情况。结合有关COD一级反应速率方程的构建，一方面能够发挥对整个人工湿地污水处理系统设计的优化发展，另一方面也能够保障整个系统管理与控制工作的有效开展。从实践应用的角度上来说，通过构建有关COD一级反应方程的方式可以计算得出与之相对应的反应速率常数值表，从而明确在整个人工湿地正常运行状态下，一定污染物在发生完全降解反应过程中所对应的水力停留时间指标。然而不可否认的一点是：以上建立在COD基础之上的一级反应速率方程并无法将整个污染物复杂化的降解反应过程完全反应出来，现阶段仅通过动力学特征的计算，实现对人工湿地污水系统建设的指导。 2.人工湿地污水处理系统水流动力学特征因素改进措施分析：污染物所表现出的迁移过程在很大程度上受到了来自于人工湿地系统水流流动特征的影响。通过研究水流动力学特征的方式，能够发挥其在提高整个人工湿地污水处理系统净化效果中的重要意义与价值。相关实践研究证实：对于整个人工湿地污水处理系统而言，较大的出水速率以及较大的出水量往往对应着较好的污水处理系统净化效果。通过发挥植物根水流疏导功能以及氧气传递功能的方式确保整个人工湿地污水处理系统出水速率指标的有效提升。在这一过程当中还需要注意的一点是：一般情况下，较大的水体容积往往能够实现对更多污水量的容纳与吸收，这对于整个人工湿地污水处理系统净化性能的提升而言同样有着重要意义。基于以上分析，在有关水流动力学特征因素的改进过程当中需要着重关注两个方面的问题：一方面，植物的存在能够实现对水体污染物的有效吸收，强化微生物活性，提升污水处理系统净化性能；另一方面，植物根系的存在使得人工湿地孔隙度有所降低，这在一定程度上减少了长期停留于人工湿地系统中的水量，这显然是不利于污水处理系统净化性能发挥的。以上问题也就要求在人工湿地植物选取的过程当中应当谨慎考量，优选须根茎状植物，从而正确处理以上指标之间的对应关系。
三、结束语
通过本文以上分析不难发现：人工湿地污水处理系统有着极为显著的经济性优势、环境性优势以及社会性优势。实践研究同时证实：经由人工湿地污水处理系统所处理后的出水水体质量较好，能够普遍应用于包括农、林、牧、副、渔在内的相关行业领域，在现代社会建设发展中发挥着极为重要的意义。总而言之，本文针对有关人工湿地污水处理系统及其在性能改進过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。
参考文献：
[1]郑连存，张欣欣，闫海等.潜水流湿地污水处理反应器模型求解[J].北京科技大学学报，2008，30（7）：714-716.
[2]张永勇，张光义，夏军等.湿地污水处理机理的研究[J].环境科学与技术，2005，28（z1）：165-167.
[3]程凤林，郑连存.非稳态情况下潜流湿地数学模型的求解及分析[J].华北水利水电学院学报，2008，29（6）：97-99.
[4]黄健，赵晓芬.微生物在人工湿地污水处理中的研究进展[J].海洋湖沼通报，2012，（2）：151-156.
[5]彭润芝，董泽琴，史莉等."地沟式渗滤+碎石床湿地"污水处理技术研究[J].贵州环保科技，2004，10（z1）：20-23.27.
【关键词】人工湿地；污水处理系统；优势；分类；性能改进；措施；分析
一、人工湿地污水处理系统应用优势及其分类分析
众所周知，有关自然湿地的模拟是人工湿地污水处理系统得以实现与发展的基础所在。自然属性的实地是水生生态与陆生生态在自然界复杂多变环境下所形成的一种固定性过多地带。有关研究学者曾经明确指出：自然湿度是具备最高初级生产力特征的生态系统构成要素。在现代化环境保护的研究视野下，湿地一方面为大量野生性动植物的生长与繁殖提供了必要的环境与场所支持，另一方面还在调节气候、涵养水分的同时实现对污水的净化与处理。
传统意义上湿地污水的处理方式基本包括活性污泥法以及稳定塘法这两种类型。以上两种湿地污水处理方式在实践应用过程当中均表现出了包括经济性、可操作性、高效性、低能耗性以及稳定性在内的多点应用优势，并且也为湿地周边农业及渔业的发展营造了有利环境。然而，在全球经济一体化发展趋势不断加剧以及城市化建设规模持续扩大的背景作用之下，越来越多的有毒有害物质开始浸入自然湿地区域，自然湿地资源的有效性特征与其在处理这部分有毒有害物质过程中的超负荷特性构成了极为显著的矛盾。基于这一实际情况，相关人员提出了一种基于人工湿地模拟自然湿地方式实现对污水净化与处理的操作系统。
值得注意的一点是：区别于上文中所述的自然湿地污水处理而言，建立在人工湿地基础之上的整个污水处理系统各环节运行特性始终受到人为监督与控制。在具备一定长宽比例以及坡度的洼地位置，由土壤以及砂石原料构成混合型填料床，并将污水处理性能显著，成活率较高且生长周期较长的植物（现阶段主要包括凤眼莲以及芦苇等在内）种植于床体之上，配合水体以及填料中所生存的微生物，构成一个完整且独特的生态环境系统。在污水流经人工湿地污水处理系统的过程当中，通过床体表面以及填料缝隙位置所发挥的沉淀反应、吸附反应、过滤反应以及分解反应等，实现对污水的高效处理与净化。
现阶段，按照水利方式的差异性，人工湿地污水处理系统主要可以分为以下两种类型：①.地表流人工湿地污水处理系统：此种类型的人工湿地污水处理系统性能基本与沼泽属性表现为一致性状态，污水以一种相对较慢的速度流经人工湿地表面位置。实践应用过程当中投资较少，操作较为简单。然而其缺陷在于占地面积较大并且污水处理净化能力有所受限；②.潜流人工湿地污水处理系统：在此种系统的执行污水处理与净化动作的过程当中，污水自高段位置保持均匀性速度流经填料床，考虑到该床底设置于防水层部件，导致此种类型的人工湿地水力负荷指标与污染负荷指标始终控制在较大范围内，能够针对BOD、COD以及SS在内的多种重金属物质发挥极为显著的净化功效。然而其局限性在于：有关此种污水处理系统的控制相对较复杂，无法保障有效的脱N以及脱P性能。
二、人工湿地污水处理系统性能改进措施分析
在当前技术条件支持下，相关研究人员有关人工湿地净化过程的认知与分析绝大情况下多是建立在对“黑箱理论”的研究与分析基础之上。有关污水在人工湿地系统净化过程中的认知存在较为明显的缺陷性。以上问题直接导致相关人员在建造整个人工湿地的过程当中主要依从于经验性特征，人工湿地系统构建受主观性因素的影响较大。在不同的经验特性作用之下，势必会导致各地人工湿地所对应的净化效率存在较为显著的差异性。结合对人工湿地内部系统的深入分析，通过工艺设计的方式研究人工湿地污水处理系统的性能改进工作要点，已成为现阶段推動人工湿度污水处理工作质量不断提升的最关键途径之一。
从化学工程反应器理论的研究视角角度上来说，在实践应用过程当中，会对整个人工湿地污水处理工作效率产生决定性影响的工作要素主要涉及到两个方面：其一是人工湿地污水处理系统中污染物发生降解反应过程中所表现出的动力学特征因素；其二是人工湿地污水处理系统内部水流动力学特征因素。除以上两个方面的因素以外，包括环境温度因素以及氧气含量因素同样会对整个水工湿地污水处理系统工作效率的发挥以及推广速度的提升产生极为重要的影响。基于以上分析，建立在有关人工湿地污水处理系统性能改进的研究过程当中，重点采取如下几个方面的措施，确保人工湿地污水处理系统运行性能的可靠性。
1.人工湿地污水处理系统污染物降解动力学特征因素改进措施分析：在有关人工湿地污水称处理系统的设计过程当中，要求相关工作人员结合所需处理污水中含有污染物的类型以及特性，基于对这部分污染物在发生降解反应过程中所对应的动力学规律表达形式进行设计。在此基础之上实现对整个人工湿地污水处理系统组合性能的计算与确定。以现阶段比较常见的COD为例，在研究过程当中，对于COD而言，污水水体当中COD的含量与COD所对应的净化负荷指标表现出了明显的正比例线性相关关系。换句话来说：出水水体中所含有COD总量指标将伴随着水力停留时间的持续延长而有所显著降低。按照以上关系，可以构建一个基于COD有效去除的一级反应速率方程。具体的表达方式如下所示。
D[COD]/dt=k*[COD]
在该一级反应速率方程当中，k定义为COD所对应的反应速率常数取值情况。结合有关COD一级反应速率方程的构建，一方面能够发挥对整个人工湿地污水处理系统设计的优化发展，另一方面也能够保障整个系统管理与控制工作的有效开展。从实践应用的角度上来说，通过构建有关COD一级反应方程的方式可以计算得出与之相对应的反应速率常数值表，从而明确在整个人工湿地正常运行状态下，一定污染物在发生完全降解反应过程中所对应的水力停留时间指标。然而不可否认的一点是：以上建立在COD基础之上的一级反应速率方程并无法将整个污染物复杂化的降解反应过程完全反应出来，现阶段仅通过动力学特征的计算，实现对人工湿地污水系统建设的指导。 2.人工湿地污水处理系统水流动力学特征因素改进措施分析：污染物所表现出的迁移过程在很大程度上受到了来自于人工湿地系统水流流动特征的影响。通过研究水流动力学特征的方式，能够发挥其在提高整个人工湿地污水处理系统净化效果中的重要意义与价值。相关实践研究证实：对于整个人工湿地污水处理系统而言，较大的出水速率以及较大的出水量往往对应着较好的污水处理系统净化效果。通过发挥植物根水流疏导功能以及氧气传递功能的方式确保整个人工湿地污水处理系统出水速率指标的有效提升。在这一过程当中还需要注意的一点是：一般情况下，较大的水体容积往往能够实现对更多污水量的容纳与吸收，这对于整个人工湿地污水处理系统净化性能的提升而言同样有着重要意义。基于以上分析，在有关水流动力学特征因素的改进过程当中需要着重关注两个方面的问题：一方面，植物的存在能够实现对水体污染物的有效吸收，强化微生物活性，提升污水处理系统净化性能；另一方面，植物根系的存在使得人工湿地孔隙度有所降低，这在一定程度上减少了长期停留于人工湿地系统中的水量，这显然是不利于污水处理系统净化性能发挥的。以上问题也就要求在人工湿地植物选取的过程当中应当谨慎考量，优选须根茎状植物，从而正确处理以上指标之间的对应关系。
三、结束语
通过本文以上分析不难发现：人工湿地污水处理系统有着极为显著的经济性优势、环境性优势以及社会性优势。实践研究同时证实：经由人工湿地污水处理系统所处理后的出水水体质量较好，能够普遍应用于包括农、林、牧、副、渔在内的相关行业领域，在现代社会建设发展中发挥着极为重要的意义。总而言之，本文针对有关人工湿地污水处理系统及其在性能改進过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。
参考文献：
[1]郑连存，张欣欣，闫海等.潜水流湿地污水处理反应器模型求解[J].北京科技大学学报，2008，30（7）：714-716.
[2]张永勇，张光义，夏军等.湿地污水处理机理的研究[J].环境科学与技术，2005，28（z1）：165-167.
[3]程凤林，郑连存.非稳态情况下潜流湿地数学模型的求解及分析[J].华北水利水电学院学报，2008，29（6）：97-99.
[4]黄健，赵晓芬.微生物在人工湿地污水处理中的研究进展[J].海洋湖沼通报，2012，（2）：151-156.
[5]彭润芝，董泽琴，史莉等."地沟式渗滤+碎石床湿地"污水处理技术研究[J].贵州环保科技，2004，10（z1）：20-23.27.