废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理

脱氮、除磷工艺与微生物学原理微污染水源水预处理中的微生物学问题人工湿地中微生物与水生植物净化污水的作用饮用水的消毒及其微生物学效应第十章污水的深度处理及微污染水源水预处理的微生物学原理第一节污（废）水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理

一、污、废水脱氮、除磷的具体指标1、《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》（GB18918-2002）4.1.2.2城镇污水处理厂出水排入GB3838地表水Ⅲ类功能水域（划定的饮用水水源保护区和游泳区除外）、GB3097海水二类功能水域和湖、库等封闭或半封闭水域时，执行一级标准的B标准。一级标准的B标准废水总磷含量≤1.5（1）mg/L氨氮（以N计）

≤8（15）mg／L2、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）4.1.1排入GB3838地表水Ⅲ类水域（划定的保护区和游泳区除外）和排入GB3097中二类海域的污水，执行一级标准。一级标准废水磷酸盐含量(以P计)≤0．5mg/L氨氮（以N计）

≤15mg／L一、污（废）水脱氮、除磷的目的和意义一级处理：物理处理沙砾及大的SS

COD去除30%二级处理：生物处理有机物COD70-90%，BOD5>90%

25％氮和19％的磷但出水中的氮和磷含量仍有未达到排放标准

→初沉池曝气池二沉池→→→进水回流污泥沉砂池格栅出水一级处理二级处理剩余污泥氮、磷污染的危害性：水体富营养化

城市生活污水工业废水农肥(N)和农药(P)动物粪便水二、天然水体中氮、磷的来源（一）脱氮原理三、微生物脱氮原理、脱氮微生物及脱氮工艺硝化短程硝化:NH3+1.5O2HNO2+H2O全程硝化:NH3+1.5O2HNO2+H2O0.5O2+HNO2HNO32.反硝化反硝化脱氮:2HNO3+CH3CH3OHN2+CO2+2[H]+3H2O厌氧氨氧化脱氮:NH3+HNO2N2+2H2O2NH3+HNO31.5N2+3H2O+[H]厌氧氨反硫化脱氮:2NH3+H2SO4N2+S+4H2O好氧反硝化脱氮：脱氮副球菌（二）硝化、脱氮微生物

1、硝化作用段及微生物：包括亚硝化微生物、硝化微生物，好氧，G-，无机化能营养，个别有机化能营养。（1）氧化氨的细菌：好氧氨氧化细菌（亚硝化细菌）：NH3+1.5O2HNO2+H2O以NH3为供氢体，O2为最终电子受体，化能无机营养，专性好氧，最适温度25-30℃（2-30℃），最适pH7.5-8.0（5.8-8.5），世代时间长常见菌：亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌、亚硝化叶状菌。

厌氧氨氧化细菌：NH3+HNO2N2+2H2O2NH3+HNO31.5N2+3H2O+[H]供氢体最终电子受体厌氧氨反硫化脱氮:2NH3+H2SO4N2+S+4H2O供氢体最终电子受体（2）硝化细菌：最适温度25-30℃，最适pH7.5-8.0。NO2-浓度在2-30mmol/L时化能无机营养最好，常见菌有硝化杆菌、硝化螺菌、硝化球菌。硝化杆菌：化能无机营养型化能有机营养型（以丙酮酸、乙酸为碳源）

（3）硝化过程的运行操作：

①

泥龄：悬浮固体停留时间SRT，用θ表示。可通过排泥控制泥龄，一般控制在5d以上，泥龄要大于硝化细菌的比生长速率。

工作着的活性污泥量与每日排出的剩余污泥量的比值μN——硝化菌比生长速率KNd——硝化菌衰减速率NH4++1.86O2+0.99CaCO3

0.98NO3-+0.02C5H7NO2+0.89CO2+1.93H2O+0.99Ca2+14.257.070.16g新细胞

硝化反应方程式每氧化1gNH4+-N为NO3--N，需消耗4.25gO2，

消耗7.07g碱度（以CaCO3计），合成0.16g新细胞②溶解氧：生活污水一般维持在1.2～2.0mg/L。工业废水：有机物浓度（BOD和COD）和氨氮浓度溶解氧小于0.5mg/L，硝化作用停止。

需氧量的计算：ρO2=4.25×ρN,被氧化ρO2为氧气的质量浓度，mg/LρN,被氧化为被氧化的N的质量浓度，mg/L③水力停留时间：普通活性污泥法曝气时间4-6h。针对废水情况确定。④pH：硝化反应导致pH下降，而硝化细菌对pH十分敏感，亚硝酸细菌、硝酸细菌生长最适pH是7.5-8.0,可投加碳酸氢钠维持碱度。

碱度需要量：碱度=7.07×ρN,被氧化⑤温度：最适温度25-30℃，其温度范围（-5-60℃）比较广泛，可被应用于各种污水和废水的生物处理中。2、反硝化作用段及其细菌（1）反硝化细菌：能以NO3-为最终电子受体，以低分子量有机物作为供氢体，将NO3-还原为N2的细菌。假单胞菌属内最多好氧型：已分离15属32种兼性厌氧型（2）反硝化段运行操作关键指标碳源（电子供体）：葡萄糖、乳酸、丙酮酸、甲醇等pH（由碱度控制）：7-8最终电子受体：NO3-和NO2-、温度：10-35℃内，逐渐增大，在65-70℃间达到最大值溶解氧：<0.2

mg/L（好氧反硝化除外）NO3-NO2-NON2ON2氧化亚氮还原酶氧化氮还原酶硝酸盐还原酶亚硝酸盐还原酶传统的反硝化过程反硝化类型：外源反硝化：利用外来碳源，NO3-为最终电子受体，合成自

身细胞物质2CH3OH+HNO3+Ca(OH)20.2C5H7NO2+0.4N2+6[H]+CaCO3+3.6[OH]1.031gNO3-0.37g新细胞1.61

内源反硝化：以机体内的有机物为碳源，以NO2-或NO3-为最终电子受体C5H7NO2+4.6NO3-N2+1.2H2O+5CO2+4.6OH-

②厌氧氨氧化脱氮：NH3+HNO2N2+2H2O③好氧反硝化：脱氮副球菌（三）微生物脱氮工艺的选择：COD：用化学氧化剂(如高锰酸钾、重铬酸钾)氧化水中需氧污染物质时所消耗的氧化剂的量。是评定水质污染程度的重要综合指标之一。COD的数值越大，则水体污染越严重。CODCr

BOD：指有溶解氧条件下，好氧微生物降解有机物所消耗的DO的量。BOD5:20℃，5天生物降解所消耗的DO量。A/O脱氮工艺（前置反硝化生物脱氮系统）脱碳和脱氮：先脱碳—脱氮脱碳菌的代谢产物是硝化菌的碳源；有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速，硝化菌时代时间长，生长缓慢；反硝化作用利用废水中的有机物作为碳源，不需外加碳源。硝化反应消耗碱度，可利用反硝化产生的碱度，防止pH值下降

（A/O）2工艺1）传统硝化反硝化脱氮技术

NH4+-NNO2--NNO3--NN2

硝化阶段反硝化阶段传统硝化反硝化脱氮技术的缺点：COD氧化和硝化耗能巨大，且在COD氧化中，无形中失去贮存在COD内的大量化学能(每kgCOD约含1.4×107J代谢热)；反硝化需消耗COD；剩余污泥量大；耗能造成大量二氧化碳释放，并进入大气。

2)亚硝酸型硝化反硝化脱氮技术的基本原理——将硝化过程控制在HNO2阶段而终止，阻止NO2-的进一步硝化，随后直接进行反硝化。

NH4+-NNO2--NN2

硝化阶段反硝化阶段总反应式：2NH4++3O2→NO2-+2H2O+4H+2NO2-+3H(电子供体有机物)→1/2N2+H2O+OH-3）典型工艺①SHARON工艺（singlereactorforhighammoniumremovalovernitrite，亚硝化脱氮）——1975年Voets等提出，短程硝化-反硝化捷径反硝化温度：30-35℃限制充氧量：0.5-1.0mg/L缩短曝气时间硝化：0.5NH4++0.75O20.5NO2-+H++0.5H2O反硝化：CH3CH2OH+3NO2-1.5N2+2CO2+3H2O促使亚硝化细菌生长，限制硝化细菌生长节省了能耗和碳源(1)与活性污泥法相比，节省氧供应量约25%；(2)节省反硝化所需碳源；(3)减少污泥生成量；(4)减少投碱量；(5)缩短反应时间,反应器的容积相应减小2.厌氧氨氧化技术（ANAMMOX）微生物直接以NH4+作为电子供体，以NO3-或NO2-作为电子受体，将NH4+

、NO3-或NO2-转变成N2。5NH4++3NO2-→4N2+9H2O+2H+NH4++NO2-→N2+2H2O环境条件苛刻：厌氧环境温度：30-35℃pH：7.5-8.3

不需要O2和有机物处理高氨氮焦化废水、垃圾渗滤液和消化污泥脱水液有成功实例③OLAND工艺（oxygenlimitedautotrophicnitrificationdenitrification，限制氧自养硝化反硝化）NH4+NO2-空气NH4+NO2-N2倾出液严格控制DO0.1-0.3mg/L50%NH4+被氧化为NO2-整个反应式：NH4++0.75O2→0.5N2+H++1.5H2O

关键：控制低溶解氧浓度优点：耗时短，能耗低，脱氮效率高，占地面积小，适合处理低COD，高氨氮的废水④SHARON-ANAMMOX工艺NH4+NO2-空气NH4+NO2-N2主要控制条件为温度、碱度和水力停留时间；Anammox反应器中不得有DO的存在。控制pH是关键，pH=8最适合亚硝化细菌生长，抑制硝化细菌生长(pH=7).主要适用于处理污泥上清液和高氨氮、低碳源工业废水。NH4++0.75O20.5NO2-+0.5H2O+H++0.5NH4+NH4++2.0O2NO3-+H2O+2H+供氧量节省62.5%短程硝化全程硝化耗碱量节省50%6NO2-+6NH4+6N2+12H2O6NO3-+5CH3OH+CO23N2+6HCO3-+7H2O甲醇消耗量节省100%厌氧氨氧化全程反硝化只须氧化50%的NH4+SHARON-ANAMMOX工艺与传统反硝化工艺比较参数SHARON-ANAMMOX工艺传统硝化反硝化工艺耗氧量/kg(O2).[kg(NH3-N)]-1反硝化BOD消耗量/kg(BOD).[kg(NH3-N)]-1污泥产量/kg(VSS).[kg(NH3-N)]-11.900.083.4-5>1.71CO2产量减少/%90动力消耗减少/%60构筑物空间减少/%50碱用量减少/%50荷兰鹿特丹污水处理厂2002年世界上第一个生产性Sharon-Anammox工艺在荷兰鹿特丹污水处理厂正式运行，用于处理污泥消化液。设计处理流量为550m3/dSHARON反应器有效容积1650m3（Φ=19.5m，H=5.75m）Anammox反应器容积70m3（Φ=2.2m，H=18m）⑤CANON：completelyautotrophicnitrogenremovalovernitrite基于亚硝酸盐的完全自养脱氮CANON工艺是一种在同一个反应器内实现亚硝化和厌氧氨氧化的脱氮工艺。

由荷兰Delft大学2002年研发的。亚硝化菌在有氧条件下把NH4+氧化成NO2-，厌氧氨氧化菌则在无氧条件下把NH4+和NO2-转化为N2，即利用亚硝化菌和厌氧氨氧化菌的协同作用，在同一个反应器中完成亚硝化和厌氧氨氧化。适合处理高氨氮、低C/N比的废水垃圾渗滤液、污泥消化液单相CANON工艺1自养型微生物不需要碳源2硝化50%的氨氮控制在亚硝化段节约碱度50%3限氧条件下进行节约供氧量理论上节约供氧62.5%优点厌氧氨氧化菌倍增时间长所需环境温度为中高温Anammox菌特征信息工程化应用困难接种污泥的优化环境因子的控制合理优化工艺参数展望⑥同步硝化反硝化工艺（SNDsimultaneousnitrificationanddenitrification)好氧反硝化基础上提出。在有一定溶解氧的条件下，将硝化和反硝化两个过程置于一个构筑物内的微生态系统中同步进行。关键控制活性污泥浓度和污泥颗粒粒径大小，使DO的扩散梯度形成厌氧区、缺氧区和好氧区。好氧硝化细菌、好氧反硝化细菌和厌氧反硝化细菌三者协同作用。控制DO浓度：硝化反应速率：反硝化速率：动力学分析，DO=0.14mg/L，同步硝化反硝化实际合理设计，严格控制运行管理，控制有机碳源，

既有利于硝化细菌的同化作用，又有利于反硝化作用在C/N合适的范围内，提高C/N有利于SND有机碳源反硝化细菌异养菌硝化细菌SND优点：硝化和反硝化在同一空间和时间内进行构筑物单一，运行省时、省能耗，省资源（碳源和碱度缓冲剂）尚处于探索和研究阶段好氧反硝化存在的问题：好氧反硝化菌增长不快，数量少，四、微生物除磷原理、除磷微生物及其工艺1、聚磷细菌：能够吸收磷酸盐合成多聚磷酸盐（异染颗粒）储存在细胞内，种类较多，其中聚磷能力强的优势菌有不动杆菌—莫拉氏菌群、假单胞菌属、气单胞菌属、黄杆菌属等。2、微生物除磷原理：厌氧放磷好氧吸磷沉淀排泥3、除磷的生物化学机制：（1）厌氧放磷：①产酸菌分解有机物产酸菌在厌氧或缺氧条件下分解蛋白质、脂肪和碳水化合物等大分子有机物为三类可快速降解的基质：A类：乙酸、甲酸和丙酸等低分子有机酸；B类：乙醇、甲醇和葡萄糖等；C类：丁酸、乳酸和琥珀酸等。厌氧放磷聚磷细菌分解聚磷释放磷，产生ATP，利用合成的ATP主动吸收3类基质合成聚β-羟基丁酸（PHB）。（2）好氧吸磷：

聚磷菌在好氧条件下，分解机体内的PHB和外源基质，产生质子驱动力将体外的PO43-输送到体内合成ATP和核酸，将过剩的PO43-聚合成细胞贮存物多聚磷酸盐，细胞增殖。聚P聚P聚P聚P大部分（P）去除水中PPO43-部分回流做菌种ATP+合成分解有机基质

厌氧区

好氧区

P

聚磷菌

聚磷菌

O2

聚磷菌

聚磷菌

产酸菌

聚P

PHB

PHB

聚P

乙酸、葡萄糖、丁酸1）厌氧—好氧（A/O）除磷工艺进水厌氧放磷沉淀池好氧聚磷出水部分污泥回流接种剩余污泥处理沉淀脱磷曝气池受进水易降解COD（BOD5)的影响BOD5:TP2）弗斯特利普（Phostrip）除磷工艺曝气池（吸收磷，去除BOD）原污水（含磷）处理水脱磷处理水混合池混合池含磷污水石灰沉淀池Ⅱ含磷污泥可用作肥料沉淀池Ⅰ含磷污泥+脱磷水脱磷污泥回流（用于吸收磷）含磷污泥除磷池（厌氧）冲洗水剩余污泥排放不脱磷污泥回流缓速搅拌缓速搅拌脱磷水碳源：有机物（葡萄糖、甲醇等）[NO2-]

、[NO3-]极低：溶解氧：一般控制在0.2mg/L以下氧化还原电位低于150mVpH值：最适pH值为7.0~8.0温度：30℃左右TKN：COD≤0.08mgN/mgCODBOD5:TP≥20若只除磷不脱氮，可用化学法加药剂除磷除磷工艺运行条件除磷效果好；1mg/L可减少化学污泥量；可减少污泥膨胀，改进沉降效果；污泥易脱水，肥效高；成本低廉，操作方便；适合于现有污水处理工厂的改建。生物除磷的优点同步生物脱氮除磷工艺1.A2/O工艺厌氧池缺氧池好氧池原污水沉淀池出水回流污泥（含磷污泥）剩余污泥（释放磷有机氮氨化）（反硝化脱氮）（硝化吸收磷，去除BOD）内循环N2Anaerobic/Anoxic/Oxic工艺工艺特点：(1)工艺流程比较简单；(2)厌氧、缺氧、好氧交替运行，不利于丝状菌繁殖，无污泥膨胀之虞；(3)无需投药，运行费用低；(4)污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。2.Phoredox工艺（改良型Bardenpho工艺）缺氧池好氧池缺氧池好氧池原污水沉淀池出水回流污泥（含磷污泥）剩余污泥N2（厌氧释放磷）（去除BOD，硝化吸收磷）（释放磷；反硝化脱氮）（吸收磷，去除BOD硝化,脱N2）内循环N2厌氧池（反硝化脱氮、释磷）3.UCT工艺厌氧池缺氧池好氧池原污水沉淀池出水回流污泥（含磷污泥）剩余污泥（释放磷有机氮氨化）（反硝化脱氮）（硝化吸收磷，去除BOD）内循环N2混合液回流工艺特点：（1）类似于A2/O工艺的脱氮除磷工艺；（2）与A2/O工艺的不同之处在于沉淀池污泥是回流到缺氧池而不是回流到厌氧池，这样可以防止由于硝酸盐氮进入厌氧池，破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷效率；（3）增加了从缺氧池到厌氧池的缺氧池混合液回流，由缺氧池向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性BOD，而硝酸盐很少，为厌氧段内所进行的发酵等提供了最优条件。4.改良型UCT工艺厌氧池缺氧池Ⅱ好氧池原污水沉淀池出水回流污泥（含磷污泥）剩余污泥（释放磷有机氮氨化）（反硝化脱氮；释磷）（硝化吸收磷，去除BOD）内循环N2混合液回流缺氧池Ⅰ（反硝化脱氮）N2一、微污染水源预处理的目的和意义

二、水源水污染源和污染物污染源：未经处理工业废水生活污水农药灌溉和养殖业排放水未达到排放标准的处理水污染物：有机物、氨氮、藻类分泌物、挥发酚、氰化物、重金属和农药常规给水厂净水处理工艺的不足不能有效去除原水中的耗氧污染物，处理水不易符合饮用水卫生标准，使给水水质下降。制水过程中预加氯、中间加氯或折点加氯处理，会使水中部分有机物经卤化作用生成THM（三卤甲烷）等三致物质。微污染水源水在净水处理过程中，可能硝化不完全而生成较多的亚硝酸盐，也存在损害健康的危险性。原水中存在的有机污染物和氨氮，使混凝效果下降，耗矾量、耗氯量增加，制水成本大大提高。原水混凝沉淀过滤消毒原水残留有机物容易引起配水管网中的微生物繁殖，生成粘泥，加快管道的腐蚀，同时使水带有恶臭和异味。藻类过度生长的季节，容易造成滤池堵塞，增加反冲洗的工作量和难度。尤其是当一些丝状藻类大量生长或星杆藻（Asterionella）、直链藻（Melosira）等硅藻大爆发时，残存大量硅藻壳，最易发生净水工艺运行障碍。铁锰在处理水中大量存在，会使水质味道变差，甚至引起洗涤物变色。三、微污染水源水微生物预处理及微生物群落1、微生物预处理工艺：均采用膜法生物处理

生物转盘、接触氧化法、生物滤池、生物流化床工艺的选取要根据水质和处理目的，填料的选择要根据填料对微生物的附着力和耐腐蚀性。

处理目的：去除有机物、氨氮（反硝化）、磷

微污染水源水有机物含量低，外加碳源

2、水源水预处理的运行条件（3）DO：流量大时，好氧DO

4mg/L以上，反硝化DO<0.2mg/L、探讨好氧反硝化，利用O2和NO2-、NO3-作为电子受体（4）水温和pH

（1）微生物：适应贫营养的微生物异养除碳菌、硝化细菌、反硝化细菌、藻类、原生动物、微型后生动物组成生态系，（2）供氢体：需外加供氢体。低浓度的乙醇或糖类、短程反硝化中的NH4+水源水沉砂区粗格栅进水闸细格栅生物接触氧化池出水闸沉淀池出水进入水库皮带输送机栅渣栅渣栅渣外运鼓风机空气淤泥沉淀池污泥淤泥沉淀池泥沙深圳水库水源水生物预处理工艺（400万m3/d规模）深圳水库水源水常规处理+深度处理工艺水库水前臭氧接触氧化混合絮凝沉淀石英砂过滤提升泵后臭氧接解氧化生物活性碳过滤出水至管网PAC臭氧发生器石灰消毒O3O3Cl2若尔盖湿地（四川省阿坝）巴音布鲁克（新疆天山）三江平原湿地(黑龙江)黄河三角洲(山东)黄河三角洲(山东)扎龙保护区(黑龙江)辽河三角洲湿地（渤海辽东湾）人工湿地是指人工建造的类似于沼泽的湿地内，放置一定高度的填料，其上种植特定的水生植物，在水生植物根系周围生长着丰富多样的微生物群落，基质、水生植物与微生物构成一个类似于天然沼泽地的特殊生态系统。表流湿地

表流湿地通常是衬有不透水材料层的浅蓄水池，填有土壤或砂砾基质，栽种露出水面的植物。设计成水淹型，所以水位在基质表面之上，废水在基质上面流动，通过稠密的植物，模拟天然湿地的水流。它的建造费用较低。潜流湿地

废水流过基质，且水位保持在基质表面之下。潜流系统适于寒冷的气候，可防止在零下气温时结冰。潜流系统不像表流系统易产生臭味或蚊子，可处理较高负荷的废水。但有机负荷太高，易堵塞。通常在潜流系统前设置沉淀池，去除SS。常采用多个进口，尽可能均匀地分散SS，避免堵塞。垂直流人工湿地平流人工湿地

人工湿地生态系统净化污水的原理是利用系统中的物理、化学、生物的协同作用，通过土壤过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。即污水在沿一定方向流动的过程中，在湿地土壤、植物和微生物共同作用下得到了高效的净化。

人工湿地对有机物的去除不溶性的有机物通过湿地的沉淀、过滤作用可以很快从废水截留下来，被微小生物利用；可溶性的有机物则通过生物膜的吸附及微生物的代谢过程被去除。废水中大部分有机物的最终归宿是被异养微生物转化为微生物体及CO2和H2O，这些新生的有机体可以通过填料的定期更换最终从湿地系统中去除。人工湿地对氮的去除废水中的一部分无机氮作为植物生长过程中不可缺少的物质可直接被植物摄取，合成植物蛋白等有机氮，通过植物收割从废水和湿地系统中去除。废水中大部分的氮是通过微生物的硝化、反硝化作用去除。人工湿地氮的变化人工湿地对磷的去除废水中的无机磷在植物吸收及同化作用下转变成植物的ATP、DNA和RNA等有机成分，通过植物收割从废水和湿地系统中去除。填料对磷的吸附及与填料与PO43-发生化学反应而去除。微生物对磷的正常同化及过量积累作用，由于湿地系统中厌氧、好氧的交替出现，使磷的过量释放和过量积累得以完成。（一）基质多为当地土壤、或在土壤上铺沙、砾石、煤渣等。作用：为微生物生长提供基质；为湿地植物提供载体和营养物质；吸附和过滤作用。基本要素：基质、湿地植物和微生物要求：一定生物、化学及热力学稳定性孔隙率及表面粗糙率适中，潜流介质孔隙率30-45%吸附、过滤作用，无害、无抑制作用，

具有可再生性分为浮水性、挺水性和沉水性。挺水性为主。浮水性和挺水性主要吸收氨氮，沉水性主要吸收磷水葱

水美人蕉作用：发达的根系直接吸收水中有机污染物将氧气运送到根系，供根系微生物需要根系分泌物为微生物提供营养和能源水菖蒲灯芯草湿地植物的选择原则适地适种原则多样性原则经济和观赏价值高耐污能力强净化能力强根系发达湿地植物的选择原则适地适种原则各地气候条件的差异均能影响人工湿地植物的生长、存活和去污能力，因此，在选择植物时应优先选择本土植物，综合考虑抗逆性强、净化能力强，生物量较大，生长周期长的植物种类。湿地植物的选择原则多样性原则每种植物的净化能力不一样，对营养物质的去除也存在差异，因此，应根据污水中污染物的具体指标，设计多种植物加以组合去污，提高系统的处理性能。湿地植物的选择原则经济和观赏价值高在优先考虑人工湿地的生态净化功能的同时，也要兼顾它的景观功能和经济价值。尽量应用具有绿化、原材料和观赏等用途的植物作为人工湿地植物。湿地植物的选择原则耐污能力强大多数植物对于污染这种特殊的逆境均有一定的适应性，利用这种适应性进化，可以筛选出符合要求的人工湿地植物.不同植物耐污能力相差较大，构建人工湿地选择物种时要选择耐污能力强的植物，可以保证植物的正常生长，也有利于提高人工湿地的污染物净化能力.如：人工湿地常用的植物凤眼莲、满江红、水浮莲等耐污能力均较强，在污染较为严重的水体均能存活，对水体中的亚硝态氮、氨态氮、硝态氮和磷等营养物质均有较好的去除效果湿地植物的选择原则净化能力强为了提高人工湿地的去污能力，要求植物的净化能力要强，即单位面积的污染物去除率要高.主要从两方面考虑，一方面是植物的生物量较大，另一方面是植物体内污染物的浓度较高。湿地植物的选择原则根系发达发达的植物根系可以分泌较多的根分泌物，为微生物的生存创造良好的条件，促进根际的生物降解，提高人工湿地净化能力。植物的根系在固定床体表面、笼络土壤和保持植物与微生物旺盛生命力等方面发挥着重要作用，对保持湿地生态系统的稳定性具有重要意义。种类和数量由以下因素决定：湿地植物根系分泌物的种类和数量；污（废）水的种类；水中溶解氧的含量。微生物种类有：细菌（硝化细菌、反硝化细菌、硫化细菌、反硫化细菌、磷细菌、纤维素分解菌、固氮菌等）、真菌、放线菌、原生动物、藻类等作用：分泌生长激素、细胞分裂素等化学信号物质与植物进行交流，激素可刺激植物根毛的发育，提高根吸收营养物质的能力。

人工湿地生态系统可以独立处理污（废）水，也可以和各种处理设备合理搭配组合，进行各种污（废）水的深度处理。人工湿地生态系统处理污（废）水的效果与有机负荷、水力停留时间有关。应用人工湿地处理的污（废）水有：生活污水、污泥渗出液、油田采用水、农业废水、矿山酸性废水、禽畜养殖废水、食品加工废水、酿酒废水和毛纺织废水等。优点造价和运行费用低，易于维护可进行有效可靠的废水处理可缓冲对水力和污染负荷的冲击可产生综合效益问题与展望占地面积大氮磷除去率较低受气候条件限制较大污水对植物影响研究不足加强对特殊废水处理的研究1997年，深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程――白泥坑人工湿地处理系统。白泥坑人工湿地污水处理系统位于深圳市宝安县白泥坑村南500m处。水系沿山角流向海湾属海洋性气候。占地面积189亩，日处理量3100m3/d废水。深圳人工湿地系统与其它污水处理厂的经济比较：人工湿地生态系统处理污水的效果九溪湿地公园基本情况抚仙湖：216.6km2星云湖：34.3km2两湖出流改道工程：将由原来的星云湖流入抚仙湖改道为抚仙湖水入流星云湖出流改道工程包括水利工程和环境及水质净化工程两部分人工湿地前出水改道工艺流程：星云湖水——格栅——清渣桥——挺水植物带——沉砂池——出水闸

挺水植物带是出流改道工程进行水质净化处理的第一道设施。星云湖水经挺水植物带初步净化后，经引水渠系（包括明渠、暗渠、涵管、隧洞工程）向九溪河方向出流排水。挺水植物池54.22亩，沉砂池7.24亩，其他附属用地7.47亩。建设粗格栅1道、清渣桥1座、星云湖类芦苇16.5万株。人工湿地工程简介：氧化塘+水平潜流+垂直潜流工艺流程：星云湖水——高等水生维管束植物净化池——除藻池——一级水生物塘——一级植物碎石床——二级水生物塘——二级植物碎石床——植物砂滤池——出水污水类型：富营养化污水（蓝藻水）处理能力：100000m3/d出流改道工程完成后，星云湖出流水要达到20万立方米/天占地面积：150000m2达标要求：地表IV类水要求，部分满足III类要求目前状况：正常运行，出水达标2.九溪人工湿地场地分析占地面积：18万m2(A区4万m2、B区14万m2)污水处理工艺：植物碎石床，生物塘组合A区组成：植物塘，应急池B区组成：植物塘，沙滤池，一块苗圃地工程是目今为止，国内外面积最大的填料型人工湿地——光碎石填料就达15万立方。工程采用高负荷高效能设计的基本原则，节约每一平方米土地。工程出水除磷和氨氮外，均达到了地表III类的标准，其蓝藻的去除率达到99%以上。九溪人工湿地进水经过前端表流湿地处理后的九溪人工湿地进水一级生物塘（氧化塘）系统，还可以看到明显的蓝藻九溪人工湿地出水用于曝气的跌水系统九溪人工湿地水平潜流系统中生长繁茂的花叶芦竹生长繁茂的象草系统生长繁茂的风车草和花叶芦竹系统一、水消毒的重要性：水是疾病传播的媒介之一二、水的消毒方法（一）煮沸法：最原始但简单有效（二）加氯消毒：液氯、漂白粉（Ca(ClO)2）、氯胺是常用的消毒剂。用量依