生态技术方案
人工湿地
生态技术部
2013年4月10日
文件编号：STSY03—2013
版本：20130410第1版/130624校对
编写：王婉清、高彦波、钱慈航
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目录
1湿地类型.....................................................................................................................4
1.1湿地系统组成要素..............................................................................................4
1.1.1非生物要素...........................................................................................4
1.1.2生物要素...............................................................................................4
1.2湿地类型............................................................................................................4
1.3人工湿地类型.....................................................................................................5
1.3.1地表流人工湿地....................................................................................5
1.3.2潜流式人工湿地....................................................................................6
1.3.3沟渠型人工湿地....................................................................................8
2人工湿地植物..............................................................................................................9
2.1漂浮植物............................................................................................................9
2.1.1常用植物...............................................................................................9
2.1.2植物特点...............................................................................................9
2.1.3配置思路...............................................................................................9
2.2根茎、球茎及种子植物......................................................................................10
2.2.1常用植物..............................................................................................10
2.2.2植物特点..............................................................................................10
2.2.3配置思路..............................................................................................11
2.3挺水草本植物类型.............................................................................................11
2.3.1常用植物..............................................................................................11
2.3.2植物特点..............................................................................................12
2.3.3配置思路..............................................................................................12
3人工湿地应用方向.....................................................................................................13
3.1人工湿地应用于景观水体修复方面....................................................................13
3.1.1景观水体富营养化现状.........................................................................13
3.1.2景观水体富营养化成因及危害..............................................................13
3.1.3人工湿地技术在水体富营养化治理与控制中的应用...............................15
3.2人工湿地应用于污水处理方面...........................................................................16
3.2.1应用现状..............................................................................................16
3.2.2人工湿地处理污水在国内的优势...........................................................16
4人工湿地净化原理.....................................................................................................18
4.1污染物去除机理——不同介质...........................................................................18
4.1.1湿地基质的过滤吸附作用.....................................................................18
4.1.2湿地植物的作用...................................................................................19
4.1.3微生物的消解作用................................................................................20
2
4.2污染物去除机理——去除物质...........................................................................20
4.2.1组合式湿地中氧的变化特性..................................................................21
4.2.2人工湿地对有机物的去除.....................................................................21
4.2.3人工湿地对氮的去除............................................................................22
4.2.4人工湿地对磷的去除............................................................................24
5人工湿地设计............................................................................................................26
5.1人工湿地系统的设计内容..................................................................................26
5.2人工湿地系统的设计步骤..................................................................................26
5.2.1选址.....................................................................................................26
5.2.2确定系统组合形式................................................................................27
5.2.3确定水力负荷.......................................................................................28
5.2.4选择植物..............................................................................................29
5.2.5计算表面积..........................................................................................29
5.2.6确定长宽比..........................................................................................30
5.2.7结构设计..............................................................................................30
5.3典型工艺...........................................................................................................31
6人工湿地现有设计工程..............................................................................................32
6.1新薛河人工湿地示范工程..................................................................................32
6.1.1工程范围及选址特点...........................................................................32
6.1.2湿地工程模式及组成...........................................................................33
6.1.3湿地工程的景观化营建评价.................................................................35
6.2前桥人工湿地示范工程......................................................................................37
6.2.1工程概况..............................................................................................37
6.2.2主要构筑物设计...................................................................................39
6.2.3运行效果.............................................................................................41
6.2.4工程技术特色......................................................................................41
7人工湿地治理院所及公司...........................................................................................43
7.1沈阳环境科学研究院.........................................................................................43
7.1.1院所简介..............................................................................................43
7.1.2重要案例..............................................................................................43
7.2深圳市环境科学研究院......................................................................................44
7.2.1院所简介..............................................................................................44
7.2.2重要案例..............................................................................................44
7.3宇星科技发展（深圳）有限公司........................................................................44
7.3.1企业简介..............................................................................................44
7.3.2重要案例..............................................................................................45
7.4北京科净源科技股份有限公司...........................................................................45
3
7.4.1企业简介..............................................................................................45
7.4.2重要案例..............................................................................................46
7.5上海水生环境有限公司......................................................................................47
7.5.1公司简介..............................................................................................47
7.5.2重要案例..............................................................................................47
8国内国外市场............................................................................................................48
8.1人工湿地在国外的发展与应用...........................................................................48
8.2人工湿地在国内的发展与应用...........................................................................49
9湿地与园林的结合——湿地园林................................................................................52
9.1湿地园林定义及内容.........................................................................................52
9.2湿地园林的创新意义.........................................................................................52
9.2.1湿地园林新增绿地，提高绿地系统生物多样性......................................52
9.2.2湿地园林是湿地生态系统保护、重建和恢复的一个新途径....................53
9.2.3湿地园林丰富了大园林的内容..............................................................54
9.2.4湿地园林塑造城市园林绿化特色...........................................................54
10湿地相关政策..........................................................................................................56
10.1指导思想.........................................................................................................56
10.2规划重点内容..................................................................................................56
10.2.1湿地保护体系建设..............................................................................56
10.2.2重要湿地综合治理..............................................................................56
10.2.3科技支撑体系与能力建设...................................................................57
10.2.4可持续利用示范.................................................................................57
10.3相关标准规范..................................................................................................57
11附件........................................................................................................................58
11.1基本概念.........................................................................................................58
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1湿地类型
湿地指不论其为天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭
地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体，包
括低潮时水深不超过六米的水域。
1.1湿地系统组成要素
1.1.1非生物要素
（1）水
（2）土壤
（3）气候
1.1.2生物要素
（1）湿地生态系统的生产者——湿地植物。
（2）湿地生态系统的消费者——哺乳类、两栖类和爬行类以及各种
水生动物及底栖无脊椎动物等。
（3）湿地生态系统的分解者——湿地微生物。
1.2湿地类型
湿地的类型多种多样，通常分为自然和人工两大类。自然湿地包括
沼泽地、泥炭地、湖泊、河流、海滩和盐沼等，人工湿地主要有水稻田、
水库、池塘等。
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1.3人工湿地类型
人工湿地系统根据湿地中主要植物类型可分为浮水植物系统、挺水
植物系统和沉水植物系统。沉水植物（如狐尾藻、金鱼藻）系统主要应
用于初级处理和二级处理后的精处理。浮水植物（如浮萍、凤眼莲）主
要用于N、P去除和提高传统稳定塘效率。人工湿地按构造也可分为地表
流人工湿地、潜流式人工合成湿地及沟渠式人工湿地。
1.3.1地表流人工湿地
又称自由表面流（freewatersurface，FWS）。所谓表面流，就是
废水在填料表面漫流，它与自然湿地最为接近；这种人工湿地水位较浅，
底部含0.2m至0.3m的土壤或其他介质提供水生植物着根，并种植挺水
性植物；由水位控制设施调整约0.1m至0.6m的水深；进流水在湿地表
层开放性流动，水流经底部土壤层，并与植物的茎、根部接触。这种人
工湿地的优点是设计简单，投资少，但缺点是负荷过小，水面冬季易结
冰，夏季易孳生蚊蝇，并且散发臭气。由于该种湿地不能充分利用填料
及丰富的植物根系，卫生条件也不好，现在设计中一般不采用。这种人
工湿地早期主要在美国运用。下图就是一幅表面流湿地的鸟瞰图。
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1.3.2潜流式人工湿地
所谓潜流，就是废水在填料表面下渗流；这种人工湿地往往在中间
填充约0.4m至0.6m厚的可透水性砂土或砾石作为介质，以此支持挺水
性植物的生长；进流水被迫在表层下的砂土、根系及根系间流动，水在
与基质和植物根系充分接触的同时被净化。由于这种湿地的水流一直在
湿地内部流动，避免了表面流湿地带来的蚊蝇、臭气等弊端，因而卫生
条件较表面流湿地好；同时，潜流型人工湿地的作用位点多，微生物丰
富，占地面积小，处理污水效率高，因此这种湿地被广泛采用，欧洲等
地区的人工湿地皆以潜流型为主。主要包括内部构造系统、活性酶体
介质系统、植物的培植与搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、
冬季运行技术。
潜流式人工合成湿地的形式分为垂直流潜流式人工湿地和水平流潜
流式人工湿地。利用湿地中不同流态特点净化进水。经过潜流式湿地净
化后的河水可达到地表水Ⅲ类标准，再通过排水系统排放。
（1）垂直流潜流式人工湿地
在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中
污水依次经过不同的专利介质层，达到净化的目的。垂直流潜流式湿地
具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，
处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景
观规划使用。
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（2）水平流潜流式人工湿地
是潜流式湿地的另一种形式，污水由进水口一端沿水平方向流动
的过程中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到
净化目的。
（3）复合垂直流人工湿地
为了更有效地去除水体中的各种污染物，在原有潜流湿地的基础上，
科研人员还研究开发出了一种新型复合垂直流人工湿地。它由下行流池
和上行流池两部分组成，较好地解决了现有人工湿地的处理局限，对水
体中的常规污染物均取得了较为理想的处理效果。
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1.3.3沟渠型人工湿地
沟渠型湿地床包括植物系统、介质系统、收集系统。主要对雨水
等面源污染进行收集处理，通过过滤、吸附、生化达到净化雨水及污
水的目的。是小流域水质治理、保护的有效手段。
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2人工湿地植物
2.1漂浮植物
2.1.1常用植物
漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸[piáo]、
水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹[wèng]菜、豆瓣菜等。
2.1.2植物特点
根据对这些植物的植物学特性进行分析，发现它们具有以下几个
特点：
①生命力强，对环境适应性好，根系发达；
②生物量大，生长迅速；
③具有季节性休眠现象，如冬季休眠或死亡的水葫芦、大薸、水
蕹菜，夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。生长的旺盛季节主要集中在每
年的3-10月或9月至次年5月；
④生育周期短，主要以营养生长为主，对N的需求量最高。
2.1.3配置思路
由于漂浮植物具有上述的植物学特性，因此，在进行人工湿地植物
配置的时候我们必须充分考虑它们各自的优点：
①由于这类植物的环境适应能力强，因此在进行植物配置时应当作
地方优势品种予以优先考虑；
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②人工湿地系统中，水体中养分的去除主要依靠植物的吸收利用，
因此，生物量大、根系发达、年生育周期多和吸收能力好的植物成为我
们选择的目标；
③利用植物季节性休眠特性，我们可以给予正确的植物搭配，如冬
季低温时配置水芹菜而夏季高温时则配置水葫芦、大薸等适宜高温生长
的植物，以避免因植物品种选择搭配单一而出现季节性的功能失调现象；
④由于这类植物以营养生长为主，对N的吸收利用率要高，因此，
在进行植物配置时应重视其对N的吸收利用效果，可作为N去除的优势
植物而加以利用，从而提高系统对N的去除效果。
2.2根茎、球茎及种子植物
2.2.1常用植物
这类植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠[bíqi]、芋、泽
泻、菱角、薏米、芡实等。它们或具有发达的地下根茎或块根，或能产
生大量的种子果实，多为季节性休眠植物类型，一般是冬季枯萎春季萌
发，生长季节主要集中在4-9月。
2.2.2植物特点
根茎、球茎、种子类植物具有以下特点：
①耐淤能力较好，适宜生长在淤土层深厚肥沃的地方，生长离不开
土壤；
②适宜生长环境的水深一般为40-100CM左右；
③具有发达的地下块根或块茎，其根茎的形成对P元素的需求较多，
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因此，对P的吸收量较大；
④种子果实类植物，其种子和果实的形成需要大量的P和K元素。
2.2.3配置思路
由于这类植物具有以下特点，因此在进行人工湿地植物应用配置时
应予以充分考虑：
①基于这些植物的特性，其应用一般为表面流人工湿地系统和湿地
的稳定系统；
②利用这些植物的生长（主要是块根、球茎和果实的生长）需要大
量的P、K元素的特性，将其作为P去除的优势植物应用，以提高系统对
P的去除效果。
2.3挺水草本植物类型
2.3.1常用植物
这类植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨[biāo]草、水
葱、水莎草、纸莎草等，为人工湿地系统主要的植物选配品种。
根据植物的根系分布深浅及分布范围，可以将这类植物分成四种生
长类型，即深根丛生型、深根散生型、浅根丛生型和浅根散生型。
（1）深根丛生型的植物，其根系的分布深度一般在30CM以上，分
布较深而分布面积不广。植株的地上部分丛生，如皇竹草、芦竹、旱伞
竹、野茭草、薏米、纸莎草等。由于这类植物的根系入土深度较大，根
系接触面广，配置栽种于潜流式人工湿地中更能显示出它们的处理净化
性能。
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（2）深根散生型植物根系一般分布于20-30CM之间，植株分散，这
类植物有香蒲、菖蒲、水葱、藨草、水莎草、野山姜等，这类植物的根
系入土深度也较深，因此适宜配置栽种于潜流式人工湿地。
（3）浅根散生型的一些植物如美人蕉、芦苇、荸荠、慈姑、莲藕等，
其根系分布一般都在5-20CM之间。由于这些植物的根系分布浅，而且一
般原生于土壤环境，因此适宜配置于表流式人工湿地中。
（4）浅根丛生型的植物如灯心草、芋头等丛生型植物，由于根系分
布浅，且一般原生于土壤环境，因此仅适宜配置于表面流人工湿地系统
中。
2.3.2植物特点
这些植物的共同特性在于：
①适应能力强，或为本土优势品种；
②根系发达，生长量大，营养生长与生殖生长并存，对N和P、K的
吸收都比较丰富；
③能于无土环境生长。
2.3.3配置思路
根据这类植物的生长特性，它们可以搭配种植于潜流式人工湿地，
也可以种植于表流式人工湿地系统中。
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3人工湿地应用方向
3.1人工湿地应用于景观水体修复方面
3.1.1景观水体富营养化现状
富营养化是指氮、磷等营养物质和有机物不断输入水体中，导致水
体透明度降低、水体中有毒物质增加、水生生态遭到破坏等现象。氮、
磷的存在是形成水体富营养化的决定因素。一般认为水体形成富营养化
的指标为：BOD5大于10mg/L，氮含量大于0.2-0.3mg/L，磷含量大于
0.02mg/L，标志藻类生长的叶绿素a浓度超过10μg/L。
近年来，景观水体污染日益严重，水质明显下降，富营养化现象越
来越明显。据报道，2009年，全国有90%以上的公园水体遭到不同程度
污染，水体发臭及富营养化现象比较严重。2010年，26个国控重点湖泊
（水库）中，营养状态为重度富营养的1个，占3.8%；中度富营养的2
个，占7.7%；轻度富营养的11个，占42.3%；其他均为中营养，占46.2%。
监测的5个城市内湖中，昆明湖为中营养状态，东湖、玄武湖、大明湖
和西湖为轻度富营养状态。
3.1.2景观水体富营养化成因及危害
（1）景观水体富营养化的成因
从生态学角度讲，景观水体富营养化的成因为生态失衡，有机质及
营养盐等污染物质对景观水体的输入大于输出，积聚于水体中造成生态
阻滞、生物多样性指数降低，直接表现为浮游藻类增多、水体透明度下
降和水质发黑发臭等现象。
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景观水体富营养化主要有以下几方面原因：
①补给水问题。一是补给水水质较差，源头水质氮、磷等营养元素
较高；二是补给水水量不足，影响换水和稀释作用。
②水体流动性差。景观水体大多为静止或流动性差的封闭缓流水体，
这也是夏季水体易发生水体富营养化的一个重要诱因。
③底泥污染。由于常年的沉积作用，景观水体底泥中富含大量氮、
磷等营养物质，它们的溶解释放是水体内部营养的主要来源。
④雨水径流污染。大气中的污染物质、地表积聚物和土壤中的土粒、
化肥农药残留物、营养盐等污染物质通过雨水径流进入景观水体。有研
究者专门对城市雨水径流污染物做了研究，发现其SS约为150mg/L，COD
约为100mg/L，TP约为2mg/L，这些污染物的浓度已远远超出景观水体的
水质要求。
⑤大气沉降污染。包括颗粒态和溶解态污染物质，如尘土、氮磷、
硫化物等。
⑥枯枝落叶污染。景观水体岸边植物、水体中水生植物或花卉的枯
枝落叶等生物残体落入水体后，经腐败分解后成为水体中的污染物质。
⑦饲养水生动物产生的污染。饲养观赏鱼类的景观水体，饵料投入
过多时，多余的鱼饵溶解后成为污染物质，未溶解的饵料则悬浮于水中
加剧了水体的浑浊程度。此外，另一重要污染来源是大量的鱼类排泄物。
⑧部分不文明的游客随意向景观水体中丢弃垃圾和杂物，使水质受
到严重影响。
（2）景观水体富营养化的危害
景观水体富营养化后丧失了景观水体的功能，并严重影响周围的自
然环境和居民生活环境，其危害主要有以下几个方面：
①影响景观水体的生态环境。水体富营养化最直观的表现为藻类数
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量的增多和种类的变化，由于藻类的超常生长，使正常的生态平衡被破
坏，导致水生生物的稳定性和多样性降低，大型水生植物群落会随着富
营养程度的加剧逐渐灭绝。
②影响水体的观赏价值。处于富营养化的水体中，由于蓝、绿藻的
大量增殖，使水体色度增加，水质浑浊，透明度降低，并散发出腥臭味，
丧失水体美学价值和观赏价值。
③影响生物资源的发展。富营养化水体中藻类的过度生长会耗尽水
体中的溶解氧，使鱼类生存空间缩小，导致浮游动物和鱼类窒息。同时
藻类释放的毒素可以杀死浮游动物、鱼类、野生动物，甚至危及人类。
3.1.3人工湿地技术在水体富营养化治理与控制中的应用
人工湿地作为一种生态修复技术，易于与景观建设相结合，可以通
过种植景观植物，构筑集观赏、娱乐、污水净化于一体的人文环境，实
现净化污水与增强景观的双重目的。具有投资低、出水水质好、操作简
单、维护运行费用低、易于建立和管理等特点，在处理效果相同的情况
下，其投资仅为常规污水处理厂的1/10-1/2，是一种经济有效的污水处
理新技术，甚至被誉为“污水处理的革命”。
由于人工湿地具有良好的生态效益和经济效益，近年来在我国城市
河湖等景观水体的治理中逐渐得到应用。北京的萃湖人工湿地公园和成
都市活水公园人工湿地塘床系统都是利用人工湿地来净化水质，既增加
了绿地和野生动物的栖息地面积，又给人们提供了良好的休息、游玩场
所，带来了巨大的社会、环境和经济效益。
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3.2人工湿地应用于污水处理方面
3.2.1应用现状
近年来，我国在人工湿地的技术开发方面取得了一定的进展。
1988-1990年，在北京昌平进行了表层流人工湿地处理系统的研究，处理
量为500t/d的生活污水和工业废水，占地2hm2，水力负荷为4.7cm/d，
COD去除效率为81.2%，BOD去除效率为85.8%。1990年7月，国家环保
局华南科学研究所在深圳市郊设计、建成了白泥坑人工湿地污水处理试
验工程，整个系统采用潜流式植物碎石体和兼性稳定塘相组合的设计，
COD去除效率为71%，BOD去除效率为90%。深圳市河流综合治理重点工
程之一的沙田人工湿地污水处理厂，于2000年12月开始建设，2001年
7月建成投产，处理规模为5000m3/d，占地2万m2，COD去除效率76%，
BOD去除效率78%。目前，山东省也在积极开展人工湿地系统的设计规划
工作。人工湿地除处理生活污水外，还广泛应用于处理农业面源污染、
垃圾场渗滤液、富营养化水体、采油废水、采矿废水等。随着研究的逐
渐深入，人工湿地还被用于改善饮用水源的水质，如利用人工湿地改善
北京官厅水库水质，出水基本满足地面水Ⅲ类标准。
3.2.2人工湿地处理污水在国内的优势
（1）面源污染的控制
长期以来，村镇与社区的污水处理没有受到应有的重视。据统计，
95%以上的生活污水及粪便废水被直接排入地下或江河湖泊，加重了水污
染控制的难度。因此，可将适当负荷的人工湿地污水处理系统应用于面
源污染控制。
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（2）城市污水处理的经济型模式
目前，国内外普遍采用二级生化处理工艺来集中处理量大面广的生
活污水，往往需要庞大的充氧曝气设施，大规模的收集管网，较高的运
行费用和管理水平。同时，去除氮、磷污染物的能力较差，易造成受纳
水体的富营养化。应用人工湿地进行小型分散化的污水就地处理模式，
不需要大量的污水收集管网，而且其建造费用可由开发商、居民和政府
共同承担，在某种意义上缓解了水污染日益增多与政府资金短缺之间的
矛盾。
（3）饮用水源和景观用水的保护
人工湿地系统较能充分地利用自然中的湿地植物以及基质的自然净
化能力，并在污水净化工程中促进植物的生长，增加绿化面积，并为野
生动物提供栖息地，有利于生态环境的建设。利用人工湿地处理系统处
理城市公园、绿地景观的同时，也美化了环境，为市民、游人创造了良
好的生态环境，取得了显著的社会、环境和经济效益。
（4）人工湿地的资源化利用
人工湿地处理分散型生活污水的一个重要优势，便是经过人工湿地
系统处理净化的污水可做中水回用，以解决目前普遍面临的水资源危
机。在农村地区，可以利用净化后的污水用于当地农业灌溉、水产养殖
等；在城镇社区，生活污水集中于人工湿地系统处理后，可直接用于社
区的花木浇灌等，兼具了绿化和美化小区环境的作用。
（5）其他
此外，在人工湿地系统推广种植用于生产生物质能源的植物，具有
很大的经济潜力。目前，多数能源植物的研究尚处于实验和示范阶段，
而我国在能源植物作为湿地植物种植方面所开展的工作几乎空白。
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4人工湿地净化原理
4.1污染物去除机理——不同介质
SS的去除主要靠物理沉淀、过滤作用，BOD的去除主要靠微生物吸
附和代谢作用，代谢产物均为无害的稳定物质，因此可以使处理后水中
残余的BOD浓度很低。污水中COD去除的原理与BOD基本相同。
N、P去除人工湿地主要利用生物脱氮及植物吸收方法。
作用机理：物理方式，可沉淀固体在湿地中通过重力沉降去除、过
滤，通过颗粒间相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝
固体被阻截而去除；化学微生物代谢：利用悬浮的底泥和寄生于植物上
的细菌的代谢作用将悬浮物、胶体、可溶性固体分解成无机物；通过生
物硝化-反硝化作用去除氮；部分微量元素被微生物、植物利用氧化并经
阻截或结合而被去除。自然死亡：细菌和病毒处于不适宜环境中会引起
自然衰败及死亡，植物代谢利用植物对有机物的吸收而去除，植物根系
分泌物对大肠杆菌和病原体有灭活作用植物吸收相当数量的氮和磷能被
植物吸收而去除，多年生沼泽生植物，每年收割一次，可将氮、磷吸收、
合成后分移出人工湿地系统。
4.1.1湿地基质的过滤吸附作用
污水进入湿地系统，污水中的固体颗粒与基质颗粒之间会发生作用，
水流中的固体颗粒直接碰到基质颗粒表面被拦截。水中颗粒迁移到基质
颗粒表面时，在范德华力和静电力作用下以及某些化学键和某些特殊的
化学吸附力作用下，被粘附与基质颗粒上，也可能因为存在絮凝颗粒的
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架桥作用而被吸附。
此外，由于湿地床体长时间处于浸水状态，床体很多区域内基质形
成土壤胶体，土壤胶体本身具有极大的吸附性能，也能够截留和吸附进
水中的悬浮颗粒。
物理过滤和吸附作用是湿地系统对污水中的污染物进行拦截从而达
到净化污水的目的的重要途径之一。
4.1.2湿地植物的作用
植物是人工湿地的重要组成部分。人工湿地根据主要植物优势种的
不同，被分为浮水植物人工湿地，挺水植物人工湿地，沉水植物人工湿
地等不同类型。湿地中的植物对于湿地净化污水的作用能起到极重要的
影响。
首先，湿地植物和所有进行光合自养的有机体一样，具有分解和转
化有机物和其他物质的能力。植物通过吸收同化作用，能直接从污水中
吸收可利用的营养物质，如水体中的氮和磷等。水中的铵盐、硝酸盐以
及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体。
其次，植物的根系能吸附和富集重金属和有毒有害物质。植物的根
茎叶都有吸收富集重金属的作用，其中根部的吸收能力最强。在不同的
植物种类中，沉水植物的吸附能力较强。根系密集发达交织在一起的植
物亦能对固体颗粒起到拦截吸附作用。
再次，植物为微生物的吸附生长提供了更大的表面积。植物的根系
是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。相关文献表明，植物根际的
微生物数量比非根际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水
中污染物的作用。
20
最后，植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。
由此可见，湿地植物在控制水质污染，降解有害物质上也起到了重
要的作用。
4.1.3微生物的消解作用
湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通
过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细
菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细
菌将硝态氮还原成氮气，等等。通过这一系列的作用，污水中的主要有
机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对
环境无害的无机物质回归到自然界中。
此外，湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些
湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同
化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中
的颗粒物。
4.2污染物去除机理——去除物质
人工湿地系统对景观水体的净化机理十分复杂，但一般认为，净化
过程综合了物理、化学和生物的三重协同作用。物理作用，主要是对可
沉固体、BOD5、氮、磷、难溶有机物等的沉淀作用，填料和植物根系对污
染物的过滤和吸附作用；化学作用是指人工湿地系统中由于植物、填料、
微生物及酶的多样性而发生的各种化学反应过程，包括化学沉淀、吸附、
离子交换、氧化还原等；生物作用则主要是依靠微生物的代谢（包括同
化、异化作用）、细菌的硝化与反硝化、植物的代谢与吸收等作用，达到
21
对污染物的去除。最后通过对湿地填料的定期更换或对栽种植物的收割，
而使污染物质最终从系统中去除。下面分别对人工湿地系统中氧的变化
特性，有机物的去除，氮的去除及磷的去除加以阐述。
4.2.1组合式湿地中氧的变化特性
湿地中各种物质传递和转化因含氧差异而有所不同。湿地中氧的来
源主要是植物根毛的释放、来水及水面更新溶氧。湿地植物通过光合作
用产生的氧气，一部分通过输运组织和根毛输送释放到湿地环境中，并
在根毛周围形成了一个好氧区域，而离根毛较远的区域呈现缺氧状态，
更远的区域则完全处于厌氧状态，这样就形成了连续的好氧、缺氧及厌
氧环境。这些溶解氧（DO）含量不同的区域分别有利于废水中不同污染
物的降解、转化及去除。
在芦苇湿地处理污水前，随光照强度的增加及光照时间的延长，芦
苇根区的氧化还原势（Eh）逐渐升高，夜间，由于缺乏光照，Eh逐渐降
低。这说明芦苇叶片通过光合作用产生的O2是通过芦苇的茎和根输送到
了根区，同时不断向水体扩散，使得水体中的溶解氧增加。DO在水体中
具有累积效应，到天黑时累积量达到最大值。夜间，由于芦苇根系的呼
吸作用和床内微生物的代谢作用使得水中的溶解氧浓度下降。根据一天
内湿地床中溶解氧的累积量可以计算出芦苇向水体的供氧能力。一般水
生植物根区水DO浓度常保持在1.53-1.95mg/l之间。
4.2.2人工湿地对有机物的去除
人工湿地处理系统的显著特点之一就是对有机物有较强的降解能
力。水体中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被
22
截留而被微生物利用，而出水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物
膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。因此湿地对有机物
的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的结果。水中
大部分有机物最终是被异氧微生物转化为微生物体及CO2和H2O，通过对
填料床的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去
除。
人工湿地系统虽对有机物具有较高的去除能力，但是随着处理的运
行会出现有机物的积累现象，影响了湿地对水中有机物的净化效果。研
究表明，水体在植物床填料内流动时，随着迁移距离的延长，COD的降解
速率呈现减慢的趋势。关于有机物在湿地中的动态变化规律还有待更深
入的研究。
4.2.3人工湿地对氮的去除
人工湿地系统对氮的去除作用包括填料的吸附、过滤、沉淀以及氨
的挥发，植物的吸收和微生物硝化、反硝化作用。氮在湿地系统中呈现
一个复杂的生物地球化学循环，它包括了七种价态的多种转换。水体中
的氮通常是以有机氮和氨的形式存在。在土壤—植物系统中，有机氮首
先被截留或沉淀，然后在微生物的作用下转化为氨态氮，由于土壤颗粒
带有负电荷，氨离子很容易被吸附，土壤微生物通过硝化作用将氨离子
转化为NO3-，土壤又可恢复对氨离子的吸附功能。同时水中的无机氮可
作为植物生长过程中不可缺少的物质而直接被植物摄取，并合成植物蛋
白质等有机氮，通过植物的收割而从废水和湿地系统中去除。但氮的去
除主要还是通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用。研究表明，微生物
的反硝化是人工湿地脱氮的主要途径，植物吸收总氮量仅占入水量的15%
23
左右。如果通过选择有效的植物组合，能够对脱氮起到良好效果。如研
究报道芦苇具有较强的输氧能力，菱白具有较强的吸收氮、磷的能力，
将两种植物混种对TN和氨氮的去除率分别达到了60.6%和80.9%。
另外，湿地中的填料也可通过一些物理和化学的途径如吸收、吸附、
过滤、离子交换等去除一部分污水中的氮。据报道沸石对NH4+-N具有较
高的吸附功能，并且大多都用此填料来处理含氮废水的试验。还有研究
表明，蛭石对氨氮的去除要好过沸石，其主要是通过离子交换作用来去
除污水中氨氮，物理吸附作用相对很少，并且阳离子交换反应速度快，
饱和吸附量可达20.83mg/l。因此，强化湿地内部填料层的作用，有利于
提高系统的硝化能力。
在潜流式湿地中，硝化能力沿水流方向逐渐减小，主要为前部高后
部低，这主要是与潜流湿地内的氮转化细菌分布有关。通过对潜流湿地
内的氮转化细菌的研究结果表明，人工湿地系统中氨化细菌，亚硝化菌，
硝化菌，反硝化细菌数量都处于较高水平，其中氨化细菌、反硝化细菌
数量高于硝化细菌，亚硝化菌又高于硝化菌，亚硝化菌数量前部高于后
部，硝化菌数量中后部高于前部，这样反硝化作用受到硝态氮含量的影
响使得硝化能力随水流方向减小。可以通过改进布水方式如分段进水，
多点布水来提高系统的整体硝化能力。污水中所含重金属离子也影响到
硝化能力，当污水中重金属离子含量较多时，处理水中的NH4+-N非减反
增，影响湿地处理效果。
24
4.2.4人工湿地对磷的去除
人工湿地系统对磷的去除是由植物吸收、微生物去除及填料的物理
化学作用而完成的。如同无机氮一样，废水中的无机磷在植物吸收及同
化作用下，可变成植物的有机成分（如ATP，DNA，RNA等），通过植物的
收割而得以去除。
填料的物理化学作用主要是填料对磷的吸收、过滤和与磷酸根离子
的化学反应，因填料不同而存在差异。填料中含有较多的Fe、Al及Ca
的离子时能有利于对磷的去除。研究报道，以花岗石和粘性土壤为主要
介质的湿地能高效去除水中的磷物质，就是因为土壤中含有较丰富的铁、
铝离子而花岗石含钙离子较多能与磷酸根离子结合形成不溶性盐固定下
来。但填料对磷的这种吸附和沉淀作用并不是永久性的，而是部分可逆
的。实验表明，土壤对磷的吸附过程存在着积累现象，当达到饱和状态
后，会降低对磷的去除率。当污水中磷的浓度过低时，填料中会有部分
被吸附的磷重新回到水中。研究表明，在系统运行初期，进水无机磷含
量较低的情况下（0-0.05mg/l之间），填料向系统中释放了磷酸盐，致使
出水无机磷浓度升高。而且还研究发现植物的生长状况也直接影响到去
除效果的好坏，在春季和夏季，植物生长迅速，生物量增加，对磷的吸
25
收加快，出水中磷含量减少，而在秋季植物枯萎后，吸收速度放慢，冬
季死亡的植株会释放磷到湿地中，致使出水磷含量上升，无机磷含量甚
至高于进水。因此，对植物的及时收割和填料的定期更换有助于延长湿
地系统的处理寿命。
微生物对磷的去除，包括对磷的正常同化作用（将磷纳入其分子组
成）和对磷的过量积累。一般二级污水处理中，当进水磷含量为10mg/l
时，微生物对磷的正常同化（形成污泥组成式C60H87O23N12P的一部分）
去除，仅是进水总量的4.5%-19%，所以，微生物除磷主要是通过强化后
对磷的过量积累来完成的。对磷的过量积累，得益于湿地植物光合作用
中光反应、暗反应，形成根毛输氧多少的交替出现，以及系统内部不同
区域对氧消耗量的差异，而导致了系统中厌氧、好氧状态的交替出现。
地表流人工湿地系统对P的去除效果要好于潜流式人工湿地系统，
地表流人工湿地处理系统的出水中总P含量一般小于1mg/l。而潜流式人
工湿地的情况则比较复杂，去除率变化较大，从40%左右到90%以上都有
报道。当进水的TP浓度在2-3mg/l和PO43-浓度在0.32mg/l左右时，芦
苇湿地系统对TP和PO43-的去除率可分别达86.3%-90.9%和
74.7%-92.6%。
26
5人工湿地设计
5.1人工湿地系统的设计内容
人工湿地的设计需结合建设地的水文、地质、气候等条件，并对待
处理水体进行充分的评估。另外湿地与环境的协调也是湿地设计的关键
部分。
湿地设计主要包括以下内容：
（1）环境综合因素整合
（2）湿地工艺类型的确定
（3）湿地平面规划
（4）湿地结构施工图
（5）湿地植物选型，湿地填料确定，尽可能就近取材
（6）建设现场跟进，湿地管理文件交接
5.2人工湿地系统的设计步骤
5.2.1选址
考察地质、地貌、水文、自然资源、人文资源、有关法律及公众意
见。应因地制宜，尽量选择有一定自然坡度的洼地或经济价值不高的荒
地，一方面减少土石方工程、利于排水、降低投资，另一方面防止对周
围环境产生影响。
27
5.2.2确定系统组合形式
根据场地特征、处理要求和所处理污水的性质来确定单一式、并联
式、串联式、综合式。
（1）人工湿地工艺流程设计
（2）人工湿地组合形式设计
（3）基质选择
在设计湿地系统时．基质是植物的载体，是微生物生长介质，它将
湿地中发生的所有处理过程连成一个整体，通过沉淀、过滤和吸附等作
用去除污染物。设计基质的配置，主要考虑基质的种类、粒径、深度及
除磷效果。
矿渣、粉煤灰对磷去除效果好。基质中游离氧化铁、氧化铝和胶体
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氧化铁、氧化铝含量越高，其固定形成的磷酸铁盐和磷酸铝盐数量越多，
基质净化磷素的能力越强。
煤灰渣基质对有机污染物的处理效果较好。COD和BOD的去除率分
别达71-88％和80-89％。设计时应根据污水所含污染物配置合适的基质。
进、出水区的基质，一般采用粒径60-100mm的砾石，分布于整个床
宽。处理区常选用粒径为8-16mm基质，水力传导性好，适宜植物生长，
处理效果好。潜流湿地的基质厚度约60cm左右。
5.2.3确定水力负荷
根据设计规程或经验而定。
设计中实际水力停留时间采用理论值的4O-80％。
水力坡度：表面流人工湿地采用0.5％或更小，潜流人工湿地采用
0.5-2％。
表面流湿地进水区BOD负荷率为100kg／(hm·d)，潜流湿地设计BOD
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负荷率为80-120kg／(hm·d)。
As＝Q.（lnCo-lnCe)
Kt.d.n
As为湿地面积（m2）
Q为流量（m3/d）
Co为进水BOD（mg/L）
Ce为出水BOD（mg/L）
d为介质床的深度
n为介质的孔隙度
Kt为与温度有关的速率常数，其计算公式为：Kt＝1.014×（1.06）
（T－20）
T为水体的平均温度
5.2.4选择植物
根据湿地植物的耐污性能、抗寒能力、生长能力、根系的发达程度
以及经济价值和美观等因素确定。一般有芦苇、席草、大米草、水葫芦、
水花生等，最为常用的是芦苇，插植密度为1-3株/㎡。
5.2.5计算表面积
As＝Q/a
As－表面积；Q－进水量；a－水力负荷。
30
5.2.6确定长宽比
（1）表面流湿地：长宽比10：1，根据地形，底坡降0～1％。
（2）潜流湿地：根据达西定律Q＝Ks×A×S
S－水力坡度；A－湿地床横截面积；Ks－潜流渗透系数。
（3）湿地床体的长度：L=As／W，As面积，m2
（4）潜流湿地的宽度：W=[Q?AS/(K?dh?DW)]1/2
湿地床长度通常为20-50m。过短，则有效处理面积过小，不能保证
净化效果；湿地过长，易造成死区，使水位难于调节，不利于植物生长。
系统的长宽比宜采用2：1。
（5）表面流湿地的水深在10-200cm，挺水植物区域水深60cm沉水
植物区域水深120cm左右。
5.2.7结构设计
（1）进水系统的布置
湿地床的进水系统应保证配水均匀性，一般采用多孔管和三角堰等
配水装置。进水管应比湿地床高出0.5m。湿地的出水系统一般根据水位
调节的要求，出水区的末端砾石填料层的底部设置穿孔集水管，并设置
旋转弯头和控制阀门以调节床内的水位。
（2）填料
湿地床由三层组成表层土层、中层砾石、下层小豆石。表面土钙含
量在2-2.5kg/100kg；砾石层粒径在5-50mm，铺设厚度为0.4-0.7m。
（3）潜流式湿地床水位控制
接纳最大设计流量时，进水端不能出现填料床面的淹没现象，有利
31
于植物生长，床中水面浸没植物根系的深度均匀。
5.3典型工艺
（1）处理池宜并联，种植芦苇、茳芏、席草、大米草等水生植物，
采用碎石作基质。原水先流经一、二级碎石床，对有机物进行降解，再
进入第三级兼性塘，最后经过第四级碎石床变成洁净的水排出。
（2）人工湿地的配套设施
32
6人工湿地现有设计工程
6.1新薛河人工湿地示范工程
6.1.1工程范围及选址特点
新薛河人工湿地示范工程地处新薛河东侧与东大堤间的泄洪区，以
104国道南端2200m处为起点向南延伸。湿地示范区占地面积约500亩，
其中南北长约3520米，平均宽度270米。
人工湿地工程示范区通过县里橡胶坝抬高新薛河水位，通过布水渠
将需要净化的河水引入人工湿地工程，通过6级湿地对河水进行净化。
新薛河是国家南水北调治污控制单元，入湖水质恶劣，为劣Ⅴ类。
这一特征决定了湿地片区在国家科研层面的地位，为湿地公园的科研导
向建立了良好的基础。同时新薛河具有蓄洪河和纳污河双重功能。河道
入湖区域河滩湿地分布广泛。
新薛河湿地工程范围
33
6.1.2湿地工程模式及组成
综合考虑生态与水质净化与新薛河示范工程的地理特征，湿地工程
的工艺方案以预处理生态滞留塘配合多级表面流人工湿地系统构成。
表面人工湿地的建立基于区域台田现状及入湖口的地形地貌特征分
析。污染水体首先通过橡胶坝蓄水（图中）所形成的河道蓄水塘对河流
入水进行预处理，通过沉淀作用去除水体的悬浮物质，并同时通过水生
植物的光合作用对河水进行预充氧。预处理后。河水经过水量计量系统
通过引水渠（图上）进入湿地工程。表面流人工湿地系统呈狭长形，共
分六级，串联运行，通过现有台田间的水塘营建并以台田间现存的生产
道路及引河作为各级湿地分界，利用台田间的引河和生产路作为二次布
水系统。处理出水经尾端集水渠收集经出水口（图下）后流出。
34
引水渠、橡胶坝、出水口
35
6.1.3湿地工程的景观化营建评价
（1）湿地工程模式特性
新薛河湿地水示范工程采用表面流人工湿地作为水处理组织模式,
这一模式选择对湿地景观化营建具有以下的影响：
①生态示范性
新薛河人工湿地示范工程为南四湖流域大面积人工湿地水质净化工
程的建设提供技术基础和实践经验，也为科研活动的展开和湿地的生态
监督提供保障。同时，建设南四湖人工湿地水质净化工程的目的不是把
湿地直接作为污水处理厂来使用，而是把它作为一个水质保障策略，通
过水质的改善使表面流能够更好地进行自然化发展。
②低干扰性
表面流人工湿地管理简单，相比较潜流型人工湿地不易产生填充介
质的阻塞问题，管理相对简单。因此，在经济基础较为落后的南四湖流
域河流入湖口和湖滨带，意味着系统的运行所需要附加的人为管理干扰
在净水模式层面上能够降到最低。
（2）湿地工程植被选择
在湿地植物的选择上，通过挺水植物带、浮叶植物带和沉水植物带
的优化配置，结合均匀布水和集水系统，从而兼具除污效果、景观效果、
经济效益以及物种多样性构的工程系统。
其中，挺水植物选择芦竹、芦苇和蒲草作为主要物种；浮叶植物选
择菱角、莲和芡实作为主要物种；沉水植物选择金鱼藻、苦菜作为主要
物种。同时植物配置根据地势高低确定。在地势较高的台田处，以芦竹、
芦苇等经济价值较高的挺水植物；在地势略低的台田间水面处，以芦苇、
香蒲等挺水植物作为首要选择；在靠近河堤的地势低洼处塘内的水深较
36
浅处，以莲藕、菱角等本土浮叶植物为主；水深较深处配置金鱼藻、苦
草等沉水植物，并配合水塘塘进行鱼类蛙类散养等。
通过植物景观的选择，在生态角度，由于湿地工程所处的环境基质
系统作为大型的包括芦苇、芦竹、农田、森林的湿地组合群，湿地内同
种植被的建造有利于整体环境的生态过渡；在公众参与角度，由于芦竹、
芦苇、莲藕等水生植被不同的的经济性，通过供给种苗、指导种植、辅
助市场销售等措施，增加农民经济，促进农民产业结构调整，建立人工
湿地水质净化工程的可持续运行机制。
新薛河湿地净水工程水体净化及植物配置组成
37
6.2前桥人工湿地示范工程
6.2.1工程概况
前桥人工湿地示范工程示范位于江苏省常州市武进区，利用原有河
浜改造成污水处理工程，工程治理流域涉及前桥村100户居民，20hm2农
田。前桥河浜总长度160m，平均宽度5m，枯水期水深1m，最高水位2m，
最低水位0.5m，多年平均水位约1.5m，设计水位1.8m，设计水深1.5m，
水体容积为1200m3，服务人口约320人，为苏南地区典型缓流纳污浜，
水质恶臭，藻类疯长。
（1）设计水量
日用水量标准：按100L/(人d)计算，水量为320人100L/(人d）
=32m3/d.
生活污水量按用水量的80%计算。地表农业面源排水和地下水补给量
113m3/d，进入河浜雨水量31m3/d（按年平均降水量测算），总排水量
169.6m3/d，设计处理水量为170m3/d。
（2）设计进水水质
根据苏南地区村镇生活污水相关资料，考虑到公共厕所粪便经化粪
池直接排入河浜，参照实测水质，因而确定前桥污水设计水质指标情况
如表１所示。
38
（3）设计出水水质
根据太湖地区对污水排放的要求，本工程废水排放执行《城镇污水
处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，主要污染物最
高允许排放浓度如表2所示。
（4）工艺流程与原理
根据水质分析结果、相关废水处理技术总结和项目排放标准要求，
结合该实际，前桥采用生物栅湿地净化沟＋接触氧化池＋表面流人工湿
地组合工艺方案。该方案污水处理工艺流程框图如图所示。
39
前桥污水处理工程平面布置图
由图可见，污水经生态护坡进入河浜后，经生物栅湿地净化沟段调
节水解、生物吸附，以均匀水质、水量，并通过微生物水解反应部分降
解有机污染物浓度，提高废水可生化性，同时利用水生植物、生物膜和
人工水草载体生物膜系统进一步降解有机物，并对有机氮进行分解，使
之成为氨氮，对硝酸盐氮进行生物膜深层厌氧分解；处理后的污水经溢
流坝流入接触氧化池，对河浜进行复氧，以达到除臭、降解有机物目的；
在经溢流坝进入表面流人工湿地后，对污染河浜进行生态修复，去除氮、
磷及悬浮物质澄清水质，确保出水水质达标排放。生态护岸段建立水陆
生态系统互动，促进对河浜中污染物质的降解，确保出水水质达标排放。
生物栅湿地净化沟段中的底泥可为绿色生态肥料，每年春季清淤一次。
生物栅湿地净化沟段的溢流坝主要是调节生物栅湿地净化沟段水位，保
证旱季沿河农业灌溉，汛期防洪排涝。
6.2.2主要构筑物设计
（1）生物栅湿地净化沟
设计有效容积为720m3，停留时间约4.3d。平均宽度5m，设计长度
80m，设计有效水深1.8m。具有均匀水质、水量，调节废水pH的功能，
40
同时通过底泥清淤，解决底泥氮、磷等污染物质释放造成的二次污染问
题；布置生物栅（以人工浮岛为基础，水面种植聚草和菖蒲，在植物浮
岛上悬挂半软性填料，河浜底部放置人工水草），使用人工浮岛固定支架
固定，利用微生物好氧、厌氧、水解作用去除或分解有机污染物，削减
污染负荷、提高可生化性，同时对污水进行生物吸附、过滤、降解，为
后续好氧处理及表面流人工湿地创造良好条件。溢流堰（设计宽度1m，
坝顶宽度1.0m，高度2.5m，有效高度1.5m），主要功能为控制水位，调
节生物栅湿地净化沟水量，旱季沿河农业灌溉，汛期防洪排涝等。
（2）接触氧化池
设计有效容积为840m3，平均宽度5m，设计长度5m，设计有效水深
3.5m，停留时间约0.5d。建设的主要工程为钢筋混凝土池体。在池体内
部安装QXB型潜水离心式曝气机2台（1用1备）、曝气头等设备对水体
复氧，同时安装不锈钢支架和半软性填料，通过半软性填料上生长的生
物膜，对污水进行生物吸附、过滤和降解。
（3）表面流人工湿地
设计有效容积为1300m3，停留时间约5.0d。设计长度65m，平均宽
度40m，设计有效水深0.5m，砾石层厚度0.5m。主要工程包括底质改良，
种植水葱、芦苇、再力花和美人蕉，设置土工布。通过以上工程可以削
减污染负荷，去除氮、磷及悬浮物质，澄清水质，确保出水水质达标排
放。底质改良主要作用为植物提供一个良好的土壤生长环境，有利于根
系更好的发育，为微生物提供良好的富氧环境。搭配种植水生植物有利
于对氮、磷的吸收及微生物吸附、水解去除或分解有机污染物，处理过
程中的主要氧源来自于水面复氧和植物向根区的过量氧传导。利用土工
布将永安河水体与湿地水体环境隔开，防止外界水体对湿地造成的不良
影响，同时降低了基建成本。
41
（4）生态护岸
设计长度170m、宽度0.3m、平均高度3m。主要工程包括两岸水土修
复、生态护坡，种植垂柳、茭白、花叶芦竹和花菖蒲。其主要功能为规
整河岸，美化景观，建立起河水生态和河岸生态良好的互动，削减污染
负荷。
6.2.3运行效果
本工程于2010年8月建成运行，表3为主管部门抽检结果。由表3
可以看出出水水质指标CODCr、TN、TP、NH3-N均低于《城镇污水处理厂污
染物排放标准》（GB18918-2002）一级B排放要求。
6.2.4工程技术特色
（1）利用现场地形条件，将河浜改造成人工湿地，对污水进行生态
处理，从而取消了村镇污水管网建设，达到了既克服在村镇建设管网收
集工程的困难，节省了大量建设资金，又克服了表面流人工湿地占用大
量土地的缺陷，使得村镇生活污水处理工程的实施得以可靠实现，并能
长期运行，为苏南地区村镇生活污水及农业排水处理提供了一种新的、
有效的处理模式。
42
（2）在废弃河浜岸边、河浜中和及人工湿地中组合配置美人蕉、水
葱、聚草和菖蒲等水生植物对污水进行生物过滤，通过增大废水与空气
接触面积对废水复氧。利用水生植物具有极强生态适应性的抗逆（旱、
湿、寒、热、酸、碱等）能力和生长迅速优点，对污水进行降解和复氧。
此方法提高了水体自然富氧能力，提高了处理效果，降低了运行费用。
（3）生物栅表面流人工湿地净化机理主要包括微生物修复和水生植
物修复2个方面。其中：微生物修复是利用微生物好氧、厌氧、水解作
用去除或分解有机污染物；而水生植物修复则是利用水生高等植物生长
快，在生长期间可有效吸收并富集水中的营养盐，起着营养泵或营养库
的作用，合理构建并维持水生植物生物量，可转移出氮磷等营养盐。通
过这两者的协同作用，提高了水体净化能力，降低了后续处理中表面流
人工湿地的负荷，有效防止表面流人工湿地夏季散发恶臭和滋生蚊蝇。
43
7人工湿地治理院所及公司
7.1沈阳环境科学研究院
7.1.1院所简介
沈阳环境科学研究院成立于1963年，隶属于国家环保总局和沈阳市
人民政府双重领导，是集环境科学研究与高新技术发展、环境咨询服务
与环保设施运营、环境工程设计与工程承包的综合性环保科研机构。
沈阳环科院具有国家颁发的建设项目环境影响评价、环境工程咨询、
环境工程设计、环保设施运营等4个甲级资格证书；分别与世界银行、
联合国工发组织等多家国际机构及美国、日本、韩国等国家的20多个环
保组织、公司建立了业务联系；并与清华大学、北京大学、复旦大学、
中国环科院等多所大学或研究机构建立了合作关系。
沈阳环科院在“人工湿地”领域，尤其是针对北方环境气候特点的
北方人工湿地技术，处于国内领先地位。
7.1.2重要案例
沈阳环科院承担了多项人工湿地水处理及水景观的专项设计（北方
地区），包括沈阳“世园会”人工湿地及景观建设工程、太原市汾河景区
北段人工湿地水质净化工程、山西省永济市伍姓湖污水处理厂湿地工程、
金宝台循环经济项目人工湿地处理工程、长春串湖水系水质净化工程等。
这些项目在我国北方冬季寒冷、春季干旱的气候环境下，实现了正常运
行，能够保持良好的水质和湿地景观。
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7.2深圳市环境科学研究院
7.2.1院所简介
深圳市环境科学研究院（原深圳市环境科学研究所）成立于1987年，
是综合性的环境科学研究机构，是深圳市环境科学研究的主力军与主战
场，是深圳市人居环境委员会的重要技术支撑机构。拥有建设项目环境
影响评价甲级证书、废水污染治理工程设计甲级证书、生活污水污染治
理设施运营资质证书。该院研究开发的高效垂直流人工湿地技术获得了
国家专利，在全国范围内得到广泛应用。
7.2.2重要案例
深圳环科院在“人工湿地”领域，尤其是针对南方环境气候和环境
特点的人工湿地技术，已经获得很多成功的案例，早期工程已经顺利运
行11年。深圳环科院在“人工湿地”领域的成功案例有：湖水循环净化
及生态修复工程应用、水源保护区人工湿地水质净化工程应用、城镇污
水人工湿地处理工程应用、城镇污水处理场尾水人工湿地深度处理应用、
雨洪利用及面源污染治理工程应用、湿地公园应用等。
7.3宇星科技发展（深圳）有限公司
7.3.1企业简介
宇星科技发展(深圳)有限公司成立于2002年3月，注册资本4亿。
是国家高新技术企业。公司致力于研制国际领先的环境监测系列产品及
监控平台；致力于开发环境污染治理及水体生态修复技术，承接高科技
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环保处理工程；致力于开展环境污染治理设施运营；致力于开拓水利信
息化管理业务；致力于研究节能减排技术，推广适应生态文明的经济增
长模式。
宇星科技设有环保仪器事业部、系统集成事业部、水利事业部、环
保工程事业部、运营事业部、研发中心、战略发展中心等专业部门。公
司拥有强大的研发创新能力，在坚持自主研发的同时，已与浙江大学、
哈尔滨工业大学、华中科技大学、武汉大学等科研机构开展了广泛的产
学研合作。
7.3.2重要案例
宇星科技采用植物与微生物结合方式，在河道治理及水体生态修复
拥有一系列成功案例。
经典案例：武汉市东湖部分区域水环境污染综合治理示范工程。建
设内容：项目分为小庙湖水体修复示范工程、邮科院小湖水体修复示范
工程、官桥湖道路面源污染控制示范工程3个部分。通过融合导流墙、
生态浮岛、曝气造流系统、生物膜净化系统、生态系统等国内外先进技
术系统，加以宇星科技独有的生物过滤系统，为我国湖泊治理工程提供
了一个全新的技术解决方案。
7.4北京科净源科技股份有限公司
7.4.1企业简介
北京科净源科技股份有限公司2000年进入中关村高科技园区，是一
家从事专业水处理技术及设备研制、开发、生产、工程承包及工程咨询
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的专业水处理公司。在给水处理、中水处理、景观环境水体治理、雨洪
利用、人工湿地综合利用、塘处理、微污染水治理、市政污水处理及回
用等方面拥有30多项专利技术及设备，拥有成熟的技术实力及遍布全国
的工程实例。参与大小水系统工程项目近千项，在水处理方面积累了丰
富的科技研发和工程实践经验。
给水处理方面，“SYS水医生”系列给水设备已定型批量生产第十二
代产品，在处理水垢、腐蚀、杀菌、控制水质方面具有强大的技术支持
及遍布全国的应用实例。“水医生”系列给水设备的种类、规格已达上百
种，广泛应用于中央空调系统、冷热水系统、采暖水系统、冷却循环水
系统、地下水综合处理系统、各类工业设备的水循环系统等。
污水治理方面，利用最新的专利技术开发的速分生化污水处理系统
及装置，并已成功地应用于工业污水处理、生活污水处理、小区中水回
用处理、雨洪综合利用、人工湿地综合利用、塘处理、微污染水治理、
景观环境水体综合治理，其独特的技术优势，使公司跨到了污水处理、
中水处理、环境水体治理领域的前沿。
7.4.2重要案例
科净源公司参与了多项奥运项目的水处理专项设计，包括奥林匹克
森林公园、国家游泳馆、国家体育场（鸟巢）、奥运自行车馆、奥运击箭
馆、国家大剧院、广州大学城、西安大学城、奥林匹克运动员公寓、南
京奥体中心、天津奥体中心等。
47
7.5上海水生环境有限公司
7.5.1公司简介
上海水生环境工程有限公司成立于2004年是上海海洋大学重点投资
建设，唯一一家专业从事水污染防治的企业。利用系统的净化功能，还
水以清；同时结合独特的水生生物造景技术，使整个水域环境清新怡人；
创造低碳、环保的人水和谐意境。目前，公司近80%员工拥有研究生学历，
业务范围涉及水体景观设计、水处理工程承包、技术咨询与服务等领域。
经过多年的历练以及经验的积累，逐步发展成为一支拥有专业团队的大
型景观水处理公司。在全国生态水处理领域拥有专业的水准、超强的领
先优势。公司依托上海海洋大学在水体生态学、环境化学等方面的科研
优势，取得各类水处理专利近10项；完成湖泊、河道、住宅区景观水处
理工程项目50余项；并荣获上海市“科技进步二等奖”一次和“国家高
新技术企业”称号。
7.5.2重要案例
公司迄今为止已完成的项目有沙田湖湿地水处理工程（图左）、上海
之鱼水体富营养化防治及佘山世茂庄园景观水处理（图右）等。
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8国内国外市场
8.1人工湿地在国外的发展与应用
人工湿地技术在国外尤其是发达国家的研究和应用较早。自20世纪
50年代起，生态学家首先发现了湿地具有净化水质功能，并着手展开了
相关研究。1953年，德国的Seidel在其研究工作中发现芦苇能去除大量
的无机和有机污染物，并通过进一步实验发现芦苇及其他高大植物能从
水中去除重金属和碳水化合物。到了20世纪60年代，这些实验室观察
开始发展为许多大规模实验，用以处理工业废水、江河水、地面径流和
生活污水。20世纪60-70年代，“绿色觉醒”运动和全球能源危机促使
该技术迅速地从实验室研究推广到不同规模试验运用，用以处理生活污
水、工业废水和地面径流。60年代中期，德国学者Kickuth开发了潜流
湿地系统，并于1972年提出了著名的“根区理论”，该理论极大地促进
了人工湿地的研究与应用。20世纪80年代，人工湿地逐步发展为人工建
造为主、以不同粒径的砂石为基质的处理系统，并由试验阶段进入大规
模工程应用阶段。1985年，英国开始建造潜流人工湿地，并称其为“芦
苇床处理系统”，到1986年相继建造了20多座水平潜流人工湿地。到80
年代末期，英国、德国、法国和丹麦等西欧国家都构建了大量的潜流人
工湿地处理系统，并且绝大多数是以砾石为基质，主要用于小城镇的污
水处理，并成立了相关协作组织以推动进一步的研究和应用。国际上曾
就人工湿地污水处理系统这种新型污水处理工艺先后在美国田纳西州
（1988年）和英国剑桥（1990年）召开研讨会，提出了许多有关污水净
化机理和处理系统参考设计规范及数据。1996年9月在奥地利维也纳召
开的第4届国际研讨会标志着人工湿地系统作为一种独特新型废水处理
49
技术正式进入水污染控制领域。在实际应用中，表面流人工湿地应用较
少，仅在北美较为多见，潜流人工湿地占主要地位，在发达国家占90%
以上，尤以欧洲最为广泛，此项技术目前还在快速发展。在这些系统中，
绝大多数种植芦苇，仅小部分有种植其他湿地植物。
近年来，国外关于人工湿地技术的研究仍然较多，瑞典、土耳其、
以色列等国均有人工湿地用于煤矿酸性废水和市政污水处理的报道。在
亚洲，人工湿地也有许多研究和应用。比较典型的是日本渡良獭蓄水池
人工湿地，自1993年起日本通过在渡良獭蓄水池一侧滞洪洼地上建立芦
苇湿地，将蓄水池的水引到芦苇湿地系统，通过吸附、沉淀及植物吸收
作用，去除水中的氮、磷以控制浮游植物，达到对水体进行自然净化的
目的，较好地控制了该蓄水池的富营养化。2009年，印度的Valipour
等采用一种名为“bio-rack”的新型潜流人工湿地进行了处理市政污水
的中试研究，取得了很好的去污效果。
8.2人工湿地在国内的发展与应用
我国对人工湿地的研究较晚，直到“七五”期间才有了一定的规模，
但主要还是机理性的研究，大致落后发达国家十余年，应用实例也较少。
直到“九五”期间人工湿地技术才逐渐受到广大学者的关注。1987年，
我国首例人工湿地污水处理工程由天津市环保所建成，占地6ha，处理规
模为1400m3/d。80年代末北京市环境保护科学研究院在北京昌平建成我
国首例表面流人工湿地。1990年于深圳白泥坑建成了湿地污水处理示范
系统，其占地0.84ha，处理规模为3100m3/d。1993年湖北省环保所、大
冶铁矿、黄石市环境监测站合作在大冶铁矿炸药车间建立面积为200m2
的中试规模人工湿地，用于处理铁矿炸药车间排放的含氮污水。经过20
50
多年的研究和推广，现在人工湿地污水处理系统在我国已得到广泛应用，
其领域涉及到生活污水、工业废水、暴雨径流、垃圾渗滤液及农业面源
污染处理等方面。
在富营养化水体的治理与修复方面，人工湿地的研究和应用也逐渐
增多。1994年，我国在滇池建立的人工湿地系统用以处理滇池流域农业
面源污染，根据14个月运行监测结果，该湿地系统对TN平均去除率为
35.5%-60%左右，对TP平均去除率为24.4%-47.8%。2004年，中国科学
院南京地理与湖泊研究所和云南玉溪市环科所设计的抚仙湖人工构造湿
地开始投入运行，监测结果表明该湿地对TN的去除效果较好，TN的年平
均去除率达57.5%。同年，官厅水库人工湿地一期工程投入运行，该湿地
对水库沿岸面源污染进行处理，结果表明当进水中的TN和TP浓度分别
为5.0-9.0mg/L和0.65-0.85mg/L时，湿地对它们的去除率分别在50%
和40%左右。夏季该湿地对COD和NH4+-N的去除率分别可达50%和70%。
2008年，李林锋等研究了潜流人工湿地对富营养化湖水的净化效果，结
果表明：栽种三种植物(菱白、水葱和莺尾)的人工湿地能够有效地控制
水体富营养化，对富营养化湖水有较好的净化效果，且有植物的人工湿
地对富营养化水体污染物的去除效果显著优于无植物的人工湿地。2010
年，林艳等将梯级渗滤人工湿地用于处理作为富营养化的人工湖补水，
试验结果表明，梯级渗滤人工湿地具有较好的复氧能力，对COD、NH4+-N、
TN、TP的去除效果较好。
鉴于人工湿地的独特优点，近年来人工湿地在景观水体修复方面的
应用方兴未艾。1997年，我国建成了世界上第一座以人工湿地污水处理
为主要内容，以园林景观艺术为外貌的水主题生态公园——成都市活水
公园，处理后的污水可以达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中
Ⅲ类水的要求。目前湿地系统运行正常，具有较好的景观与生态效果。
51
2001年，杭州植物园内建立了复合垂直流湿地系统，筛选出具有较高氮
磷积累能力的美人蕉和菖蒲，改善园内富营养化水体。2005年，严立等
采用由砾石、沸石和粉煤灰基质组成的三级人工湿地处理受污染景观水，
不仅具有较好的去除COD、浊度和蓝绿藻的效果，还具有较好的脱氮除磷
效果。2006年，徐栋等通过构建人工湿地来恢复武汉市月湖地区湖泊水
质并形成以湿地为主的滨水景观，在注重水处理效果的同时，充分考虑
到景观需求，实现了水质净化功能与景观美化功能的和谐统一，为城市
受污染景观水体修复技术的推广提供了较好的示范。2007年，黄德锋等
利用风车草和美人蕉两种景观植物构建了复合垂直流人工湿地，该人工
湿地对同济大学校园富营养化景观水的各类污染物均有较好的去除效
果，实现了净化水质和增强景观的双重目的。2008年，张翔凌等采用复
合垂直流人工湿地工艺对滨湖型校园湖泊水体进行修复处理，兼顾水体
修复、生态系统重建与景观改善的功能，湖泊水质得到明显改善。
2008-2009年间，程健华等在逐步完善截污、清淤及生态护坡等工程的
同时，综合运用底泥矿化、微生物净化技术，结合构建人工浮岛、生物
栅、定点增氧推流、复合滤床循环、人工湿地等净水措施，对厦门五缘
湾湿地公园水系进行了探索性生态修复试验。治理后NH4+-N、TN、TP及
COD等主要水质指标均达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中V
类标准要求，湿地公园水质和生态环境质量得到明显改善。该技术体系
的研究与运用为城市景观水生态修复和维护运营管理提供了一套可推广
的技术。
52
9湿地与园林的结合——湿地园林
9.1湿地园林定义及内容
湿地园林即以湿地为对象的园林形式，为现代园林学的一个组成部
分。是利用现代园林建设和生态学原理，对湿地生态系统的保护、重建
和恢复，艺术地再现自然湿地景观，并为社会民众提供亲近感受体验自
然的场所。湿地园林发展出的融合自然、景观、园林的绿色空间，具有
生态、观赏、游憩教育和文化等多种功能。
根据园林学的研究内容和层次，湿地园林还包括湿地造园(湿地公
园)、城市湿地绿化、湿地景观3个层次和内容。湿地造园是在继承中国
传统山水园或水景营造艺术手法基础上，遵循湿地生态系统特点，兼顾
生态和景观的一种造园方式，是传统园林内容的拓展。中国传统山水园
或水景营造艺术，以景观(视觉美感)设计为主，再现自然山水，可以说，
它们只是湿地造园的一部分。
9.2湿地园林的创新意义
9.2.1湿地园林新增绿地，提高绿地系统生物多样性
湿地园林可新增绿地。例如，一些视觉质量较差和培植条件较差的
低洼地、茅草地、洪泛区、滩涂等湿地，以往不被重视，或其部分被填
平改造成陆地后再进园林建设。湿地园林则要求对这些地方根据其自然
生态系统特点，因地制宜地进行园林建设，这样既可节省建设资金，又
可形成特色景观。
53
生物多样性保护是全世界最热门的研究领域。因为全球生物物种和
生态类型等正以前所未有的速度减少，保护生物多样性已上升到保护人
类自己、保护地球的战略高度。湿地是自然界最具生物多样性的生态景
观，保护和恢复湿地生态系统也就成了保护生物多样性工作的一个重要
方面。
城市人工生态系统的生物多样性极为缺乏，提高城市绿地系统的生
物多样性已成为我国城市大园林建设的一个重要工作。我国水生湿生植
物近2000种，通过引种驯化繁殖，将极大地丰富城市绿化植物的多样性。
同时构建的挺水植物群落、浮叶植物群落和湿生植物群落等，又将丰富
绿地系统的生态多样性和景观多样性，从而整体提高城市绿地系统生物
多样性。
9.2.2湿地园林是湿地生态系统保护、重建和恢复的一个新途径
湿地生态因子具有强烈的异质性。例如年内丰水期和枯水期，水位
变幅大，而且年际间也不相同，所以湿地又是地球上最脆弱的生态系统
之一。全球湿地约有8.6×106km2(约占地球表面积的6%)，其中约56%的
湿地分布在热带、亚热带区域。以往人们并没有认识湿地的重要功能，
随着社会和经济的发展，全球约80%的湿地资源已丧失或退化，严重影
响了湿地区域的生态、经济和社会的发展。自20世纪60年代开始，西
方一些发达国家开始了有关研究和实践，以保护自然湿地并恢复退化的
湿地生态系统。我国虽然起步晚一些，但发展步伐很快。
湿地生态系统的重建和恢复是通过生态技术或生态工程对退化或消
失的湿地进行修复或重建，再现干扰前湿地生态系统的结构和功能以及
相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。对破坏严重的
54
湿地，通过园林绿化工程和植物群落重建，可加快湿地植被的恢复。在
多种重建和恢复方法中，湿地园林具有较好的景观效果，必将受到重视。
治理环境污染需要采取多种措施，湿地绿化就是一项极为必要又不
可缺少的措施。湿地素有“自然之肾”之称，湿地通过物理的、化学的
和生物的方式净化各种污染，人们利用湿地这一功能设计出多种人工湿
地。人工湿地具有较好的景观效果和较强的生态功能，在城市景观水域
的设计、控制景观水域富营养化以及净化各种城市污水等方面，将发挥
更大的作用。
9.2.3湿地园林丰富了大园林的内容
过去，湿地大多没有按照其属性进行园林绿化，即使是水景也不具
备湿地生态系统的特点，所以其园林绿化对象主要是针对陆地的，而湿
地园林直接将湿地与园林建设联系起来，使大园林明确地涉及到地球的
三大生态系统中的两大生态系统（陆地和湿地），也拓展了园林理论的研
究范围。
城市滨水区的复兴是世界性的潮流和趋势。这些城市滨水区域的整
治和建设，首先需要按照生态学和可持续发展的观点对建筑和园林进行
规划。从中外园林建设的经验和教训来看，这些地方不仅需要草皮、大
树、彩砖，更需要根据滨水区湿地生态和历史文化等特点进行园林绿化：
种植水生湿生植物，营造湿地生态和人文景观，充分发挥滨水湿地区特
有的生态和景观功能，以改善城市生态环境。
9.2.4湿地园林塑造城市园林绿化特色
我国地域辽阔，从北到南地跨温带、北亚热带、南亚热带和热带，
55
从西向东地势逐渐降低，降雨、湿度等自然条件明显不同，加上城市园
林发展的基础和历史文化等方面的差异，城市园林应具有较强的地域性。
但是由于造园手法和园林植物品种相对单调等原因，城市园林绿化的外
貌却有趋同势态。
湿地类型多，但在全国分布极不均匀。各城市根据其拥有的湿地资
源进行湿地园林建设，将会表现出明显的差异性。例如，上海市有沿江
沿海大面积滨海湿地，那么建设滨海湿地景观、湿地自然保护区和风景
名胜区、湿地公园和水景等，就体现了上海湿地园林的方向，塑造了上
海园林绿化的特色，也进一步丰富了海派园林的内容。
56
10湿地相关政策
10.1指导思想
在评估、总结《全国湿地保护工程实施规划（2005—2010年）》实施
情况的基础上，根据《全国湿地保护工程规划（2002—2030年）》的总体
部署，以保护湿地资源，建设生态文明，促进经济社会可持续发展为总
体目标，加大湿地生态系统的整体保护，以流域为单元进行保护布局，
在项目安排上重点考虑对全局工作有重要影响的国际及国家重要湿地、
湿地保护区和国家级湿地公园，同时对沿海湿地、高原湿地、鸟类迁飞
网络、对气候变化有重大影响的泥炭湿地以及跨流域、跨地区湿地给予
优先考虑，形成国家层次示范效果。同时，加大对科研、宣传、管理、
培训以及执法的能力建设，加强湿地保护的对外交流与国际合作，加大
对湿地社区的扶持力度，开展湿地资源合理利用的示范，促进湿地保护
事业的健康发展。
10.2规划重点内容
10.2.1湿地保护体系建设
包括国际重要湿地、国家重要湿地、湿地自然保护区、国家级湿地
公园、重要保护小区等保护体系的建设内容。
10.2.2重要湿地综合治理
主要对一些生态退化严重的湿地区采取综合管理措施，包括加强生
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态补水和污染排放管理、适度限制湿地范围内的生产生活活动，开展湿
地生态系统与功能恢复、有害生物防治等建设内容。
10.2.3科技支撑体系与能力建设
包括湿地调查监测、宣传教育培训、科技支撑、湿地保护管理能力
建设等方面的建设内容。
10.2.4可持续利用示范
对一些社会和经济效益明显的湿地多用途管理区，开展生态种植、
生态养殖、社区扶植等资源合理利用示范。
10.3相关标准规范
《湿地分类》GB/T24708-2009
《人工湿地污水处理工程技术规范》HJ2005-2010
《人工湿地污水处理技术导则》RISN－TG006-2009
《滨海湿地公园等级评定》DB35/T751—2007福建地方标准
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11附件
11.1基本概念
湿地：指不论其为天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥
炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体，
包括低潮时水深不超过六米的水域。
地表流人工湿地：又称自由表面流（freewatersurface，FWS）。所谓
表面流，就是废水在填料表面漫流，它与自然湿地最为接近
潜流式人工湿地：就是废水在填料表面下渗流的人工湿地；
垂直潜流人工湿地：污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中
污水依次经过不同的专利介质层，达到净化的目的。
水平流潜流式人工湿地：污水由进水口一端沿水平方向流动的过程
中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到净化目的。
复合垂直流人工湿地：它由下行流池和上行流池两部分组成，较好
地解决了现有人工湿地的处理局限，对水体中的常规污染物均取得了较
为理想的处理效果。
富营养化：是指氮、磷等营养物质和有机物不断输入水体中，导致
水体透明度降低、水体中有毒物质增加、水生生态遭到破坏等现象。
SS：是水环境研究治理中对悬浮物（suspendedsolids）的简称。
指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、
黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。0．45μm
孔径的滤膜能阻留水中的悬浮物和大部分细菌所以通常把通过0．45μm
孔径过滤器的定义为“溶解的”和“可溶的”而被阻留的部分则称为悬
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浮物。水中杂质按其颗粒大小可分为三类：颗粒最大的称为悬浮物，其
次称为胶体物，最小的是分子和离子称为溶解物。
硝化作用：是指氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程。通常发生在
通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。
反硝化作用：也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，
释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。
好氧消化：通过一些只能在有氧存在的环境中才能生长的好氧细菌对
有机污水进行处理的过程。废水中的有机物在好氧细菌产生的酶的作用
下进行生化反应，有机物中的C、N、P、S等元素被转化或氧化成CO2、
NH3、亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐等，同时部分合成为新的原生质为细
菌生长、繁殖提供营养物质。
厌氧消化：有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化
碳的过程，因氧是在空气缺乏的条件下从有机物中移出而生成CO2的。
无论是酸性发酵，还是沼气发酵，参与生化反应的氧都是来自于水、有
机物、硝酸盐或被分解的亚硝酸盐。
兼性塘：利用好氧、厌氧和兼性菌的共同作用去除废水中有机物的
生物塘。兼性塘中存在着3个区域：表层好氧区，好氧菌与藻类共生，
具有好氧塘的特点；底层厌氧区，积累在此区域内的固体杂质被厌氧菌
充分分解；中部为好氧区与厌氧区之间的过渡区即兼性区，存在着可起
两种作用的兼性菌，并通过兼性菌分解有机物。
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