人工湿地的一些知识点

　　人工湿地因其净化水质和景观效果而成为分散式污水处理的典型代表工艺，特别是在土地利用松散、污水排放浓度不足的地区，如农村污水处理。此外，人工湿地经常用于缓冲集中式污水处理厂的尾水排放，可以达到深度净化的目的。人工湿地整体成本低，易于维护和管理，在土地利用充分的情况下，可视为一种更可持续的水质净化技术。而且天然湿地常被称为“湿地碳汇”，一般认为它们可以吸收并固定温室气体CO2。

然而，作为一种强化污水处理工艺，人工湿地是碳汇还是碳源？在2060年“碳中和”达标的背景下，分析和了解人工湿地中主要温室气体(GHG)的产生机理、释放特征和影响因素，总结减少GHG排放的技术途径是十分必要的。

　　人工湿地通过模拟自然湿地系统实现污水的“自然”处理，主要包括三种类型：自由水面、HSSF  :水平潜流和垂直潜流。与传统污水处理工艺相比，人工湿地具有建设/运行成本低、维护管理简单、能耗低等优点，已被广泛认可。

　　人工湿地是一种被动的氧传递系统(扩散、根系氧分泌等)。)，而且由于床层通常处于污水浸没状态，容易形成适合CH4生成的强还原环境。同时湿地产生的CH4可以被好氧甲烷氧化细菌(MOB)氧化成CO2，在反硝化过程中也可以被反硝化厌氧甲烷氧化古细菌和反硝化厌氧甲烷氧化细菌氧化。因此，在人工湿地中为这些甲烷氧化细菌创造适宜的生活环境，最大限度地将CH4转化为生物源CO2，将是大幅度降低人工湿地GHG排放量的有效途径。

在“碳中和”社会建设的背景下，碳排放或碳汇将成为技术的评价标准之一。人工湿地具有良好的生态效益，但作为污水处理过程，必然会涉及碳、氮的生物转化，必然会释放出二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4，其温室效应是CO2的25倍)、一氧化二氮(N2O，其温室效应是CO2的近300倍)等GHG气体。人工湿地的碳排放量是多少？在“碳峰化”和“碳中和”的背景下，人工湿地应该如何更好地控制GHG排放，避免将水污染转化为空气污染？

N2O一般认为是不完全硝化或反硝化的产物。它在人工湿地中的形成符合污水生物处理的一般规律，在硝化过程中可能作为副产物产生，也可能作为反硝化过程的中间产物产生。中间产物NH2OH和NO2-的积累是硝化过程中N2O产生的直接诱因。此外，N2O也可能在特定条件下由硝酸盐氨化(DNRA)产生。人工湿地的特殊结构使得厌氧区广泛存在于其中，为该过程创造了有利条件。