建人工湿地有经济高效方案 新发明获国家专利

科研人员发明了经济高效的人工湿地构建方法。　(黄海水产研究所供图)

半岛记者　韩小伟　报道

本报9月18日讯　湿地作为“地球之肾”,担负着对地球自然水体的净化和处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐减少和消亡,人工湿地以其独到的优越性受到了越来越多的关注和发展。半岛记者9月18日获悉,日前,由黄海水产研究所崔正国副研究员等发明的“一种快速构建经济高效型人工湿地的方法”获国家发明专利授权。该发明通过对养殖水体中的污染物浓度、环境条件及湿地类型的各指标数据进行分析,基于数据挖掘技术,优化出经济高效的人工湿地构建方案,为不同地区的不同养殖水体类型情况下选择最经济高效的人工湿地构建方案提供技术支持。

据介绍,人工湿地对污水的处理是系统内部植物、基质和微生物之间物理、化学与生物过程相互作用的综合结果,它通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物代谢等多种途径去除废水中的悬浮物、有机物、氮、磷、重金属和病原微生物。

不过,目前对于人工湿地污水处理系统构建时还存在一些问题,比如构建时选择植物的随意性较大,实际上,植物的选择和配置是至关重要的因素。其次,需综合考虑人工湿地净水效果的影响因素,由于目前对人工湿地的研究没有统一的对比标准,人工湿地的规模和类型千差万别,诸多研究成果缺乏可比性。此外,人工湿地前期投资较大。

“一种快速构建经济高效型人工湿地的方法”正是基于考虑植物间的相互影响,力求选出的植物搭配使得植物的生命周期尽可能长,去污能力高的前提下,降低经济投入。

据相关专家介绍,发明过程中,首先收集不同类型污水中污染物浓度、地域气候土壤、人工湿地植物类型等已知条件的相关数据,分析、挖掘出有用数据信息；然后将挖掘出的各指标数据根据规定的条件构建多元函数模型,并求出对应的黑塞矩阵；最后对黑塞矩阵进行分析判断,迅速获得所要最经济高效的人工湿地构建方案。

“本发明提供了一种快速构建经济高效型人工湿地的方法,为不同地区、不同污水排放条件,选择、优化出最经济高效的人工湿地构建方案提供技术支持。”专家表示。

本发明专利是基于数据挖掘技术和多元函数极值法建立的一种快速构建经济高效型人工湿地的方法,专家介绍,其优点包括构建快速、考虑了经济效益比、方案优化等优点。其中,在人工湿地构建过程中考虑人工湿地的投入产出比。

■小知识　为啥要打造人工湿地?

人工湿地系统中,植物一方面自身可以吸收和利用废水中的一部分有毒有害物作为营养物而参与物质的地球化学循环,另一方面,它的根区为微生物提供了必要的附着和形成菌落的场所,促进微生物的发育,并通过根茎向下传送氧,给根系微生物提供良好环境,促进微生物对根际周围沉积物的生物化学反应,从而间接地提高湿地对废水的处理效果。