释义

水平潜流人工湿地(HSSFCWs)作为一种生态化、低成本的污水处理和生态修复技术，其可承受较大的水力负荷和污染物负荷，在全球范围内被广泛应用于污废水的脱氮处理。污染物在水平潜流人工湿地中的去除和转化综合了物理、化学和生物学过程，水平潜流人工湿地的脱氮能力正是源于其中的协同机制。水平潜流人工湿地中存在多种脱氮机理，包括植物吸收、基质吸附、硝化-反硝化等，利用微生物进行硝化-反硝化是水平潜流人工湿地脱氮的主要途径。影响水平潜流人工湿地脱氮的主要因素包括溶解氧、基质、植物、碳源及运行条件等。广泛应用于城市和生活污水的二级和三级处理，可有效的处理有机物、氮、磷和重金属等。但就水平潜流湿地而言，仅靠植物根系提供的氧气，湿地内部复氧能力有限，限制了硝化的充分进行。

运行机制

潜流湿地水在基质表面下潜流，充分利用了整个系统的协同作用，占地少，处理效果也较好。这种湿地同样由土壤、植物（如芦苇、香蒲、美人蕉等）和微生物（如硝化细菌、反硝化细菌、嗜磷菌等）组成。水床底部具有隔水层，用于将湿地底部与地表分开，保证水流不会渗透入土层，在湿地的纵向上有一定的坡度保证水流顺畅流过。湿地进水装置是沿床宽构筑的布水沟（内置填料基质）或是布水管。污水从布水沟（或布水管）流入湿地内，沿填料基质下端形成潜流并呈水平渗滤前进，从湿地另一端排水沟流出，有时为节约湿地面积也会设计为两层或多层潜流方式。在出水端填料层底部安放多孔集水管，再与能调节床内水位的出水管相连接，从而达到控制、调节床内水位的目的。

脱氮机理

水平潜流人工湿地中氮的去除方式主要包括植物吸收、基质吸附和硝化-反硝化作用等，其中硝化-反硝化作用是其最主要的脱氮机理。污水中的氮主要以有机氮和无机氮2种形态存在，污水进入水平潜流人工湿地后，有机氮被氨化成无机氮，通过硝化及反硝化作用被进一步去除。硝化过程在好氧条件下由亚硝化细菌和硝化细菌来完成.

硝化作用取决于湿地中的溶解氧含量，当湿地中的溶解氧含量足已支持好氧硝化细菌的生长时，硝化反应才得以顺利进行。

反硝化过程则在缺氧条件下由反硝化细菌来完成。根据反硝化原理，反硝化过程是从NO3到NO2、NO、N2O、N2。反硝化作用取决于湿地中的碳源含量，充足的碳源可以为反硝化作用提供足够的电子供体，进而推动上述各半反应的顺利进行。

在水平潜流人工湿地脱氮的过程中，硝化反应仅仅将氨氮转化成硝态氮，并没有使氮从水体中真正脱除。反硝化作用则将硝态氮转换成N2或N2O,使水体中的氮转化成气态氮逸出系统。因此，反硝化作用被认为是系统脱氮的关键因素。

优缺点

与自由表面流人工湿地相比，水平潜流人工湿地的水力负荷和污染负荷大，对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好，且很少有恶臭和滋生蚊蝇现象，是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统。它的缺点是控制相对复杂，脱氮、除磷的效果不如垂直流人工湿地。