人工濕地處理農(nóng)村生活污水的研究

劉朝暉+謝根平

摘要：本文介紹了人工濕地及農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)，分析了人工濕地處理農(nóng)村生活污水的機(jī)理，概述了人工濕地處理生活污水的實(shí)際應(yīng)用，探討了人工濕地的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：人工濕地；處理；農(nóng)村生活污水

1、人工濕地

人工濕地是一種由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤類似的地面，利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過沉淀、過濾、吸附、植物吸收和微生物消化分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理的一種技術(shù)。人工濕地的種類多樣，按照布水方式的不同或者污水在濕地中的流動(dòng)方式的不同一般分為自由表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直流人工濕地三種類型。自由表面流人工濕地：水流在濕地表面呈推流式前進(jìn)通過，與附著在土壤、植物及植物根系的生物膜接觸，通過一系列的物理、化學(xué)以及生物反應(yīng)，污水得到凈化分解，并在終端流出。水平潛流人工濕地：污水由進(jìn)水口依次水平通過砂石、介質(zhì)、植物根系流向出水口一端，在流動(dòng)過程中通過一系列的物理、化學(xué)及生物反應(yīng)，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。水平流人工濕地獨(dú)有的結(jié)構(gòu)和流態(tài)形成了良好的硝化、反硝化功能區(qū)，對(duì)總磷、總氮、石油類有明顯的去處優(yōu)勢(shì)，是人工濕地的核心技術(shù)。垂直流人工濕地：污水通過濕地表面至上而下流至床底，依次經(jīng)過不同的介質(zhì)填料層，通過過濾、沉淀、吸附、吸收、分解等作用達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。垂直流人工濕地具有一套完整的布水及集水系統(tǒng)，整個(gè)濕地生態(tài)系統(tǒng)能夠完全建在地面之下，地上則可以根據(jù)規(guī)劃要求種植相應(yīng)的綠色植物。

2、農(nóng)村生活污水

我國(guó)農(nóng)村地區(qū)村鎮(zhèn)人口較少，分布廣且分散，一般沒有污水排放系統(tǒng)，加之生活污水的水質(zhì)、水量波動(dòng)大，所以選擇農(nóng)村污水處理方式需考慮農(nóng)村生活污水的上述特點(diǎn)。選擇一種操作簡(jiǎn)單、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用低的處理技術(shù)。人工濕地建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理簡(jiǎn)便等特點(diǎn)使它成為處理我國(guó)農(nóng)村生活污水的優(yōu)先選擇。目前農(nóng)村生活污水大多是采用生物處理的方法，這種傳統(tǒng)污水處理工藝的運(yùn)行、投資及管理費(fèi)用均較高，且污水處理工藝的管理運(yùn)行及操作較復(fù)雜，農(nóng)村地區(qū)的操作和管理人員難以掌握；不適合在農(nóng)村地區(qū)推廣使用。人工濕地處理污水的建造和運(yùn)營(yíng)成本低廉，并且易于維護(hù)，無(wú)需專職人員管理，只做定期清理和植物收割，對(duì)水力負(fù)荷有較高的緩沖能力，可以根據(jù)不同地區(qū)的環(huán)境地形特點(diǎn)，規(guī)?？纱罂尚。虻刂埔?，比較適合農(nóng)村生活污水的處理。

3、人工濕地處理生活污水的機(jī)理分析

人工濕地對(duì)污水的凈化機(jī)理十分復(fù)雜，濕地系統(tǒng)中的微生物是降解污染物的主力軍，好氧、厭氧微生物將水中的污染物消化分解。人工濕地對(duì)生活污水的凈化處理綜合了物理、化學(xué)和生物的三重作用，通過濕地植物的吸收利用、介質(zhì)的吸附及填料上微生物膜聯(lián)合作用凈化污水。人工濕地正常穩(wěn)定運(yùn)行后，微生物附著在填料表面及植物根系中，廢水流經(jīng)濕地系統(tǒng)時(shí)，填料及根系把大顆粒的懸浮物過濾攔截，附著的生物膜通過吸附及同化、異化作用將有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化，最后通過更換濾料填料和收割植物使污染物最終從系統(tǒng)中去除。此外，人工濕地能很好的去除污水中氮磷元素，植物根系對(duì)氧的傳遞釋放及濕地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使環(huán)境中依次出現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，為微生物的硝化、反硝化創(chuàng)造有利條件，從而去除污水中的氮磷元素。

4、人工濕地處理生活水的應(yīng)用

由于農(nóng)村生活污水的COD、BOD5、SS等水質(zhì)指標(biāo)普遍超過人工濕地的進(jìn)水水質(zhì)要求，（農(nóng)村生活污水水質(zhì)指標(biāo)與人工濕地的進(jìn)水水質(zhì)要求見表1）。

為增加人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的壽命，保證人工濕地處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性及處理能力，一般在濕地處理前增加預(yù)處理設(shè)施，防止污水在貯存、輸送、降解過程中發(fā)生臭氣或堵塞填料，同時(shí)降低濕地污水處理負(fù)荷，保證濕地出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。預(yù)處理部分包括格柵、沉淀池、沉砂池、水解酸化池等，農(nóng)村生活污水的濕地處理一般采用如下工藝流程：

植物是人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中的核心部分，對(duì)降解有害物質(zhì)、控制水質(zhì)污染起到了重要的作用。國(guó)內(nèi)外的人工濕地都是選用水生植物為主，主要分為三類：沉水植物、浮水植物及挺水植物?？紤]環(huán)境氣候條件、凈化能力，耐污能力、根系發(fā)達(dá)程度等合理選擇人工濕地植物并重視植物間的合理搭配，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。

5、展望

人工濕地處理系統(tǒng)具有投資運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理簡(jiǎn)便、氮磷去除效果好、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、生態(tài)景觀改善效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視，并得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，然而，我們也應(yīng)看到，濕地處理技術(shù)也并非盡善盡美，不適應(yīng)干旱氣候、存在植物病蟲害及自身生長(zhǎng)周期問題、維護(hù)不當(dāng)易產(chǎn)生淤積、阻塞現(xiàn)象等缺點(diǎn)，這些問題還有待我們?nèi)パ芯考右越鉀Q。endprint