孫秋慧 席力蒙

摘 要：生活污水處理與農(nóng)村居民生活質(zhì)量和農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生密切相關(guān)，近年來(lái)我國(guó)農(nóng)村環(huán)境污染問(wèn)題在不斷加劇，其中生活污水污染是農(nóng)村主要的污染源之一，如何對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行有效處理成為了一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。本文總結(jié)了人工濕地在農(nóng)村生活污水處理中的應(yīng)用形式與要點(diǎn)，并對(duì)今后的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：人工濕地;農(nóng)村生活污水;處理效果;應(yīng)用與研究

農(nóng)村生活污水治理工程是控制農(nóng)村環(huán)境污染、改善農(nóng)村人居環(huán)境的重要部分。生活污水包括糞便及其沖洗水、廚房炊事用水、洗浴廢水等所有的廢水。農(nóng)村由于其地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)因素的限制，生活污水處理率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)生活污水處理率，農(nóng)村生活污水問(wèn)題成為農(nóng)村污水處理的重要內(nèi)容之一。

人工濕地技術(shù)是近年來(lái)隨著污水處理技術(shù)和理念發(fā)展出現(xiàn)的一種新型的污水處理技術(shù)，其形式多種，應(yīng)用靈活，符合農(nóng)村生活污水需要因地制宜采用污染治理與資源利用相結(jié)合、工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合、集中與分散相結(jié)合的建設(shè)模式和處理工藝。因此，在我國(guó)加速美麗新農(nóng)村建設(shè)步伐的背景下，非常有必要對(duì)人工濕地在農(nóng)村生活污水處理方面的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 人工濕地在農(nóng)村生活污水處理中的常見(jiàn)應(yīng)用形式

1.1 表面流人工濕地

此類濕地水位較淺，通常不超過(guò)0.5m，污水主要流動(dòng)于地表，形態(tài)接近自然濕地。表面濕地對(duì)污水的處理機(jī)理綜合了物理、化學(xué)和生物三重協(xié)同作用[1]。當(dāng)濕地系統(tǒng)運(yùn)行成熟后，植物根系可以阻擋截留污水中的懸浮物并且根系上會(huì)附著形成大量微生物聚集的生物膜，有機(jī)質(zhì)主要通過(guò)生物膜中微生物的同化吸收及異化分解而得以去除。最后通過(guò)濕地植物收割使污染物質(zhì)最終從系統(tǒng)中去除。該類濕地具有操作難度小、投入成本低、形態(tài)近自然生態(tài)、景觀效果好等優(yōu)點(diǎn)。但由于植物、土壤表面滯留大量的污染物，會(huì)形成一定厚度的淤泥層，容易導(dǎo)致細(xì)菌、蚊蠅等滋生，甚至產(chǎn)生異味。

1.2 水平潛流人工濕地

水平潛流人工濕地，是由一個(gè)或多個(gè)填料床組成，床體填充基質(zhì)， 床底設(shè)防水層，縱向有坡度。污水從一端水平流過(guò)填料床，在出水端礫石層底部設(shè)置多孔集水管，可與能調(diào)節(jié)床內(nèi)水位的出水管連接，以控制、調(diào)節(jié)床內(nèi)水位。在布水管的支持下，中農(nóng)村生活污水進(jìn)入濕地系統(tǒng)，流動(dòng)于填料下層，通過(guò)填料過(guò)濾、吸附污水中的雜質(zhì)，并且通過(guò)植物根系吸收污水中的無(wú)機(jī)鹽，細(xì)菌分解污水中的有機(jī)物，促使污水凈化目的得到實(shí)現(xiàn)。與表面流人工濕地相比，水平潛流人工濕地的水力負(fù)荷和污染負(fù)荷較大， 對(duì)BOD5、COD、SS、重金屬等污染指標(biāo)的去除效果較好，且很少有惡臭和滋生蚊蠅現(xiàn)象。由于有防滲層存在于床體底部，可有效分開(kāi)系統(tǒng)與地表， 避免地下水遭受到污染。但它的缺點(diǎn)是控制相對(duì)復(fù)雜，需要周期性更換填料，容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，脫氮、除磷的效果不如垂直流人工濕地。

1.3 垂直潛流人工濕地

垂直流人工濕地的進(jìn)水方式是污水以垂直縱向的方式從人工濕地處理系統(tǒng)的表面流至填料床的末端，污水在垂直流過(guò)填料床時(shí)各個(gè)填料層的土壤和砂石會(huì)對(duì)污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾和凈化。其出水裝置一般設(shè)在濕地底部。和水平流潛流式濕地相比，這種床體形式的主要作用在于提高氧向污水及基質(zhì)中的轉(zhuǎn)移效率。其表層為滲透性良好的砂層，間歇式進(jìn)水， 通過(guò)提高氧轉(zhuǎn)移效率來(lái)提高對(duì)BOD和氨氮的去除率。垂直潛流人工濕地水力負(fù)荷與污染負(fù)荷高，對(duì)BOD、COD、SS及重金屬等處理效果好，尤其硝化能力高于水平潛流濕地，可用于處理氨氮含量較高的污水。并且該類濕地處理效率高、占地不大、建設(shè)和管理維護(hù)的成本較低以及無(wú)二次污染物產(chǎn)生等，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村生活污水的有效處理又能有效緩解當(dāng)?shù)卣块T財(cái)政壓力，必要時(shí)可將該污水處理系統(tǒng)建設(shè)地點(diǎn)選擇在地下。

2 人工濕地在農(nóng)村生活污水中的應(yīng)用要點(diǎn)

各類型人工濕地具有差異化的適用范圍與優(yōu)缺點(diǎn)。如表面流方式具有較高的處理效率，但存在著較大占地面積。該濕地適合在具有較大場(chǎng)地面積條件的地方應(yīng)用。在具體應(yīng)用過(guò)程中，需對(duì)水生植物進(jìn)行合理選擇，且對(duì)微生物、小動(dòng)物等進(jìn)行搭配，促使小生態(tài)群落得到形成。植物首選具有較強(qiáng)耐污與耐水性的。同時(shí)，在濕地中搭配蛙類等動(dòng)物，起到消滅蚊蟲(chóng)的作用。此外，在選址過(guò)程中，需將農(nóng)村現(xiàn)有的天然濕地資源、類天然濕地資源等充分利用起來(lái)，制定科學(xué)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃方案，這樣不僅自然資源可以得到良好保護(hù)，人工濕地的建設(shè)成本也可以得到節(jié)約。

水平潛流人工濕地在應(yīng)用時(shí)，需依據(jù)土壤深度差異科學(xué)選擇填料類型，做好填料床的防滲處理工作，同時(shí)對(duì)填料順序進(jìn)行科學(xué)管控。并且盡量于地下構(gòu)建生物群落，利用好氧菌分解有機(jī)物?？蓪Ⅱ球咀鳛榇钆涞男?dòng)物。利用蚯蚓的松土作用可促使土壤中的氧通量維持良好狀態(tài)。此外， 蚯蚓也能夠?qū)Σ巳~、淘米水中的有機(jī)物進(jìn)行分解，蚯蚓糞便則能夠?yàn)橹参锷L(zhǎng)提供養(yǎng)分支持。楚昊與王倩[2]采用預(yù)處理+水平潛流人工濕地工藝對(duì)貴州省某農(nóng)村生活污水進(jìn)行處理，運(yùn)行結(jié)果表明：當(dāng)進(jìn)水CODcr≤200mg/L， BOD5≤120mg/L，SS≤220mg/L，氨氮≤30mg/L，TP≤3mg/L時(shí)，出水可以滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行成本為約0.08元/t。

垂直流人工濕地處理方式在實(shí)際應(yīng)用中需要建設(shè)完善的污水收集和污水布水系統(tǒng)，其缺點(diǎn)是布水較為復(fù)雜，落干/淹水時(shí)間較長(zhǎng)，控制相對(duì)復(fù)雜，需要周期性更換填料，容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。而且天氣條件和溫濕度會(huì)對(duì)該技術(shù)的處理效果形成干擾。李芳[3]在江西地區(qū)采用復(fù)合垂直流人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水中的CODcr、NH3-N、TN、TP進(jìn)行處理，結(jié)果表明取得較好的去除效果，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

因此，在應(yīng)用人工濕地處理技術(shù)時(shí)，工作人員需充分考慮當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件與污水特征，全面調(diào)查農(nóng)村自然地理環(huán)境與污水排放規(guī)律，結(jié)合各類人工濕地技術(shù)的適用范圍，堅(jiān)持靈活性、適宜性的原則，將多級(jí)綜合的人工濕地系統(tǒng)建設(shè)起來(lái)，高效處理地區(qū)農(nóng)村生活污水。

另外，人工濕地管理和維護(hù)工作，如制定科學(xué)的總體管理方針、健全日常管理機(jī)制、重點(diǎn)做好人工濕地的日常檢查和維護(hù)，是確保人工濕地系統(tǒng)有效運(yùn)行并正常發(fā)揮處理作用的保障。

3 研究展望

開(kāi)展人工濕地機(jī)理研究。通過(guò)植物根系微生物群落結(jié)構(gòu)、基因測(cè)序、根系研究等更深層次去研究揭示人工濕地污染物去除機(jī)理，通過(guò)機(jī)理研究進(jìn)一步明確如何采取相應(yīng)措施優(yōu)化提高性能。

通過(guò)植物選擇、補(bǔ)充曝氣、污水回流等措施優(yōu)化工藝或操作條件，提高人工濕地在寒冷環(huán)境中污染物去除率，擴(kuò)大在廣大寒冷農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用范圍。

強(qiáng)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理。嚴(yán)格按照人工濕地相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和適用壽命。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于農(nóng)村生活污水排放分散性以及污染物成分組成等特點(diǎn)，適宜應(yīng)用人工濕地技術(shù)對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行處理。然而，農(nóng)村生活污水處理是一個(gè)系統(tǒng)工程，因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中應(yīng)該因地制宜的結(jié)合其他處理措施。此外，相關(guān)部門在具體實(shí)施過(guò)程中，需充分考慮地區(qū)情況進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。并且，為保證人工濕地能夠正常運(yùn)行，要將日常管理機(jī)制構(gòu)建起來(lái)，設(shè)置專門的管護(hù)人員，及時(shí)清理掉各類雜草與枯死植株，人為干預(yù)生態(tài)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫紅杰，楊少華，崔玉波，等.人工濕地在農(nóng)村生活污水處理中的研究與應(yīng)用[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，（03）：328-333.

[2] 楚昊，王倩.水平潛流人工濕地在農(nóng)村生活污水處理中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015，000（009）：78-79.

[3] 李芳.垂直流人工濕地處理農(nóng)村生活污水的試驗(yàn)研究[D].華東交通大學(xué)，2011.