人工濕地技術處理農村生活污水的應用分析

摘要：文章分析了農村生活污水的特點、形成原因以及現有的農村污水處理技術，并闡述了人工濕地系統的組成及其去污原理，結合農村生活環境的現狀，因地制宜地分析了人工濕地技術在處理農村污水中的應用。

關鍵詞：農村生活污水；人工濕地技術；厭氧沼氣池技術；穩定塘技術；土壤滲濾技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：X799 文章編號：1009-2374（2016）17-0079-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.038

1 概述

隨著人們生活水平的提高，近年來，農村經濟生活普遍得到了一定的改善，各個家庭的生活條件也有了很大的提升，然而農村自然生活環境卻并不如從前。究其原因，主要有如下三點：（1）農村土地的耕種收割等逐步向半自動化或自動化轉變，除草、殺蟲等農藥和化肥等也普遍大量使用，很多人直接在農村河流中排放農藥殘渣、化肥等；（2）農村經濟落后，人們的環保意識較差，且沒有一定的監督手段管理農村的環境保護；（3）農村經濟和基礎設施比較落后，沒有有效的污水收集系統，使得目前的污水很大一部分是在村內以溝渠、地表徑流的形式排至附近水體。

針對這些問題，人工濕地技術作為一種具有運行費用較低、處理效果好、投資少、運行維護簡便等優點的技術，在農村污水治理中表現出了很好的適用性。下文將結合農村污水的特點以及人工濕地的去污機理詳細分析人工濕地技術在農村生活污水中的應用。

2 農村生活污水的特點及處理技術

2.1 農村生活污水的特點

城鄉一體化建設近幾年才開始啟動，所以我國很大比例農村的生活污水收集的基礎設施還比較匱乏，而且由于每個地區的經濟水平和生活習慣的不相同，生活污水處理也有較大差異。目前農村常見的污水排放現象有：一部分廚房污水和洗浴污水直接排放到房子附近的陰溝，居住在河邊、湖邊、池塘的居民則是直接排放到河流、湖泊、池塘。基于以上情況，如果農村生活污水沒有規范收集處理，會大面積污染農村的地下水等自然水體，從而影響到農村居民的生活環境和身體健康。

概括而言，農村生活污水主要有以下特點：

2.1.1 農村生活污水來源于洗衣服、洗菜、洗澡、廚房洗刷水、廁所及其沖洗等，污染物主要包括有機污染物、氮和磷等營養物較高，重金屬和有毒有害物質含量很低。

2.1.2 居民居住分散，人口密度小，污水排放量較少，但其生活相對規律，因此一天內各個時段排水量差值變化明顯。

2.1.3 農村經濟落后，排水等基礎設施落后，環保意識也不強，因此農村污水多為沿邊溝和地面徑流排入附近水體。

2.1.4 農村污水排放的水質情況和當地的經濟水平也有一定的關系，經濟發達的地區，排放水量較大，有機物污染物則相較較少。

2.2 農村生活污水處理技術

隨著城鄉一體化和農村經濟的發展，部分地區也產生了越來越多成熟的處理技術，主要有厭氧沼氣池技術、穩定塘技術、土壤滲濾技術、人工濕地技術等。

2.2.1 厭氧沼氣池技術。在我國農村生活污水處理的長期實踐中，厭氧沼氣池由于其節約的特點而被廣泛應用。主要作用機理是：利用污水中有機物在厭氧環境中經厭氧發酵會產生沼氣，從而去除有機物，達到凈化目的，也體現環境效益與經濟效益結合的特點。

它有機地結合了農村現狀：有大量的人畜糞便、秸稈等原料，使其能夠持續性運行，其工藝運行的產物沼氣可以作為農民的日常燃料，達到了處理廢物的同時生產了能源。

2.2.2 穩定塘技術。穩定塘主要是指利用菌藻等自然生物的共同作用來處理廢水的生物處理建筑物。該系統簡單易維護、效果穩定，能夠節省能源，可與塘中的水生植物等形成一個相對完整的人工生態系統。對于缺水干旱的地區，是實施污水資源化利用的有效方法，所以穩定塘處理污水成為我國近年來著力推廣的一項新技術。

2.2.3 土壤滲濾技術。土壤滲濾處理系統是利用淺層土壤的自然凈化功能，通過生態系統的物質循環和能量流動進行降解、凈化，適用于土地較少、土壤條件適宜的農村。

2.2.4 人工濕地技術。人工濕地污水處理系統是指以一定的廢水處理為目的，人為地在合適的地形、土壤等條件下，建造的微小的人工系統，所以人工濕地可以受人工控制，通過種植氮、磷吸收能力強、成活率高且有一定經濟價值的植物，模擬自然生態系統，對進入其中的廢水進行凈化的廢水處理技術。

人工濕地通過人為的設計，與自然凈化能力相比有很高的效率，同時由于人工濕地技術一般就地取材，一次性投資低，運行、維護簡單，對農村生活污水處理有很強的適用性。

3 人工濕地在農村推廣可行性分析

3.1 人工濕地去污機理

人工濕地系統主要是人工投放鋪設的基質、種植的植物、引進微生物等形成一個微小局部的生態系統，形成了生態污水處理系統。

下文簡要介紹人工濕地的集中污染物去除機理：

3.1.1 懸浮物去除。污水進入濕地系統時，懸浮物去除主要由濕地中的重力沉降、生物群落的吸附、絮凝共同作用完成。如果懸浮物含量比較高，那么可以通過設置格柵、沉砂池、沉淀池、厭氧沉淀塘等預處理設施，去除污水中的懸浮物。同時濕地中的多種微生物也會發生降解分解、代謝吸收、沉降等多種作用而同化組成細胞的成分，從而達到去除懸浮固體的作用。

3.1.2 有機物去除。有機物的去除都可以通過微生物降解去除，其中有機物中的可溶性有機物可以通過植物吸收、轉化，微生物降解等過程去除，不溶性的有機物主要通過填料的沉淀、過濾等物理作用去除。

3.1.3 磷的去除。人工濕地對磷的去除是通過微生物的氧化分解，植物分解和同化作用，化學作用以及物理沉積等。其中物理作用主要是磷通過自身的重力作用以及濕地中的基質和植物根系阻攔而慢慢沉淀；化學作用主要是由于人工濕地中的磷會和其他的鐵、鈣、鎂、鋁等陽離子發生離子交換等化學沉淀作用。植物分解和同化作用主要是經過植物攝取、轉化、植物吸收等。如果以除磷為目的，可定期從濕地系統中收割植物。微生物作用則主要是通過同化作用和超荷積累兩種方式實現的。

3.1.4 氮的去除。人工濕地氮的去除主要通過揮發、氨化、植物吸收、硝化和反硝化、以及基質吸附等途徑。同時由于氮也是植物、微生物細胞等所需的營養元素，所以一部分氮被植物、微生物吸收同化。一般人工濕地在中性和弱堿性之間，可采用收割去除的方法，當處理低濃度污水時，有很好的效果。

3.2 農村生活污水應用人工濕地技術的可行性

由上所述，農村生活污水普遍存在有機物豐富、氮磷含量高的問題，結合農村生活污水特點及人工濕地技術，分析該技術在農村污水中的應用可行性。

技術分析主要有以下三個方面：

3.2.1 完善人工濕地。當采用單級人工濕地時，合適地選擇基質植物，以及強化充氧和進水控制等條件控制，使得人工濕地的運行控制在最優的狀態，從而提高系統的處理能力和運行效果。

3.2.2 組合人工濕地。人工濕地按照污水流動方式可分為表面流人工濕地、水平潛流式和垂直潛流人工濕地。其中表面流人工濕地表面有充足的氧氣，故經濟上建設花費較小，但由于其污水僅在表面流動，所以占地面積大、處理效率低下。而水平潛流人工濕地有很好的保溫效果。垂直潛流人工濕地是對氨氮的處理效率更高、占地面積更小，但對有機物的去除能力較水平潛流人工濕地差。

可以針對這三種濕地系統的優缺點，組合人工濕地，建立多級人工濕地，達到很好的去除污水效果。

3.2.3 聯合其他工藝。聯合其他處理工藝，對污水進行預處理后進入人工濕地系統，可以產生事半功倍的效果。目前有部分地區采用生物接觸氧化人工濕地組合工藝和化糞池/潛流人工濕地組合工藝。采用生物接觸氧化/人工濕地組合工藝處理生活污水工程通過運行檢測，發現其具有去除效果比較穩定、操作方便、管理簡單、景觀效果良好的特點，對氮、磷等多種離子的去除也達到了很高的去除率，出水水質達到了城鎮污水處理廠污染物排放標準的1級A標準。采用加強型化糞池/潛流人工濕地組合工藝則具有投資成本低、基本不產生運行費用、維護管理簡單的特點。從經濟上進行分析，人工濕地系統由于其投資費用低、運行管理維護簡便等特點在農村也顯示了很強的可行性，如可針對農村當地實際情況，采用就近的基質材料，大大節省了開支。

4 結語

現今，雖然大量的農村人口向城市涌進，但農村仍然是我國人口最多的居民聚集地，因此農村的生活環境和生活質量也很大程度上體現了我國的整體水平。國家的環保政策和居民生活水平和環保意識的提高有著很高的必要性和重要性。通過上述對人工濕地對農村生活污水的應用可行性分析，可以看出人工濕地技術針對廣大的農村地區生活污水的治理有很好的環境效益和經濟效益的適用性。

參考文獻

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作者簡介：單治國（1981-），男，安徽皖壽人，合肥誠鑫環境檢測有限公司環境工程工程師。

（責任編輯：王 波）