人工濕地處理農村生活污水的研究

劉朝暉+謝根平

摘要：本文介紹了人工濕地及農村生活污水的特點，分析了人工濕地處理農村生活污水的機理，概述了人工濕地處理生活污水的實際應用，探討了人工濕地的應用前景。

關鍵詞：人工濕地；處理；農村生活污水

1、人工濕地

人工濕地是一種由人工建造和控制運行的與沼澤類似的地面，利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物的三重協調作用，通過沉淀、過濾、吸附、植物吸收和微生物消化分解來實現對污水處理的一種技術。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、化學以及生物反應，污水得到凈化分解，并在終端流出。水平潛流人工濕地：污水由進水口依次水平通過砂石、介質、植物根系流向出水口一端，在流動過程中通過一系列的物理、化學及生物反應，達到凈化水質的目的。水平流人工濕地獨有的結構和流態形成了良好的硝化、反硝化功能區，對總磷、總氮、石油類有明顯的去處優勢，是人工濕地的核心技術。垂直流人工濕地：污水通過濕地表面至上而下流至床底，依次經過不同的介質填料層，通過過濾、沉淀、吸附、吸收、分解等作用達到凈化水質的目的。垂直流人工濕地具有一套完整的布水及集水系統，整個濕地生態系統能夠完全建在地面之下，地上則可以根據規劃要求種植相應的綠色植物。

2、農村生活污水

我國農村地區村鎮人口較少，分布廣且分散，一般沒有污水排放系統，加之生活污水的水質、水量波動大，所以選擇農村污水處理方式需考慮農村生活污水的上述特點。選擇一種操作簡單、抗沖擊負荷能力強、建設運行費用低的處理技術。人工濕地建設運行費用低、維護管理簡便等特點使它成為處理我國農村生活污水的優先選擇。目前農村生活污水大多是采用生物處理的方法，這種傳統污水處理工藝的運行、投資及管理費用均較高，且污水處理工藝的管理運行及操作較復雜，農村地區的操作和管理人員難以掌握；不適合在農村地區推廣使用。人工濕地處理污水的建造和運營成本低廉，并且易于維護，無需專職人員管理，只做定期清理和植物收割，對水力負荷有較高的緩沖能力，可以根據不同地區的環境地形特點，規模可大可小，因地制宜，比較適合農村生活污水的處理。

3、人工濕地處理生活污水的機理分析

人工濕地對污水的凈化機理十分復雜，濕地系統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。人工濕地對生活污水的凈化處理綜合了物理、化學和生物的三重作用，通過濕地植物的吸收利用、介質的吸附及填料上微生物膜聯合作用凈化污水。人工濕地正常穩定運行后，微生物附著在填料表面及植物根系中，廢水流經濕地系統時，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、異化作用將有機物分解轉化，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，植物根系對氧的傳遞釋放及濕地系統的結構使環境中依次出現好氧、缺氧和厭氧狀態，為微生物的硝化、反硝化創造有利條件，從而去除污水中的氮磷元素。

4、人工濕地處理生活水的應用

由于農村生活污水的COD、BOD5、SS等水質指標普遍超過人工濕地的進水水質要求，（農村生活污水水質指標與人工濕地的進水水質要求見表1）。

為增加人工濕地生態系統的壽命，保證人工濕地處理系統的穩定性及處理能力，一般在濕地處理前增加預處理設施，防止污水在貯存、輸送、降解過程中發生臭氣或堵塞填料，同時降低濕地污水處理負荷，保證濕地出水水質達標。預處理部分包括格柵、沉淀池、沉砂池、水解酸化池等，農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系統中的核心部分，對降解有害物質、控制水質污染起到了重要的作用。國內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。考慮環境氣候條件、凈化能力，耐污能力、根系發達程度等合理選擇人工濕地植物并重視植物間的合理搭配，保證出水水質達標排放。

5、展望

人工濕地處理系統具有投資運行費用低、維護管理簡便、氮磷去除效果好、耐沖擊負荷能力強、生態景觀改善效果明顯等優點，越來越受到人們的重視，并得到越來越廣泛的應用，然而，我們也應看到，濕地處理技術也并非盡善盡美，不適應干旱氣候、存在植物病蟲害及自身生長周期問題、維護不當易產生淤積、阻塞現象等缺點，這些問題還有待我們去研究加以解決。endprint