農(nóng)村生活污水人工濕地處理技術(shù)研究

王媛媛，馬云波，李 爽

(1.浙江省環(huán)境工程有限公司，浙江 杭州 310012；2.杭州勤皓環(huán)保科技有限公司，浙江 杭州 311100；3.浙江東天虹環(huán)保工程有限公司，浙江 杭州 310000)

1 引言

自從開展和實施新農(nóng)村建設(shè)以來，農(nóng)村生活污水整體排放量呈現(xiàn)出較大幅度的增長，對水文環(huán)境、自然環(huán)境造成較為嚴重的影響。面對此情況，相關(guān)部門必須對此引起較高的重視，積極宣傳和推廣更加先進的水處理技術(shù)，提升對農(nóng)村污水處理的整體質(zhì)量。而結(jié)合農(nóng)村所處的地理優(yōu)勢，積極應(yīng)用人工濕地來進行污水處理，是一種較為方便、高效的處理方式，為此需要加強這方面的研究，更加科學(xué)的對其進行應(yīng)用。

2 農(nóng)村生活污水特點及人工濕地處理原理

2.1 農(nóng)村生活污水特點

對我國現(xiàn)階段農(nóng)村生活污水排放的實際情況進行分析，所排放生活污水主要表現(xiàn)出以下一些特點：第一，相較于城市污水排放量，農(nóng)村整體排放量較少，且呈現(xiàn)出較強的時間性特點。據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國當前大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)的日均污水排放量都在500 m3以內(nèi)，且污水排放多集中在三餐時段；第二，農(nóng)村排放的污水基本都與居民的生活有著緊密的聯(lián)系，其中包含的污染物種類較少，主要為一些有機物質(zhì)和氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，且在污水中所占濃度普遍較低，因此在對其處理時顯得較為方便[1]。

2.2 人工濕地處理原理

人工濕地屬于一種借助天然地理、地形構(gòu)建的人工污水處理系統(tǒng)，其內(nèi)部包含有較多的微生物、水生類植物、基質(zhì)等，通過與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、物理反應(yīng)以及生物作用，從而使污水資源得到凈化。其中化學(xué)反應(yīng)主要指的是各類化學(xué)物質(zhì)之間發(fā)生的相互反應(yīng)，使污染物中一些離子被成功分離出來；其中物理反應(yīng)主要指的是過濾、沉積，濕地中的植物根葉和基質(zhì)層都能夠起到過濾水體中懸浮物的作用；其中生物作用主要指的是微生物對各種有機污染物的分解作用，使之能夠被分解成各類較為簡單的小分子化合物[2]。通過對多種凈化形式的綜合應(yīng)用，人工濕地在對農(nóng)村污水的處理中表現(xiàn)出較好的效果。

3 人工濕地處理技術(shù)

隨著人們對人工濕地處理技術(shù)研究的逐漸深入，不僅在技術(shù)水平上得到較大的提升，而且在技術(shù)種類上也變得較為豐富，形成了表面流、垂直流、水平潛流等多種形式的人工濕地處理技術(shù)。

3.1 表面流濕地處理技術(shù)

該項技術(shù)主要指的是通過在廢水的表面形成一種漫流的效果，使緩慢流動的污水能夠充分接觸植物根部、基質(zhì)土壤等，從而促進各類反應(yīng)的發(fā)生，達到凈化的效果。該種處理方式優(yōu)勢在于投入的運行成本較低，操作運行都較為簡單方便，較容易被廣大農(nóng)村居民所接受。但是其存在缺陷也較為明顯，其屬于一種被動性的污水處理方式，對污水的整體處理能力較弱，且較容易造成大量污水滯留的情況，在炎熱的夏季較容易產(chǎn)生較多的蚊蟲，散發(fā)較為惡劣的氣味[3]。

3.2 垂直流人工濕地處理技術(shù)

該項技術(shù)主要指的是生活污水以垂直狀流入到濕地的土壤中，充分發(fā)揮土壤的過濾效果，然后再利用植物、微生物等作用實現(xiàn)對污水的凈化處理。從實際應(yīng)用來看，這種處理技術(shù)在去除氮、磷、氨等營養(yǎng)物質(zhì)方面有著較好的效果，且在施工建設(shè)時投入的成本也相對較低，相較于表面流方式在效果上有一定的提升[4]。但是該方式在操作上卻相對較為復(fù)雜，且受到氣候因素和自然環(huán)境的較大影響，這也在很大程度上阻礙這項技術(shù)在我國農(nóng)村大面積推廣應(yīng)用。

3.3 水平潛流人工濕地處理技術(shù)

該項技術(shù)主要指的是在濕地中人為設(shè)置不同基質(zhì)的填料床，并對各個填料床做防滲漏處理，讓農(nóng)村污水按照特定的順序流經(jīng)各個填料床，且避免污水滲透到周邊的水源中，從而達到較好的凈化處理效果。該處理技術(shù)對植物的運輸作用表現(xiàn)出較大的依賴性，且對植物根系凈化和微生物作用的應(yīng)用較弱，使得整體凈化效果較差，為了能夠順利解決這些不良問題，在對其進行構(gòu)建的過程中，還需注意在人工濕地填料床的兩側(cè)科學(xué)設(shè)置水口礫石區(qū)和出水口礫石區(qū)，使中間基質(zhì)區(qū)能夠具有較好的處理效果。

4 人工濕地處理技術(shù)在農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用策略

為有效提升人工濕地處理技術(shù)在農(nóng)村污水處理中的效果，關(guān)鍵還需要對各類人工濕地處理技術(shù)進行靈活應(yīng)用，采取更加科學(xué)的應(yīng)用策略。下面筆者結(jié)合自身的認識，提出幾點人工濕地處理技術(shù)的應(yīng)用策略。

4.1 以家庭為單位構(gòu)建人工濕地

從當前農(nóng)村居民的實際生活情況來看，建造統(tǒng)一性的人工濕地，不僅需要較大的面積，而且還需要布設(shè)較多的管路工程，增大初期投資建設(shè)的費用。此外在凈化處理效果上也很難達到想要的要求。基于此種情況，在實際生活中對人工濕地處理技術(shù)進行應(yīng)用時，可以采用以家庭為單位的形式，構(gòu)建小型化的人工濕地系統(tǒng)，由于每個家庭單獨用水量較少，在對污水的凈化上反而能夠起到更好的效果。當然在具體的推行和實施過程中，還需政府部門大力推廣，并加大支持的力度，在初期投入更多資金來幫助農(nóng)村居民建設(shè)，這樣才能夠獲取到廣大農(nóng)村居民的認可，從而有效實現(xiàn)對農(nóng)村污水的凈化處理[5]。

據(jù)相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，以家庭為單位構(gòu)建構(gòu)建人工濕地系統(tǒng)，對污水的處理效率能夠得到較大程度的提升，如：對污水中的磷含量去除率能夠達到80%以上，對污中的化學(xué)出氧量去除率能夠達到95%以上，且該項技術(shù)還能夠與新能源技術(shù)進行聯(lián)合，通過微生物作用中產(chǎn)生的沼氣來為農(nóng)村居民提供適量的清潔能源，對農(nóng)村整體環(huán)境的改善有著非常好的效果。

4.2 科學(xué)控制人工濕地系統(tǒng)處理因素

從現(xiàn)階段我國農(nóng)村污水處理人工濕地系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況來看，其中最大的問題便在于優(yōu)化處理的效率較低，使得構(gòu)建出來的人工濕地系統(tǒng)無法承受正常運轉(zhuǎn)需求，甚至使得構(gòu)建的人工濕地系統(tǒng)成為農(nóng)村新的污染源。因此，在當前對人工濕地處理技術(shù)的應(yīng)用中，關(guān)鍵還需提升人工濕地系統(tǒng)的處理效率，從其實際處理的原理來看，主要可以從兩個方面來加強：其一，提升人工濕地的物理處理能力，在選用人工濕地基質(zhì)時，綜合成本費用、處理能力等因素來綜合考慮，挑選出水污染處理能力較強的基質(zhì)。例如：爐渣和砂礫都是兩種較為常見的人工濕地系統(tǒng)基質(zhì)，且在成本費用上相差性不大，但是二者在對污水處理的效果上卻存在差異性，爐渣對化學(xué)需氧量的去除率通常能夠達到47%左右，對污水中總磷的去除率能夠達到45%左右；而砂礫在對二者的去除率上卻分別為44%和4%，由此可以看出選用爐渣作為人工濕地系統(tǒng)的處理基質(zhì)效果更為明顯；其二，提升人工濕地的微生物處理能力。微生物是人工濕地系統(tǒng)污水處理中的主體和核心部分，在物質(zhì)的礦化、硝化、反硝化等過程中起到關(guān)鍵作用。但是這些微生物對所處的環(huán)境有著較高的要求，如：溫度、氧氣濃度等，因此為了有效提升其實際的處理能力，還需注重對人工濕地處理系統(tǒng)的環(huán)境因素加以控制[6]。

4.3 多種人工濕地處理技術(shù)并用

在對農(nóng)村污水處理的過程中，為能夠有效達到處理的效果，使農(nóng)村的污水能夠真正的得到凈化，可以對現(xiàn)有人工濕地系統(tǒng)處理技術(shù)進行綜合性應(yīng)用。綜合多種處理技術(shù)的優(yōu)勢，對各種人工濕地處理技術(shù)做出靈活搭配，將能夠使最終的凈化效率得到較大提升，使得人工濕地系統(tǒng)的處理效率超出農(nóng)村污水的實際處理量。在這種方式下才能有效保證人工濕地系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，避免因為污水處理不及時，造成系統(tǒng)癱瘓的現(xiàn)象。例如：化糞池是農(nóng)村污水處理中常見的人工濕地系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)存在的缺點十分明顯，對固體懸浮物的處理能力偏弱。當污水中含有的固體懸浮物含量出現(xiàn)上升之后，將造成其污水處理能力減弱，且有較大的可能造成人工濕地系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞的問題。針對此問題，在對該人工濕地系統(tǒng)進行構(gòu)建的過程中，可以專門安設(shè)厭氧反應(yīng)器裝置，通過該裝置來對系統(tǒng)中的可溶性固體物做出處理，提升其污水處理的效果。此外，為避免人工濕地系統(tǒng)受到較大的沖擊負荷，也可以在系統(tǒng)中設(shè)置一些顆粒較大的卵石作為基質(zhì)，這也對整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)有著較大的幫助，有效提升農(nóng)村污水處理能力。

5 結(jié)語

為了讓我國農(nóng)村得到更好的發(fā)展，逐漸走上可持續(xù)性發(fā)展的道路，在發(fā)展建設(shè)中就應(yīng)當加強對生態(tài)環(huán)境的保護，尤其應(yīng)當針對農(nóng)村生活污水做出有效的處理。而人工濕地處理技術(shù)是一種有效處理農(nóng)村水污染問題的高效技術(shù)，通過對其科學(xué)的應(yīng)用，對改善農(nóng)村水資源環(huán)境有較大的幫助。但是在實際的應(yīng)用中，為切實發(fā)揮出應(yīng)有的效果，還需結(jié)合農(nóng)村的實際環(huán)境，對各類人工濕地處理技術(shù)進行靈活的應(yīng)用，建立完善的人工濕地處理系統(tǒng)，才能有效提升對農(nóng)村污水的處理能力。