農(nóng)村散戶污水處理人工濕地應(yīng)用

袁英蘭

沈陽(yáng)環(huán)境科學(xué)研究院

1 引言

農(nóng)村散戶污水處理存在的一些問(wèn)題使得我國(guó)整個(gè)的環(huán)境治理工作開(kāi)展極為困難，同時(shí)這樣的一些問(wèn)題也在環(huán)境治理的深入推進(jìn)中被重點(diǎn)關(guān)注。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，主要與傳統(tǒng)污水集中治理成本較高有著較大的關(guān)系，即便是有足夠多的資金也并不能達(dá)到預(yù)期的運(yùn)行效果。如今人工濕地技術(shù)的應(yīng)用可謂是恰逢其時(shí)，其主要是以農(nóng)村的植被情況為準(zhǔn)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，主要的優(yōu)點(diǎn)就是前期投入較少且無(wú)須配置復(fù)雜的管線道路即能達(dá)到較好的應(yīng)用效果[1]。

2 我國(guó)農(nóng)村散戶污水處理現(xiàn)狀

就我國(guó)當(dāng)前的狀況來(lái)看，農(nóng)村建設(shè)有污水處理設(shè)施的寥寥無(wú)幾，總體的覆蓋率不到20%。可以說(shuō)，除了山東省以及上海市和浙江省等現(xiàn)代化建設(shè)水平較高的農(nóng)村區(qū)域外，其他省市在農(nóng)村污水處理設(shè)施的建設(shè)上嚴(yán)重滯后。同時(shí)由于農(nóng)村的資源設(shè)備不夠先進(jìn)，在進(jìn)行農(nóng)村散戶污水處理的過(guò)程中，它存在的特點(diǎn)是非常明顯的，主要表現(xiàn)在處理難，處理效率不高，處理質(zhì)量不高等方面。

對(duì)于農(nóng)村散戶的污水，不僅分散區(qū)域較廣、難以集中收集，而且垃圾混雜處理的情況也比較嚴(yán)重，廚余垃圾以及各種糞便形成的污水極為復(fù)雜。如今隨著農(nóng)村生活水平的提高，各類生產(chǎn)生活過(guò)程中產(chǎn)生的污水更是逐年激增，而帶給污水處理的壓力也是成倍增加。另外，通過(guò)對(duì)污水成分的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，其中含有大量的有機(jī)物，同時(shí)排放不均勻和變化幅度較大也使得對(duì)其的處理極為復(fù)雜。再加上當(dāng)前大多數(shù)的農(nóng)村并沒(méi)有配置完善的排污系統(tǒng)，散戶污水隨意排放的情況仍然比較嚴(yán)重，從而也就造成了河湖等水域生態(tài)的破壞。

3 人工濕地技術(shù)概述

3.1 人工濕地的類型

談及人工濕地的類型，具體來(lái)說(shuō)主要有水平潛流型和垂直流以及表面流等。就水平潛流型的人工濕地來(lái)看，其所實(shí)施的污水處理主要是通過(guò)廢水流過(guò)填料床底部，進(jìn)而在大型水生植物的生物條件作用下使污水產(chǎn)生厭氧降解，如此也就達(dá)到了去除廢水中污染顆粒物的目的;所謂的垂直流人工濕地，主要是按照一種周期性的方式對(duì)廢水實(shí)施裝載，接著將這些裝載的廢水以垂直的角度流經(jīng)過(guò)濾器，在這個(gè)的一個(gè)過(guò)程中借助于過(guò)濾器的通氣條件以達(dá)到降解污水的效果;單從外觀來(lái)看，表面流人工濕地與天然濕地并無(wú)區(qū)別，其主要是通過(guò)種植多種植物的填料床來(lái)對(duì)收集到的污水實(shí)施凈化。對(duì)于人工濕地處理技術(shù)來(lái)說(shuō)，它主要的目的是能夠?qū)⑥r(nóng)村散戶污水處理的效果提高，所以在進(jìn)行技術(shù)選擇的過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際的情況加以選擇，并且對(duì)技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，使其能夠切實(shí)的應(yīng)用到污水處理當(dāng)中。

3.2 人工濕地污水處理的原理

對(duì)于人工濕地的污水處理，總體來(lái)看其主要是借助于植物和填料以及微生物等之間的共同作用來(lái)達(dá)到對(duì)污水的凈化。其中涉及的物理原理主要是污水流經(jīng)填料床以及密集水生植物的過(guò)程中，例如過(guò)濾和沉淀。就過(guò)濾來(lái)看，污水中的大分子以及顆粒狀的有毒物質(zhì)等都能在這個(gè)過(guò)程中被植物網(wǎng)和填料層所過(guò)濾，而留在人工濕地中的物質(zhì)則進(jìn)入到沉淀環(huán)節(jié)。污水處理的化學(xué)原理主要是指污水與人工濕地中微生物所產(chǎn)生的好氧或是厭氧等狀態(tài)下的降解反應(yīng)。同時(shí)污水與濕地中微生物所產(chǎn)生的離子交換以及各類氧化還原反應(yīng)也是此類污水處理過(guò)程中化學(xué)原理的體現(xiàn)，從而借助于一系列的分子和離子等的組合來(lái)達(dá)到污水凈化的目的。

4 人工濕地在農(nóng)村散戶污水處理中的應(yīng)用

4.1 人工濕地建設(shè)模式

對(duì)于人工濕地，成都郫都區(qū)已經(jīng)將其作用到了區(qū)域農(nóng)村排污連片整治的工作當(dāng)中，并率先在安龍村和園田村開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。具體來(lái)看，主要有兩種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑浩湟皇轻槍?duì)散戶設(shè)計(jì)，以庭院為基礎(chǔ)修建滿足家庭污水處理的人工濕地；其二則是針對(duì)多個(gè)散戶或是農(nóng)家樂(lè)等，這樣模式下的人工濕地規(guī)模較大，能夠承擔(dān)的污水處理一般在100人左右，這種公園式的污水處理顯然效率要更高一些。

4.2 人工濕地污水處理

建成人工濕地之后，接著就是以引流的方式使散戶污水流經(jīng)這些人工濕地。首先是污水流經(jīng)填料床和密集植被所產(chǎn)生的過(guò)濾和沉淀，這是初級(jí)的處理環(huán)節(jié)。接著則是通過(guò)污水與植物中微生物的氧化反應(yīng)，以對(duì)有毒有害物質(zhì)實(shí)施分解和凈化。最后一步則是通過(guò)人工濕地中土壤與植物的共同作用來(lái)完成，以對(duì)污水中氮磷等元素的吸附并使其沉積于人工濕地之中，從而達(dá)到污水凈化的目的。

4.3 人工濕地污水處理的效用

通過(guò)一段時(shí)間的使用，農(nóng)村的污水處理確實(shí)有了極大的改善，最為顯著的標(biāo)志是，污水中的氨氮以及糞大腸菌等的去除率高達(dá)90%以上。不僅如此，經(jīng)由人工濕地處理的污水可以直接作用于農(nóng)田的灌溉，由此也就實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，同時(shí)也將大大緩解我國(guó)城市用水的壓力，而農(nóng)村所存在的生活用水污染的情況也將得到有效地處理，從而為美麗中國(guó)的健康生態(tài)發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

5 人工濕地技術(shù)在農(nóng)村生活污水處理中的應(yīng)用

在農(nóng)村散戶污水處理的過(guò)程中，采用人工濕地技術(shù)，它能夠切實(shí)地將污水問(wèn)題改善，就目前而言，對(duì)于人工濕的基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)，它的應(yīng)用方式是有很多種的，現(xiàn)在對(duì)農(nóng)村散戶污水處理過(guò)程中常用的人工濕地技術(shù)探討。

5.1 垂直流人工濕地技術(shù)

在垂直流人工濕地系統(tǒng)過(guò)程中，農(nóng)村生活污水的處理，它可以從人工濕地系統(tǒng)的表面直接垂直流入其中，并且在流入的過(guò)程中經(jīng)過(guò)土壤處理，然后根據(jù)不同類型的土壤達(dá)到進(jìn)化的目的。對(duì)于該人工技術(shù)來(lái)說(shuō)，它具備完整的污水系統(tǒng)，還有積水系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)是占地面積比較小，在處理污水上獲取的效率比較高，整個(gè)系統(tǒng)可以在地下建設(shè)示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 垂直流人工濕地技術(shù)示意圖

5.2 表面流人工濕地技術(shù)

對(duì)于表面流人工濕地系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它的四周都有一定高度的圍墻，并且維持著相應(yīng)的水層厚度，同時(shí)在表面流人工濕地系統(tǒng)中，它的植物通常為水性類型植物。該技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，通過(guò)吸進(jìn)農(nóng)村生活污水，使其能夠形成一個(gè)向前流動(dòng)的狀態(tài)，并且在流動(dòng)的過(guò)程中污水還在一定的程度上與濕地土壤還有植物的根部接觸，再通過(guò)相應(yīng)的生物反應(yīng)，還有物理化之后，污水的自身有害物質(zhì)就得到改善，并且植物具備很強(qiáng)的吸收性能，它能夠在污水處理的時(shí)候，通過(guò)自身的反應(yīng)將污水吸收，進(jìn)而排放出有益的水質(zhì)。示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 表面流人工濕地技術(shù)示意圖

5.3 水平潛流人工濕地技術(shù)

該方式在應(yīng)用的過(guò)程中，污水會(huì)流著入口向出水口進(jìn)入，在整個(gè)流動(dòng)循環(huán)的過(guò)程中，污水會(huì)通過(guò)土壤機(jī)制，還有植物的根系以及砂石，在經(jīng)過(guò)這些系列之后，污水中的有害物質(zhì)就會(huì)被處理，這對(duì)提高污水排放量的水質(zhì)有著積極的作用，示意圖見(jiàn)圖3。同時(shí)該技術(shù)在農(nóng)村散戶污水處理應(yīng)用的時(shí)候，它通過(guò)自身的性能達(dá)到了流動(dòng)循環(huán)的要求，并且能夠有效地對(duì)污水處理進(jìn)行控制，大大地提高了污水處理的質(zhì)量。

圖3 水平潛流人工濕地技術(shù)示意圖

5.4 人工濕地的建設(shè)

對(duì)于這種人工濕地技術(shù)來(lái)說(shuō)，它各自有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，相比于垂直替流人工濕地的優(yōu)點(diǎn)而言，它主要是能夠?qū)ξ鬯械牡幚硇Ч鸬降淖饔檬欠浅Ｃ黠@的，同時(shí)占據(jù)的面積也比較小，但是缺點(diǎn)是在農(nóng)村生活污水處理過(guò)程中，它的處理效果不高。而對(duì)于表面流的人工濕地系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它在實(shí)踐的過(guò)程中氧含量還是比較充足的，所以在建設(shè)上不需要考慮氧含量的因素，因此它的建設(shè)成本不高，但是在處理污水上，它的占地面積比較大，效果不是很高。在進(jìn)行人工濕地建設(shè)的過(guò)程中，做好植物的選擇是非常重要的一個(gè)過(guò)程，所以在植物選還需要具備一定的觀賞價(jià)值，例如常見(jiàn)的有蘆葦，睡蓮，荷花等通過(guò)這種植入集成的系統(tǒng)，它能夠大大地提高了農(nóng)村生活的污水處理效果。值得注意的是，在人工濕地建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)于采用的植物需要按照農(nóng)村散戶污水處理的要求進(jìn)行選擇，并且在人工濕地技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中還需要對(duì)它的污水處理能力進(jìn)行研究，從而保證再進(jìn)行污水處理的時(shí)候，能夠化解污水處理成分，提高水資源的質(zhì)量。

6 人工濕地的管理和維護(hù)

做好人工濕地系統(tǒng)的管理與維護(hù)它能夠提高污水處理的效果，因此在實(shí)踐的過(guò)程中，需要保證人工濕地系統(tǒng)植物的成活率能夠得到提高，另外在管理維護(hù)的時(shí)候，還需要對(duì)濕地的水位進(jìn)行控制，保證植物中的根系能夠更好地向下生長(zhǎng)。同時(shí)在平時(shí)工作的過(guò)程中，還需要及時(shí)地將雜草還有枯萎的植物進(jìn)行清理，保證濕地的植物能夠有效生長(zhǎng)減少負(fù)荷的情況出現(xiàn)。此外在農(nóng)村散戶污水處理維護(hù)和管理的過(guò)程中，還需要按照技術(shù)的應(yīng)用特征合理的對(duì)人工濕地技術(shù)進(jìn)行維護(hù)，一般來(lái)說(shuō)，在技術(shù)維護(hù)的時(shí)候，需要按照農(nóng)村散戶污水處理的要求，對(duì)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，還有植物的生長(zhǎng)需求進(jìn)行研究，從而保證植物的生長(zhǎng)能夠緩解污水問(wèn)題。

7 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前農(nóng)村污水治理所存在的問(wèn)題頗為突出，不僅設(shè)備安裝嚴(yán)重不足且處理的流程也是極不規(guī)范，進(jìn)而也就出現(xiàn)了各類污水不能有效處理的不良情況。按照科學(xué)的處理方式，針對(duì)農(nóng)村散戶的污水處理應(yīng)堅(jiān)持因地制宜的原則，并確保在完善人工濕地系統(tǒng)的條件下有序排污，從而為農(nóng)村污水的科學(xué)處理以及區(qū)域生態(tài)的健康發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。