人工濕地處理技術在農村污水處理中的應用

歐陽群文

廣東省建筑設計研究院

人工濕地處理技術在農村污水處理中的應用

歐陽群文

廣東省建筑設計研究院

人工濕地技術作為一種可持續發展的污水處理技術方法也越來越引起人們的重視和研究，追溯其歷史來源于1953年德國KatheSeidel博士研究發現了蘆葦能去除大量無機和有機污染物，而我國在人工濕地技術方面的研究起步較晚，1987年建立了第一個人工濕地，最初的人工濕地技術也僅僅應用在生活污水的處理上，具有處理污水出水水質穩定、對氮磷等有很強的去除能力、系統管理方便等特點，目前已逐漸推廣至工業廢水、養殖廢水等領域中，代表了人工濕地技術在未來發展的一個新趨勢。

農村；污水處理；人工濕地技術

近年來隨著我國新農村建設與城鄉一體化的推進，農村中水污染問題日趨嚴重，首要污染原因就是農村生活污水的排放加劇，2015年我國農村生活污水排放量約為200×108m3，每人每天的生活污水排放量平均是21.74L，同時受農村經濟自然條件所限，對于生活污水沒有配套的處理設施，嚴重危害當地居民與環境的健康。針對農村生活污水處理，人工濕地是一種實惠高效的處理技術，投資建設成本低廉且凈化效果好。

1 人工濕地污水處理技術的定義

人工濕地是為污水處理人為模擬自然濕地建造的一個自然系統，是人為地在有一定長寬比和地面坡度的洼地里將石、砂、土壤、煤渣等一種或幾種介質按一定比例構成基質作為填床料，并有選擇性地植入植物的污水處理生態系統。通過生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實施對污水的凈化作用。

2 農村水環境污染成因

農村水環境近年來由于各種原因造成了很大的污染，給本來山清水秀的自然環境帶來了極大的破壞，根據文獻及工程實踐經驗總結如下原因：

農業污染：由于農村大量使用化肥和農藥，并且使用的藥量逐年增加，因此化肥和農藥是主要的農業污染源，近20年來，我國使用化肥量已經超過世界平均使用量的1倍多。由于使用的肥料量超過土壤的保持能力，導致土壤耕地質量差、板結等問題，同時引起氮、磷等營養物的流失，隨灌溉回水或降雨淋溶等方式對地表水、地下水造成污染及湖泊富營養化。

畜禽養殖業污染：隨著人民生活水平的不斷提高，增大了對肉類的需求，城鄉畜禽業規模發展迅速，城鎮郊區建立起大批養殖場，因此帶來大量畜禽糞便、尿液排放和污染的問題。由于化肥的大量使用，農村畜禽糞便的農業利用減少，并且近年來畜禽養殖業從農戶的分散型養殖轉向集約化、工廠化養殖，畜禽養殖模式的轉換，加重了養殖業與種植業脫節。

隨著人們對自然生態環境和居住環境要求的提高，既可與景觀和為一體又可以進行污水再生的人工濕地技術近年來越來越受到社會關注。人工濕地具有建設投資少、運行成本低、維護管理簡便等優點，適合在住區、小城鎮中發展。

3 濕地技術在農村生活污水治理中的應用

本項目為某鎮農村生活污水處理工程，設計處理能力為140m3/ d，每天24h運行，即5.85m3/h。根據工程經驗，人工濕地的表面負荷選用0.4m3/m2·d，最后項目占地面積為535m3。處理水直接排至附近河涌，出水水質達到《農田灌溉水質標準》。本項目方案設計采用“厭氧+人工濕地”工藝，流程簡單，管理維護方便。針對本項目情況，該工藝可行性從以下幾個方面來分析。

3.1 應用過程

生活污水經過化糞池后溢流排至現狀排水溝，經過格珊后去除較大顆粒的無機污染物后進入調節沉淀池，以應對水量進行調節，并去除顆粒態污染物，以免堵塞人工濕地。調節池后進入厭氧反應池，污水在厭氧池中，在無分子氧條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作用，將廢水中各種復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質。在這個處理的過程中，復雜的有機化合物被分解，轉化為簡單、穩定的化合物，同時釋放能量，確保后續構筑物的處理效果。厭氧池出水經過配水系統后進入人工濕地，污水在床體內靠重力自流的過程中床體填料及其表面的微生物充分接觸，由此完成水質的凈化，進化后出水排至現狀溝渠或河涌。維護要求：定期(每季度一次)對格柵井、人工濕地及相關溝渠進行清理與維護；并定期(每季度一次)對人工濕地內雜草、病蟲害以及植物殘體進行清理，對人工濕地內的植物進行收割和換茬。污泥定期(每年一次)由環衛吸泥車抽走，外運處置.應急消毒采用生石灰。

3.2 應用結果

根據本項目的實踐經驗可以得出， 人工濕地在處理農村污水上具有優勢， 只要能做到統一管理， 人員統一培訓，必定可以實現更好的效果。

3.3 組合其他工藝人工濕地技術的應用

單一的人工濕地雖然能有效防治與處理農村生活污水，但其技術都有各自的缺點：表面流濕地處理效率低，水質去污差，受氣溫影響大；潛流濕地充氧不足、建設成本高；垂直流濕地容易堵塞、有機物去除率差、控制復雜。加上近年來農村生活污水濃度逐漸提升，僅依靠單一人工濕地技術往往已不能滿足污水治理現狀，將濕地與其他工藝技術組合利用，優勢互補，才能以更高效的污水凈化能力應對農村水污染。目前常用附加工藝有化糞池與厭氧池系統?；S池工藝一般與潛流人工濕地相組合，生活污水先經由生物化糞池處理，減低污染物含量后再流入人工濕地，去污效果好且成本低廉，一般適用于小型分散式污水處理；厭氧池工藝則與潛流濕地組合，污水經格柵進入酸化池與厭氧池，出水沉淀后流入人工濕地，該工藝穩定性強、凈水效率高但受氣候條件影響較大，適合南方高溫地區推廣運作。

人工濕地作為一種可持續發展污水處理技術手段，從最初的僅應用在生活污水的處理中，目前已被投入到廣泛的應用中，并取得了很好的效果和效益，雖然人工濕地在污水處理方面的應用仍然存在一些問題，但隨著人們環保意識的日益提高以及人工濕地技術的不斷提高和完善，人工濕地技術在污水處理的各個領域將會發揮更大的作用。

[1] 盧航. 小型人工濕地處理北方新農村生活污水的應用研究[D]. 西北大學,2013.

[2] 徐敬亮. 人工濕地技術在處理農村生活污水中的應用研究[D]. 南昌大學,2014.

[3] 趙志強. 人工濕地處理技術在農村污水處理中的應用[J]. 現代農業科技,2011,01:294+299.