人工濕地生態(tài)凈化系統(tǒng)大有可為

宋平　張翼維　馬攀

人工濕地系統(tǒng)是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，其形成的內(nèi)部循環(huán)具有投資低、處理效果好、抗氧化能力強、增加綠化面積、改善和美化環(huán)境、操作簡單、維護和運行費用低、適應范圍廣等優(yōu)點，在處理我國廣大農(nóng)村村鎮(zhèn)的污水中具有非常廣闊的應用前景。

天泉人工濕地生態(tài)凈化系統(tǒng)位于岳麓區(qū)蓮花鎮(zhèn)立馬村，蓮花鎮(zhèn)地處湖南省長沙市岳麓區(qū)西南，鎮(zhèn)域總面積113平方公里，轄16個村和1個社區(qū)居委會，人口5.1萬。有農(nóng)田2061公頃，山林7693公頃，森林覆蓋率58.4%，水面661公頃，是典型的丘陵鄉(xiāng)鎮(zhèn)。2008年10月，蓮花鎮(zhèn)被列為湖南省“兩型社會”建設(shè)示范鎮(zhèn)，2010年又將蓮花鎮(zhèn)確定為湖南省“城鄉(xiāng)一體化”建設(shè)示范鎮(zhèn)。按照“城鄉(xiāng)一體化”建設(shè)、“兩型社會”示范鎮(zhèn)建設(shè)的目標任務，將蓮花建設(shè)成中國最美麗鄉(xiāng)村的目標，全面推進城鄉(xiāng)一體化“兩型社會”示范鎮(zhèn)建設(shè)又好又快發(fā)展，取得了顯著的成效。

通過對蓮花鎮(zhèn)立馬村污水調(diào)查，發(fā)現(xiàn)上游農(nóng)村生活污水的直排對系統(tǒng)入水水質(zhì)影響大；水系中游及下游農(nóng)業(yè)面源污染嚴重，水體混濁發(fā)黑，呈富營養(yǎng)化趨勢，對下游居民生產(chǎn)、生活造成一定影響，也影響區(qū)域內(nèi)生態(tài)景觀形象，流入下游污染河、湖。

根據(jù)蓮花鎮(zhèn)立馬村自然資源以及水污染現(xiàn)狀，長沙市林業(yè)局決定，由湖南天泉生態(tài)草業(yè)工程有限公司對實行整村土地流轉(zhuǎn)的立馬村進行人工濕地生態(tài)凈化示范推廣，并通過中南林業(yè)科技大學進行技術(shù)支撐。確定采取“生物塘+生態(tài)溝渠+人工濕地”的模式進行污水治理，利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來凈化各類固、液、氣污染物質(zhì)。系統(tǒng)建成后，生活污水和基質(zhì)廠房排水經(jīng)多級植物塘和生態(tài)溝渠處理后逐步凈化，通過人工濕地系統(tǒng)對混合污水進行深度處理。

人工濕地是該系統(tǒng)的核心工程，由“表-潛-表”三級串聯(lián)的人工濕地單元組成，主要包括表流濕地單元（A）、水平潛流濕地單元（B）、表流濕地單元（C）。

該濕地系統(tǒng)在水平潛流單元構(gòu)建生物再生型吸附緩沖系統(tǒng)，采用廉價、吸附容量大、通透性好的石灰石作為主體填料，同時選擇與種植主根系分布在石灰石填料層的多年生木本植物，間種季節(jié)性草本植物，利用介質(zhì)層植物根系與微生物膜的再生功能，實現(xiàn)填料吸附、沉淀、生物降解、吸收和轉(zhuǎn)化的平衡，增強系統(tǒng)抗污染負荷能力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定與可持續(xù)性。

通過對該系統(tǒng)出水檢測，主要污染物指標，經(jīng)人工濕地處理后，平均去除率均達到80.4%以上。其出水水質(zhì)均達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002》一級A標準，穩(wěn)定水質(zhì)后將用于草毯生產(chǎn)的灌溉用水。同時，該系統(tǒng)通過利用進水和出水落差自流的方式流動，零能耗運轉(zhuǎn)，不需要任何能耗和藥劑費用，運行費用低。

人工濕地系統(tǒng)是一個具有高效去污和生產(chǎn)功能的復合生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)配置季節(jié)性植物群落，運用草本、木本植物，觀花、觀葉植物，挺水、浮水植物，進行混種、間種、單種等多種方式，通過豐富系統(tǒng)生物多樣性來強化濕地生態(tài)凈化系統(tǒng)的時空與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)功能，確保換季時各單元留存的植物數(shù)量，創(chuàng)造濕地生態(tài)系統(tǒng)景觀效益。在治理農(nóng)村污水，改善當?shù)丨h(huán)境的同時，提升當?shù)刂龋瑤勇糜萎a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通過該系統(tǒng)與濕地植物繁殖項目相結(jié)合，繁殖相關(guān)濕地植物并進行銷售增加收益，建成后，預計每年至少能帶來30～50萬元收益。

同時，該人工濕地生態(tài)凈化系統(tǒng)也是生產(chǎn)系統(tǒng)。由于系統(tǒng)中動植物的生長繁殖，系統(tǒng)有機物質(zhì)總量在增長。因此，必須建立科學的生物收獲方式，快速削減系統(tǒng)BOD總量。濕地植物換季時統(tǒng)一收獲，與有機生活垃圾一并收集，應用于農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用項目，該項目通過天泉公司特有生物發(fā)酵技術(shù)后制成生態(tài)基質(zhì)，用于生態(tài)園內(nèi)草毯生產(chǎn)，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化循環(huán)模式。在治理污染的同時，美化和改善了農(nóng)村人居生態(tài)環(huán)境，同時為當?shù)卮迕裉峁┝艘欢〝?shù)量的就業(yè)崗位。

隨著人工濕地凈化系統(tǒng)投資運行，每天能回收處理污水5000噸，減少了污染，使環(huán)境得到了保護，大幅度減少了對地下水的污染，使立馬村周邊的生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。同時，農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用、生態(tài)草毯規(guī)模化生產(chǎn)、濕地植物繁殖等相關(guān)配套項目先后開展，使項目所在區(qū)域農(nóng)村污水得到無害化、穩(wěn)定化、減量化、資源化處理，進一步帶動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，改善當?shù)氐沫h(huán)境，促進地方農(nóng)村污水處理工程建設(shè)。如果我們對生產(chǎn)、生活污水，通過從源頭進行人工濕地凈化處理，那么，流入大江、大河的水，就不會有污染了。該人工濕地污水處理項目的成功實施，將會極大推進全市乃至全省農(nóng)村污水處理項目的實施，為解決我國農(nóng)村污水問題提供一條綠色、低碳、循環(huán)的途徑。