人工濕地農村污水處理的生態效應研究

賈建青

摘 要：隨著時代的發展，不論是農村還是城市用水的量都急劇增多，因此產生的污水也變得越來越多。沒有經過處理的農村污水直接排放的話，會造成河流和水源的污染，水資源就會得到破壞，進一步威脅人們的身體健康。因此，農村的污水處理在水資源治理中是極為重要的，也是農村環境保護的一個重點方面。本文從人工濕地系統進化的原理出發，分析了人工濕地系統的設計方法，經過多種方案的比對，提出最好的農村污水處理障方法。

關鍵詞：農村污水；人工濕地；循環系統；生態效益

中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）04-0009-02

隨著農村經濟的不斷發展，農村的用水量也不斷增多，隨之就產生了越來越多的農村污水，不但有生產污水，也有人們的日常的生活污水。由于經濟和技術條件的制約，大多數地區沒有對于污水進行多加處理，還是直接排放，流入到附近的河流中，導致水體受到了嚴重的污染。因此，現階段國家十分重視農村地區的污水處理工作，傳統的污水處理方法很難在農村地區得到推廣，因此現在就研發了新的人工濕地系統處理技術，將其應用在農村的污水處理中，可能會取得較好的效果。

1 我國農村污水處理的現狀

隨著經濟的發展，農村污水逐漸變多，但是我國農村污水的處理設備建設較晚，許多農村都并沒有配備污水處理系統，直接排放到河流中，造成了嚴重的水資源污染。只有相對集中的村落會采用集中處理的方式，靠近城鎮的村落則將污水管并入城市集中處理管網，共同進行處理。人工濕地是上個世紀七十年代發展起來的一種污水處理技術，從西方發達國家引入中國，發展至今，許多國家都開展了這方面的研究工作。這種工藝的凈水特點是水質較好，氮磷的處理能力較強，設備使用簡單，維護費用較低。因此，比較符合我國大部分農村污水處理的要求。

2 人工濕地的類型

總體來說，人工濕地包括以下幾種類型：

（1）表面流濕地。這種濕地是一種污水從濕地表面流過的長方形建筑物，結構較為簡單，工程造價低，但是由于污水在表面流過，衛生狀況很難控制，因此比較容易滋生蚊蠅，對周圍的生態環境會產生不良的影響，而且處理時間較長，效率較低。（2）潛流濕地。這種濕地在設計時，一般設計成有一定地面坡降的，長寬比大于3的建筑物，這樣就使得污水的流程較長，利于硝化反應和反硝化反應的發生，因此這種方法適用于需要脫氮的污水。（3）垂直流濕地。當污水流經這種濕地時，是沿垂直方向流動，因此氧供應的能力較強，污水能夠充分進行硝化作用，而且占地面積較小，可以實現長期的水力負荷。垂直流濕地一般設計成高約1米左右的方形構筑物，污水的流程較短，反硝化的作用較弱，因此對于工程技術的要求較高。

3 人工濕地的污水處理機理

（1）有機物的去除。污水中存在著許多不溶性的有機物，通過濕地的沉淀和過濾，就可以從水中分離出來，被微生物加以利用，防止排入到河流中。污水中可溶性的有機物則可以通過生物膜的吸附和非生物的代謝來去除，當人工濕地建設完成后，植物根部會生長大量的生物膜，當污水流經生物膜時，根系就會將可溶性的有機物截留下來，通過生物膜的吸附作用而去除，因此，人工濕地對于有機物去除能力較強。（2）濕地脫氮。污水中的氮含量較高，因此可以利用人工濕地進行去除。在這種去除方式中，主要依靠微生物的硝化作用和反硝化作用來實現，此外，濕地中的一些水生植物也可以吸收銨，從而實現氮的去除。通過氨氣揮發和銨離子交換可以去除氮。（3）濕地除磷。除了氮元素，污水中還存在著許多磷元素，人工濕地是通過濕地中沉積物的吸附和植物的凈化來實現的，其中沉積物吸附是人工濕地去除磷元素的主要因素，當填料對于磷的吸附趨于飽和后，濕地對于磷的去除效率會明顯下降。

4 人工濕地污水處理的生態效應

4.1 空間生態效應

從前，人們對于生態學的研究不夠深入，宏觀的生態學沒有使得人們對于濕地在空氣凈化和污染物減少方面做出過多研究，如果將研究的范圍縮小，從某個人工濕地污水處理系統出發，根據人工濕地的具體特點，進行定性定量的研究，那么一定會產生更大的生態學效應。

4.2 生態效應的空間傳播

對于人工濕地來說，其自身的作用是極為顯著的，但是也會根據其周邊的環境進行變化。在遇到建筑物或惡劣天氣等干擾時，人工濕地的生態效應將減弱，衰減規律會影響到再生生態的利用價值，也關乎人工濕地的未來發展與生態效應。因此，人工濕地生態效應的傳播在本質上是非線性的，除了濕地本身的特性以外，天氣、地形等均會在空間上對于人工濕地造成影響。

4.3 人工濕地污水處理的生態指標

在人工濕地進行污水凈化后，要對于污水進行一定的生態效應指標檢測。一般來說，健康的生態系統應包括完善的組織結構、生態系統服務功能的維持、對于臨近系統的影響等幾個特征。生態指標包括個體指標、群落功能與結構指標。在污水處理凈化后，有關部門要對于處理后的水質進行全面的檢測，只有符合全部生態指標的凈水才可以投入二次使用。這樣，不但節約了水資源，也保證了人們生活用水的干凈與衛生。

5 人工濕地的發展前景

5.1 人工濕地污水處理的發展前景

隨著科學技術的普及，人工濕地的污水處理逐漸應用到各個農村地區，人工濕地是一個綜合的生態系統，其應用目的是促進廢水中污染物的良性循環，從而發揮資源的潛力，防止生態受到污染，從而獲得污水處理的最佳效果。人工濕地污水處理系統接收來自不同地區的各類不潔水體，不但有工業生產污水，還有日常生活污水等。人工濕地污水處理技術的效率較高，投資較低，設備使用簡便，因此適合我國大部分農村地區投入應用。

但是，現在的人工濕地污水處理技術還存在著許多不足之處，在后續的發展中，研究人員要從實際出發，收集人工濕地污水處理中出現的問題，逐一進行分析和解決，從多方面對于人工濕地污水處理技術進行完善和改進，提高污水處理的效果，將人工濕地污水處理技術在更多的農村地區得到發展和推廣。

5.2 人工濕地污水處理效益

農村污水處理的最直接好處就是能夠改善人們的生活條件和整體的生態條件，特別是應用人工濕地處理技術時，可以對于居民區的生態環境進行綜合的治理，從而提高人們的整體生活質量。其次，污水處理廠需要一定的能源消耗，產生的早期收集起來可以進行發電，供給人們的用電需求。人工濕地處理系統一般不需要消耗能源，因此較為環保和節能。最后，污水處理不但可以提高水資源的利用率，緩解水資源緊缺的矛盾，還可以促進社會的整體和諧發展，對于我國經濟的發展有著積極的作用。

6 結語

綜上所述，我們可以看出發展人工濕地系統對于農村污水處理的重要性。人工濕地系統是一種效率高、能耗低的污水處理工藝，目前得到了廣泛的關注。作為一種經濟性的處理工藝，在農村污水處理的過程中表現出了很好的實用性，但是在推廣過程中依然存在著許多問題，不但受到溫度影響，也受到材料和系統的手機影響。但是，它具有投入低、技術簡單、方法靈活等優點，非常適合我國農村地區的污水處理。因此，還需要加強對人工濕地技術處理的研究，結合當地的特點對于這項工藝進行改進，更好的推廣和普及人工濕地技術。只有這樣，才可以完善人工濕地處理農村生活污水的技術，有效地防止農村地區污水的污染。

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