人工濕地處理技術(shù)在農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用探討

張 洲

（上海市機(jī)電設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200040）

隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念的深入人心，人們對污染治理越來越重視。農(nóng)村污水是重要的污染源，所以人們要采取適當(dāng)?shù)拇胧岣咿r(nóng)村污水處理效率和質(zhì)量。人工濕地處理技術(shù)能夠有效提高農(nóng)村水資源凈化效率，提高水資源利用率，保障農(nóng)業(yè)灌溉和生產(chǎn)。人工濕地技術(shù)操作較為簡單，維護(hù)方便，能夠有效提升處理質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)污水的深度處理[1-2]。其處理效果好，相當(dāng)于二級污水處理，適用于我國大部分農(nóng)村地區(qū)。所以，人工濕地技術(shù)能夠有效處理農(nóng)村污水，提高人們的生活質(zhì)量，改善人們的生活環(huán)境。

1 人工濕地理論概述

1.1 概念和特點(diǎn)

人工濕地是近幾年發(fā)展極為迅速的生態(tài)治污技術(shù)，能夠有效處理農(nóng)村污水。人工濕地處理技術(shù)是改善水體質(zhì)量的有效方式，能夠降解有機(jī)污染物。農(nóng)村污水含有具有不溶性有機(jī)物，人們可以通過人工濕地沉淀與過濾作用截留污染物。污水中的可溶性有機(jī)物通過植物根系的吸附、吸收、生物代謝降解等逐步實(shí)現(xiàn)有效分解和去除，濕地中的微生物也逐步繁殖。濕地床填料定期予以更換，及時(shí)割除濕地植物，去除人工濕地系統(tǒng)的新生有機(jī)體。

1.2 污水處理技術(shù)原理

人工濕地處理技術(shù)主要利用大自然的物理、化學(xué)和生物作用凈化污水，濕地系統(tǒng)一般位于洼地，其中，土壤和卵石混合組成原料床，污水能夠在填料床的縫隙中曲折流動，也可以在表面流動。填料上可以種植成活率高且處理效果好的凈水植物，形成獨(dú)具特色的動植物環(huán)境，有效處理污染水體，最終構(gòu)建良好的人工生態(tài)系統(tǒng)。

污水流經(jīng)濕地系統(tǒng)時(shí)，污染物通過過濾、沉積、吸附與分解等作用被凈化，人工濕地中的植物能夠有效增加系統(tǒng)的透水性，并且與周圍微生物和原生動物等小環(huán)境進(jìn)行氧氣傳遞，從而形成獨(dú)具特色的根基微生物循環(huán)系統(tǒng)。微生態(tài)環(huán)境能夠有效提高污水凈化能力。研究表明，如果污水在3～5 h 內(nèi)流過200 hm2的沼澤，其硝酸鹽含量可以明顯減少63%，磷含量可以減少57%。人工濕地主要通過植物吸收、微生物積累、填料床等方式有效去除污染物，切實(shí)改善水質(zhì)。人工濕地系統(tǒng)出水較好，通過種植植物能夠有效處理飲用水源，有效改善水質(zhì)，造價(jià)明顯低于常規(guī)水污染處理技術(shù)的費(fèi)用。調(diào)查顯示，英國、美國和日本等國家都構(gòu)建了規(guī)模較大的人工濕地。

1.3 人工濕地凈化的影響因素

人工濕地主要依靠濕地的水流動力學(xué)特征以及氣候、植物與微生物的協(xié)調(diào)機(jī)制凈化污水，其影響因素分為自身因素和外部因素，包含植物選擇、濕地床結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)供氧情況等，外部因素包含污水毒性和溫度等。由于種類不同，植物對污水的凈化效果大相徑庭[3-5]。當(dāng)前，全球的濕地高等植物約有6 700 種，但是人工濕地應(yīng)用的植物只有幾十種，大部分植物并沒有試過，所以要選擇適應(yīng)性強(qiáng)且污水處理效果好的植物，進(jìn)行人工濕地凈化。例如，香蒲屬和蘆葦屬植物是應(yīng)用頻率最高且極為有效的植物。所以，要科學(xué)選擇填料，合理進(jìn)行水流動力學(xué)設(shè)計(jì)，有效去除污水中的污染物。

2 人工濕地技術(shù)在我國的應(yīng)用與發(fā)展

人工濕地處理技術(shù)是近幾年興起的新型生態(tài)處理方式，屬于綜合性的生態(tài)系統(tǒng)，主要利用生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和物種共生，通過再生原理實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能的有效協(xié)調(diào)，進(jìn)一步處理污染物，避免環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)污水資源化處理的最佳效益。

2.1 復(fù)合垂直流人工濕地技術(shù)

近幾年，我國逐步加強(qiáng)對人工濕地處理技術(shù)的探究，復(fù)合垂直流人工濕地處理技術(shù)目前已實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，并且取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。該技術(shù)進(jìn)一步強(qiáng)化系統(tǒng)的進(jìn)化功能，能夠顯著改善地表水質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)生活污水的達(dá)標(biāo)處理和排放。該技術(shù)能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行綜合處理，也可以因地制宜地進(jìn)行分散處理。復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行十分穩(wěn)定，即便在冬季也有較強(qiáng)的凈化效果，工程運(yùn)行費(fèi)用較低，低于0.1 元/t，是二級污水處理廠的1/6。該系統(tǒng)的日常維護(hù)管理只需要兼職人員，運(yùn)維成本較低，管理便捷，可以有效應(yīng)用于污水處理中。

2.2 組合式人工濕地技術(shù)

組合式人工濕地技術(shù)指的是物理—生物—人工濕地組合的工藝。工藝流程是污水流經(jīng)格柵井，然后經(jīng)過隔油池進(jìn)行調(diào)節(jié)、沉淀，通過液氧消化池、生物濾池、填料池與人工濕地連接，該技術(shù)不需要建設(shè)排水管道，能夠有效節(jié)省投資成本。組合式人工濕地可以合建或分建，通過建造綠化地與荷塘邊坡，提高土地的使用效率。人工濕地具有較好的污水凈化效果，污水處理后可以直接排入自然環(huán)境，用于農(nóng)業(yè)灌溉。如果地形允許，污水處理可以借助水流自身動力，有效減少能耗，只需要人工維護(hù)便可。

3 人工濕地在中國的應(yīng)用前景

人工濕地污水處理技術(shù)能夠去除有機(jī)污染物，吸收磷、氮等元素，有效避免環(huán)境受到再次污染，提高污水處理效果。所以，人工濕地是良好的污水處理方式，可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，投資與運(yùn)行成本較低。人工濕地污水處理技術(shù)符合水生物與人類協(xié)調(diào)發(fā)展的客觀需求，進(jìn)一步促進(jìn)良性生態(tài)環(huán)境的有效構(gòu)建，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。該技術(shù)適用于鄉(xiāng)村，有著十分廣闊的發(fā)展前景。人工濕地占地面積較大，容易受到植物、氣候等因素影響。所以，在應(yīng)用人工濕地處理農(nóng)村污水時(shí)，人們要盡可能地節(jié)約土地，合理選擇區(qū)位，結(jié)合農(nóng)村實(shí)際發(fā)展情況，將植物與濕地系統(tǒng)有效搭配。同時(shí)，要加強(qiáng)國際交流與合作，不斷發(fā)掘濕地系統(tǒng)的效能，推動我國污水處理事業(yè)實(shí)現(xiàn)多元化發(fā)展。

4 結(jié)語

人工濕地能夠有效處理農(nóng)村污水，提高污水治理效果，為農(nóng)村環(huán)境保護(hù)做出突出的貢獻(xiàn)。農(nóng)村地形復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境多樣，而人工濕地處理污水，既不影響氣候，也不會產(chǎn)生二次污染。所以，人工濕地處理技術(shù)具有良好的污水治理能力，可以改善農(nóng)村水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。