淺談人工濕地在農村生活污水處理中的應用現狀及展望

殷 愷，徐夏杰

（浙江仁欣環科院有限責任公司，浙江 寧波 315000）

現階段我國農村地區生活污水排放量很大而且處理技術比較薄弱，給農村生態環境造成了污染。在當前我國加速推進美麗鄉村建設步伐的背景下，如何利用污水處理技術對農村生活污水進行處理是我國相關部門和農村人口共同關注的問題。人工濕地是一種區別于傳統污水處理技術的新型污水處理技術，在提升農村生活污水處理能力和改善農村環境衛生方面具有廣闊的應用空間。

1 農村生活污水概況

1.1 主要來源

農村生活污水主要來由農村居民家庭日常生活產生，主要包括：清洗衣物污水、做飯污水和廁所污水，清洗衣服污水和做飯污水中含有大量的洗衣粉、洗潔精等清洗劑，這些清潔劑屬于化學制品，在污水中會形成大量的化學殘留，當這些物質進入河流湖泊等地表水或者經地下井進入到地下水中后會給當地的水體造成污染。同時，清洗劑中含有大量的氮磷成分也會對地表水系中的水生生物造成危害，廁所污水含有大量的氮磷物質進入地表水系中會造成水體富營養化給水體生態系統造成破壞。

1.2 主要特征

農村生活污水相比城市生活污水而言主要具有以下特征，第一，較小的排放量，根據相關統計數據城市生活污水大約是農村生活污水排放量的三倍。第二，較強的間歇性，農村生活污水在一天中不同時段的排放量差異很大，污水排放主要集中在白天，夜晚排放量很小。第三，較好的生化性，有機生化物是農村生活污水中主要的一類污染物質，例如廁所污水生化處理后可用作土地肥料。第四，較單純的污染物，農村生活污水相比城市生活污水污染物的種類較單純，污染物濃度也較低，便于進行處理和再利用。

1.3 處理難點

農村生活污水處理中面臨的難點主要有三方面，第一，農村地區經濟相對落后，對生活污水處理造成了制約。第二，農村人口整體污水處理觀念薄弱，在污水收集管網及相關設施建設時較為隨意，導致污水管網和相關設施建設落后，污水得不到有效收集和處理。第三，農村居民大多為獨門獨院的居住形式，生活污水種類較多且比較分散，收集起來難度較大。

1.4 處理現狀

我國污水處理系統建設始于城市，隨著城市污水管網和處理設施的建設目前我國城市中已經建設有較為完善的污水收集和處理系統，而農村地區受到多種因素的制約污水收集和處理系統建設比較滯后，當前農村生活污水收集和處理相關的技術、理念和設施還處在不斷探索的階段中，這也導致了農村公共環境衛生矛盾加劇。

2 人工濕地的內涵

濕地被人們譽為“地球之腎”，可見濕地在改善地球生態環境中的重要性。濕地分為自然濕地和人工濕地兩種，人工濕地是指在低洼地上利用砂石等構造基礎填料床并匯集地表水，在填料床上種植水生植物構建起類似自然濕地的地表水生態系統，利用水生態系統的吸附和生物降解作用對生活污水中氮磷等污染物質的處理，相比其它污水處理方式，人工濕地具有維護簡單、便于管理、性價比高等優點，可以顯著提升污水的處理效率。農村地區土地資源比較豐富，為構建人工濕地提供了有力條件，人工濕地在實現對農村污水處理的同時也能與農村生態環境相互融合成為農村生態環境的一部分。此外，在利用人工濕地進行農村生活污水處理時，需要根據實際情況選擇人工濕地的建設規模，必要時候還可以承擔起部分農村企業污水的處理。

3 農村生活污水處理中常見的人工濕地技術方式

3.1 表面流處理方式

表面流人工濕地處理方式是利用填料表面漫流來處理生活污水的一種技術，該技術屬于被動性的處理方式。在表面流人工濕地方式實際應用時需要將水層控制在相當的厚度，通常需要在處理系統周圍建設具有相當高度的圍墻，水生植物主要選擇挺水型水生植物，水體中的氧氣主要由水生植物光合作用和根系呼吸產生。當農村生活污水流入到表面流人工濕地處理系統中時，后面的污水會推動前面的污水緩慢地往前流動，在此過程中人工濕地中的水生植物和基料床形成的生物膜會對污水中的污染物質進行物理吸附和生化降解達到對生活污水處理的目的，處理后的污水會在系統末端流出。表面流人工濕地方式具有技術簡單、便于操作和成本較低的優點，為該技術的應用和推廣提供了有利條件。同時該技術在處理農村生活污水時需要較好的天氣條件并且需要占據較大面積的土地，否則污水處理效果會受到明顯影響，這些缺陷在一定程度上制約了該技術的應用范圍。

3.2 水平潛流處理方式

水平潛流人工濕地處理方式是在數個水平填料床當中鋪設防滲層和基質層，讓農村生活污水以水平的方式從一端流向末端，在此過程中利用基質層土壤砂石和水生植物構成的生物膜實現對污水的處理。該技術應用于農村生活污水處理中可以防止生活污水對農村水源的污染和改善農村生態環境。該技術在實際應用中水體中的豎向氧氣補償主要是依靠水生植物體的生物運輸作用來實現，然而利用水生植物體的生物運輸作用進行豎向氧氣補償能力有限會對污水處理效果造成影響，因此，在實際應用該技術處理農村生活污水時通常會利用砂石在填料床的兩邊鋪設相當面積的砂石區來提高對污水的處理能力。

3.3 垂直流處理方式

垂直流人工濕地處理方式是農村生活污水以垂直縱向的方式從人工濕地處理系統的表面流至填料床的末端，污水在垂直流過填料床時各個填料層的土壤和砂石會對污水中的污染物質進行過濾和凈化。垂直流人工濕地處理方式在實際應用中需要建設完善的污水收集和污水布水系統，該人工濕地處理方式中污水中氧氣主要來自于大氣擴散和水生植物體運輸。該技術的優點是處理效率高、占地不大、建設和管理維護的成本較低以及無二次污染物產生等，既能實現對農村生活污水的有效處理又能有效緩解當地政府部門財政壓力，必要時可將該污水處理系統建設地點選擇在地下。該技術的應用難點在于技術和操作難度較高，而且天氣條件和溫濕度會對該技術的處理效果形成干擾，因此在農村生活污水處理中應用面受到限制。

4 人工濕地在農村生活污水中的應用要點

4.1 建設方面

目前常見的三種人工濕地處理方式各有優缺點，垂直流方式節約土地但處理效率低，表面流方式處理效率高但占地面積大和建設成本高，水平潛流方式處理效率高但容易受到天氣和溫度的影響。在應用人工濕地技術方式進行農村生活污水處理時，要結合三種處理方式的優缺點以及當地的污水特點和地理特點進行選擇和靈活運用，最終建設起多級綜合的人工濕地系統實現對當地農村生活污水的有效處理。當地政府和環境管理部門在建設人工濕地系統時應當把握好以下幾點：第一，充分做好對人工濕地技術的應用研究。第二，對農村當地的自然地理環境和污水排放情況進行調查和現場踏勘。第三，在對人工濕地技術應用研究和當地調查踏勘的基礎上制定出多級綜合的一體化人工濕地建設方案。例如：在設計區域面積大的人工濕地系統時，可根據功能不同將人工濕地系統劃分為若干區域，每個區域的作用互不相同，比如污水處理區、禽類棲息區等。第四，在選擇人工濕地建設地址時，應充分利用農村當地現有的類天然濕地資源和天然濕地資源，設計和建設人員可在現有天然條件的基礎上進行適當的設計和規劃作為人工濕地來利用，如此既能最大化保護自然資源又能節約建設成本和建設周期。第五，水生植物的選取，在水生植物時應當選取耐污染性能好、抗蟲抗病、生長茂盛和觀賞性強的水生植物，比如：香蒲、柳樹、蘆葦、荷花等常用的濕地水生植物。第六，還應建設配套的水體循環系統和供氧系統，為水生植物和水生動物生長提供幫助，改善人工濕地生態系統功能從而提升人工濕地對農村生活污水的處理效果。

4.2 管理和維護方面

人工濕地管理和維護工作是確保人工濕地系統有效運行并正常發揮農村生活污水處理作用的保障，具體的日常管理和維護工作可以從以下三點開展：第一，制定科學的總體管理方針，由農村當地政府部門牽頭，根據農村當地生活污水處理需求和人工濕地建設規模制定出科學的人工濕地管理總方針，從大局上明確人工濕地管理工作內容和管理工作方式。第二，健全日常管理機制，人工濕地系統直接的受益者是農村當地居民，因此人工濕地在日常管理和維護時可以采取農村當地自治模式，將農村當地居民作為日常管理和維護工作的主體，具體可以從農村當地居民中挑選出具有一定文化程度和責任心強的人員擔任專門的管理維護人員，并由專人對人工濕地日常管理維護工作開展情況進行監督，定期對管理維護人員進行知識培訓以確保管理維護工作有效落實。第三，重點做好人工濕地的日常檢查和維護，檢查水生植物的成活率和生長情況，控制好人工濕地的日常水位確保水生植物正常生長，加強水生植物的培育工作，及時將雜草和枯死植株清理掉并及時進行補種，如果人工濕地系統中水生植物生長量超出人工濕地生態系統負荷或者植物生長結構失衡時還應采取必要措施進行人為干預。

5 結語

人工濕地在農村地區生活污水處理中具有其獨特優勢，農村生活污水排放分散、污染物成分簡單和可生化性好，比較適宜于人工濕地技術的應用，加之農村地區土地資源比較充裕并且分布有一定規模的天然濕地資源，為人工濕地的應用提供了有利條件，因此，各農村當地政府部門要加強對人工濕地在農村生活污水處理中的應用研究，結合農村當地生活污水的處理需求靈活運用多種人工濕地技術建設出多級綜合型人工濕地系統，充分發揮人工濕地在農村生活污水處理中的優勢，穩步改善我國農村地區生態環境進而推進美麗新農村戰略部署實施。