歐陽群文

廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院

人工濕地處理技術(shù)在農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用

歐陽群文

廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院

人工濕地技術(shù)作為一種可持續(xù)發(fā)展的污水處理技術(shù)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(fā)現(xiàn)了蘆葦能去除大量無機(jī)和有機(jī)污染物，而我國在人工濕地技術(shù)方面的研究起步較晚，1987年建立了第一個(gè)人工濕地，最初的人工濕地技術(shù)也僅僅應(yīng)用在生活污水的處理上，具有處理污水出水水質(zhì)穩(wěn)定、對(duì)氮磷等有很強(qiáng)的去除能力、系統(tǒng)管理方便等特點(diǎn)，目前已逐漸推廣至工業(yè)廢水、養(yǎng)殖廢水等領(lǐng)域中，代表了人工濕地技術(shù)在未來發(fā)展的一個(gè)新趨勢(shì)。

農(nóng)村；污水處理；人工濕地技術(shù)

近年來隨著我國新農(nóng)村建設(shè)與城鄉(xiāng)一體化的推進(jìn)，農(nóng)村中水污染問題日趨嚴(yán)重，首要污染原因就是農(nóng)村生活污水的排放加劇，2015年我國農(nóng)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(shí)受農(nóng)村經(jīng)濟(jì)自然條件所限，對(duì)于生活污水沒有配套的處理設(shè)施，嚴(yán)重危害當(dāng)?shù)鼐用衽c環(huán)境的健康。針對(duì)農(nóng)村生活污水處理，人工濕地是一種實(shí)惠高效的處理技術(shù)，投資建設(shè)成本低廉且凈化效果好。

1 人工濕地污水處理技術(shù)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(gè)自然系統(tǒng)，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(zhì)按一定比例構(gòu)成基質(zhì)作為填床料，并有選擇性地植入植物的污水處理生態(tài)系統(tǒng)。通過生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實(shí)施對(duì)污水的凈化作用。

2 農(nóng)村水環(huán)境污染成因

農(nóng)村水環(huán)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(huán)境帶來了極大的破壞，根據(jù)文獻(xiàn)及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下原因：

農(nóng)業(yè)污染：由于農(nóng)村大量使用化肥和農(nóng)藥，并且使用的藥量逐年增加，因此化肥和農(nóng)藥是主要的農(nóng)業(yè)污染源，近20年來，我國使用化肥量已經(jīng)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(dǎo)致土壤耕地質(zhì)量差、板結(jié)等問題，同時(shí)引起氮、磷等營養(yǎng)物的流失，隨灌溉回水或降雨淋溶等方式對(duì)地表水、地下水造成污染及湖泊富營養(yǎng)化。

畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染：隨著人民生活水平的不斷提高，增大了對(duì)肉類的需求，城鄉(xiāng)畜禽業(yè)規(guī)模發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)郊區(qū)建立起大批養(yǎng)殖場(chǎng)，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(nóng)村畜禽糞便的農(nóng)業(yè)利用減少，并且近年來畜禽養(yǎng)殖業(yè)從農(nóng)戶的分散型養(yǎng)殖轉(zhuǎn)向集約化、工廠化養(yǎng)殖，畜禽養(yǎng)殖模式的轉(zhuǎn)換，加重了養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)脫節(jié)。

隨著人們對(duì)自然生態(tài)環(huán)境和居住環(huán)境要求的提高，既可與景觀和為一體又可以進(jìn)行污水再生的人工濕地技術(shù)近年來越來越受到社會(huì)關(guān)注。人工濕地具有建設(shè)投資少、運(yùn)行成本低、維護(hù)管理簡便等優(yōu)點(diǎn)，適合在住區(qū)、小城鎮(zhèn)中發(fā)展。

3 濕地技術(shù)在農(nóng)村生活污水治理中的應(yīng)用

本項(xiàng)目為某鎮(zhèn)農(nóng)村生活污水處理工程，設(shè)計(jì)處理能力為140m3/ d，每天24h運(yùn)行，即5.85m3/h。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，人工濕地的表面負(fù)荷選用0.4m3/m2·d，最后項(xiàng)目占地面積為535m3。處理水直接排至附近河涌，出水水質(zhì)達(dá)到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。本項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)采用“厭氧+人工濕地”工藝，流程簡單，管理維護(hù)方便。針對(duì)本項(xiàng)目情況，該工藝可行性從以下幾個(gè)方面來分析。

3.1 應(yīng)用過程

生活污水經(jīng)過化糞池后溢流排至現(xiàn)狀排水溝，經(jīng)過格珊后去除較大顆粒的無機(jī)污染物后進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池，以應(yīng)對(duì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，并去除顆粒態(tài)污染物，以免堵塞人工濕地。調(diào)節(jié)池后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)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(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)。在這個(gè)處理的過程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被分解，轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)定的化合物，同時(shí)釋放能量，確保后續(xù)構(gòu)筑物的處理效果。厭氧池出水經(jīng)過配水系統(tǒng)后進(jìn)入人工濕地，污水在床體內(nèi)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(zhì)的凈化，進(jìn)化后出水排至現(xiàn)狀溝渠或河涌。維護(hù)要求：定期(每季度一次)對(duì)格柵井、人工濕地及相關(guān)溝渠進(jìn)行清理與維護(hù)；并定期(每季度一次)對(duì)人工濕地內(nèi)雜草、病蟲害以及植物殘?bào)w進(jìn)行清理，對(duì)人工濕地內(nèi)的植物進(jìn)行收割和換茬。污泥定期(每年一次)由環(huán)衛(wèi)吸泥車抽走，外運(yùn)處置.應(yīng)急消毒采用生石灰。

3.2 應(yīng)用結(jié)果

根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以得出， 人工濕地在處理農(nóng)村污水上具有優(yōu)勢(shì)， 只要能做到統(tǒng)一管理， 人員統(tǒng)一培訓(xùn)，必定可以實(shí)現(xiàn)更好的效果。

3.3 組合其他工藝人工濕地技術(shù)的應(yīng)用

單一的人工濕地雖然能有效防治與處理農(nóng)村生活污水，但其技術(shù)都有各自的缺點(diǎn)：表面流濕地處理效率低，水質(zhì)去污差，受氣溫影響大；潛流濕地充氧不足、建設(shè)成本高；垂直流濕地容易堵塞、有機(jī)物去除率差、控制復(fù)雜。加上近年來農(nóng)村生活污水濃度逐漸提升，僅依靠單一人工濕地技術(shù)往往已不能滿足污水治理現(xiàn)狀，將濕地與其他工藝技術(shù)組合利用，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能以更高效的污水凈化能力應(yīng)對(duì)農(nóng)村水污染。目前常用附加工藝有化糞池與厭氧池系統(tǒng)。化糞池工藝一般與潛流人工濕地相組合，生活污水先經(jīng)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(jīng)格柵進(jìn)入酸化池與厭氧池，出水沉淀后流入人工濕地，該工藝穩(wěn)定性強(qiáng)、凈水效率高但受氣候條件影響較大，適合南方高溫地區(qū)推廣運(yùn)作。

人工濕地作為一種可持續(xù)發(fā)展污水處理技術(shù)手段，從最初的僅應(yīng)用在生活污水的處理中，目前已被投入到廣泛的應(yīng)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(yīng)用仍然存在一些問題，但隨著人們環(huán)保意識(shí)的日益提高以及人工濕地技術(shù)的不斷提高和完善，人工濕地技術(shù)在污水處理的各個(gè)領(lǐng)域?qū)?huì)發(fā)揮更大的作用。

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

[2] 徐敬亮. 人工濕地技術(shù)在處理農(nóng)村生活污水中的應(yīng)用研究[D]. 南昌大學(xué),2014.

[3] 趙志強(qiáng). 人工濕地處理技術(shù)在農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2011,01:294+299.