人工湿地农村污水处理的生态效应研究

贾建青

摘 要：随着时代的发展，不论是农村还是城市用水的量都急剧增多，因此产生的污水也变得越来越多。没有经过处理的农村污水直接排放的话，会造成河流和水源的污染，水资源就会得到破坏，进一步威胁人们的身体健康。因此，农村的污水处理在水资源治理中是极为重要的，也是农村环境保护的一个重点方面。本文从人工湿地系统进化的原理出发，分析了人工湿地系统的设计方法，经过多种方案的比对，提出最好的农村污水处理障方法。

关键词：农村污水；人工湿地；循环系统；生态效益

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）04-0009-02

随着农村经济的不断发展，农村的用水量也不断增多，随之就产生了越来越多的农村污水，不但有生产污水，也有人们的日常的生活污水。由于经济和技术条件的制约，大多数地区没有对于污水进行多加处理，还是直接排放，流入到附近的河流中，导致水体受到了严重的污染。因此，现阶段国家十分重视农村地区的污水处理工作，传统的污水处理方法很难在农村地区得到推广，因此现在就研发了新的人工湿地系统处理技术，将其应用在农村的污水处理中，可能会取得较好的效果。

1 我国农村污水处理的现状

随着经济的发展，农村污水逐渐变多，但是我国农村污水的处理设备建设较晚，许多农村都并没有配备污水处理系统，直接排放到河流中，造成了严重的水资源污染。只有相对集中的村落会采用集中处理的方式，靠近城镇的村落则将污水管并入城市集中处理管网，共同进行处理。人工湿地是上个世纪七十年代发展起来的一种污水处理技术，从西方发达国家引入中国，发展至今，许多国家都开展了这方面的研究工作。这种工艺的净水特点是水质较好，氮磷的处理能力较强，设备使用简单，维护费用较低。因此，比较符合我国大部分农村污水处理的要求。

2 人工湿地的类型

总体来说，人工湿地包括以下几种类型：

（1）表面流湿地。这种湿地是一种污水从湿地表面流过的长方形建筑物，结构较为简单，工程造价低，但是由于污水在表面流过，卫生状况很难控制，因此比较容易滋生蚊蝇，对周围的生态环境会产生不良的影响，而且处理时间较长，效率较低。（2）潜流湿地。这种湿地在设计时，一般设计成有一定地面坡降的，长宽比大于3的建筑物，这样就使得污水的流程较长，利于硝化反应和反硝化反应的发生，因此这种方法适用于需要脱氮的污水。（3）垂直流湿地。当污水流经这种湿地时，是沿垂直方向流动，因此氧供应的能力较强，污水能够充分进行硝化作用，而且占地面积较小，可以实现长期的水力负荷。垂直流湿地一般设计成高约1米左右的方形构筑物，污水的流程较短，反硝化的作用较弱，因此对于工程技术的要求较高。

3 人工湿地的污水处理机理

（1）有机物的去除。污水中存在着许多不溶性的有机物，通过湿地的沉淀和过滤，就可以从水中分离出来，被微生物加以利用，防止排入到河流中。污水中可溶性的有机物则可以通过生物膜的吸附和非生物的代谢来去除，当人工湿地建设完成后，植物根部会生长大量的生物膜，当污水流经生物膜时，根系就会将可溶性的有机物截留下来，通过生物膜的吸附作用而去除，因此，人工湿地对于有机物去除能力较强。（2）湿地脱氮。污水中的氮含量较高，因此可以利用人工湿地进行去除。在这种去除方式中，主要依靠微生物的硝化作用和反硝化作用来实现，此外，湿地中的一些水生植物也可以吸收铵，从而实现氮的去除。通过氨气挥发和铵离子交换可以去除氮。（3）湿地除磷。除了氮元素，污水中还存在着许多磷元素，人工湿地是通过湿地中沉积物的吸附和植物的净化来实现的，其中沉积物吸附是人工湿地去除磷元素的主要因素，当填料对于磷的吸附趋于饱和后，湿地对于磷的去除效率会明显下降。

4 人工湿地污水处理的生态效应

4.1 空间生态效应

从前，人们对于生态学的研究不够深入，宏观的生态学没有使得人们对于湿地在空气净化和污染物减少方面做出过多研究，如果将研究的范围缩小，从某个人工湿地污水处理系统出发，根据人工湿地的具体特点，进行定性定量的研究，那么一定会产生更大的生态学效应。

4.2 生态效应的空间传播

对于人工湿地来说，其自身的作用是极为显著的，但是也会根据其周边的环境进行变化。在遇到建筑物或恶劣天气等干扰时，人工湿地的生态效应将减弱，衰减规律会影响到再生生态的利用价值，也关乎人工湿地的未来发展与生态效应。因此，人工湿地生态效应的传播在本质上是非线性的，除了湿地本身的特性以外，天气、地形等均会在空间上对于人工湿地造成影响。

4.3 人工湿地污水处理的生态指标

在人工湿地进行污水净化后，要对于污水进行一定的生态效应指标检测。一般来说，健康的生态系统应包括完善的组织结构、生态系统服务功能的维持、对于临近系统的影响等几个特征。生态指标包括个体指标、群落功能与结构指标。在污水处理净化后，有关部门要对于处理后的水质进行全面的检测，只有符合全部生态指标的净水才可以投入二次使用。这样，不但节约了水资源，也保证了人们生活用水的干净与卫生。

5 人工湿地的发展前景

5.1 人工湿地污水处理的发展前景

随着科学技术的普及，人工湿地的污水处理逐渐应用到各个农村地区，人工湿地是一个综合的生态系统，其应用目的是促进废水中污染物的良性循环，从而发挥资源的潜力，防止生态受到污染，从而获得污水处理的最佳效果。人工湿地污水处理系统接收来自不同地区的各类不洁水体，不但有工业生产污水，还有日常生活污水等。人工湿地污水处理技术的效率较高，投资较低，设备使用简便，因此适合我国大部分农村地区投入应用。

但是，现在的人工湿地污水处理技术还存在着许多不足之处，在后续的发展中，研究人员要从实际出发，收集人工湿地污水处理中出现的问题，逐一进行分析和解决，从多方面对于人工湿地污水处理技术进行完善和改进，提高污水处理的效果，将人工湿地污水处理技术在更多的农村地区得到发展和推广。

5.2 人工湿地污水处理效益

农村污水处理的最直接好处就是能够改善人们的生活条件和整体的生态条件，特别是应用人工湿地处理技术时，可以对于居民区的生态环境进行综合的治理，从而提高人们的整体生活质量。其次，污水处理厂需要一定的能源消耗，产生的早期收集起来可以进行发电，供给人们的用电需求。人工湿地处理系统一般不需要消耗能源，因此较为环保和节能。最后，污水处理不但可以提高水资源的利用率，缓解水资源紧缺的矛盾，还可以促进社会的整体和谐发展，对于我国经济的发展有着积极的作用。

6 结语

综上所述，我们可以看出发展人工湿地系统对于农村污水处理的重要性。人工湿地系统是一种效率高、能耗低的污水处理工艺，目前得到了广泛的关注。作为一种经济性的处理工艺，在农村污水处理的过程中表现出了很好的实用性，但是在推广过程中依然存在着许多问题，不但受到温度影响，也受到材料和系统的手机影响。但是，它具有投入低、技术简单、方法灵活等优点，非常适合我国农村地区的污水处理。因此，还需要加强对人工湿地技术处理的研究，结合当地的特点对于这项工艺进行改进，更好的推广和普及人工湿地技术。只有这样，才可以完善人工湿地处理农村生活污水的技术，有效地防止农村地区污水的污染。

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