人工湿地处理技术在农村污水处理中的应用探讨

2019-01-21张洲

中国资源综合利用 2019年10期

张洲

（上海市机电设计研究院有限公司，上海 200040）

随着生态环境保护理念的深入人心，人们对污染治理越来越重视。农村污水是重要的污染源，所以人们要采取适当的措施，提高农村污水处理效率和质量。人工湿地处理技术能够有效提高农村水资源净化效率，提高水资源利用率，保障农业灌溉和生产。人工湿地技术操作较为简单，维护方便，能够有效提升处理质量，实现污水的深度处理[1-2]。其处理效果好，相当于二级污水处理，适用于我国大部分农村地区。所以，人工湿地技术能够有效处理农村污水，提高人们的生活质量，改善人们的生活环境。

1 人工湿地理论概述

1.1 概念和特点

人工湿地是近几年发展极为迅速的生态治污技术，能够有效处理农村污水。人工湿地处理技术是改善水体质量的有效方式，能够降解有机污染物。农村污水含有具有不溶性有机物，人们可以通过人工湿地沉淀与过滤作用截留污染物。污水中的可溶性有机物通过植物根系的吸附、吸收、生物代谢降解等逐步实现有效分解和去除，湿地中的微生物也逐步繁殖。湿地床填料定期予以更换，及时割除湿地植物，去除人工湿地系统的新生有机体。

1.2 污水处理技术原理

人工湿地处理技术主要利用大自然的物理、化学和生物作用净化污水，湿地系统一般位于洼地，其中，土壤和卵石混合组成原料床，污水能够在填料床的缝隙中曲折流动，也可以在表面流动。填料上可以种植成活率高且处理效果好的净水植物，形成独具特色的动植物环境，有效处理污染水体，最终构建良好的人工生态系统。

污水流经湿地系统时，污染物通过过滤、沉积、吸附与分解等作用被净化，人工湿地中的植物能够有效增加系统的透水性，并且与周围微生物和原生动物等小环境进行氧气传递，从而形成独具特色的根基微生物循环系统。微生态环境能够有效提高污水净化能力。研究表明，如果污水在3～5 h 内流过200 hm2的沼泽，其硝酸盐含量可以明显减少63%，磷含量可以减少57%。人工湿地主要通过植物吸收、微生物积累、填料床等方式有效去除污染物，切实改善水质。人工湿地系统出水较好，通过种植植物能够有效处理饮用水源，有效改善水质，造价明显低于常规水污染处理技术的费用。调查显示，英国、美国和日本等国家都构建了规模较大的人工湿地。

1.3 人工湿地净化的影响因素

人工湿地主要依靠湿地的水流动力学特征以及气候、植物与微生物的协调机制净化污水，其影响因素分为自身因素和外部因素，包含植物选择、湿地床结构、系统供氧情况等，外部因素包含污水毒性和温度等。由于种类不同，植物对污水的净化效果大相径庭[3-5]。当前，全球的湿地高等植物约有6 700 种，但是人工湿地应用的植物只有几十种，大部分植物并没有试过，所以要选择适应性强且污水处理效果好的植物，进行人工湿地净化。例如，香蒲属和芦苇属植物是应用频率最高且极为有效的植物。所以，要科学选择填料，合理进行水流动力学设计，有效去除污水中的污染物。

2 人工湿地技术在我国的应用与发展

人工湿地处理技术是近几年兴起的新型生态处理方式，属于综合性的生态系统，主要利用生态系统的物质循环和物种共生，通过再生原理实现结构与功能的有效协调，进一步处理污染物，避免环境污染，实现污水资源化处理的最佳效益。

2.1 复合垂直流人工湿地技术

近几年，我国逐步加强对人工湿地处理技术的探究，复合垂直流人工湿地处理技术目前已实现广泛应用，并且取得了良好的经济效益与社会效益。该技术进一步强化系统的进化功能，能够显著改善地表水质量，实现生活污水的达标处理和排放。该技术能够对污水进行综合处理，也可以因地制宜地进行分散处理。复合垂直流人工湿地系统运行十分稳定，即便在冬季也有较强的净化效果，工程运行费用较低，低于0.1 元/t，是二级污水处理厂的1/6。该系统的日常维护管理只需要兼职人员，运维成本较低，管理便捷，可以有效应用于污水处理中。

2.2 组合式人工湿地技术

组合式人工湿地技术指的是物理—生物—人工湿地组合的工艺。工艺流程是污水流经格栅井，然后经过隔油池进行调节、沉淀，通过液氧消化池、生物滤池、填料池与人工湿地连接，该技术不需要建设排水管道，能够有效节省投资成本。组合式人工湿地可以合建或分建，通过建造绿化地与荷塘边坡，提高土地的使用效率。人工湿地具有较好的污水净化效果，污水处理后可以直接排入自然环境，用于农业灌溉。如果地形允许，污水处理可以借助水流自身动力，有效减少能耗，只需要人工维护便可。

3 人工湿地在中国的应用前景

人工湿地污水处理技术能够去除有机污染物，吸收磷、氮等元素，有效避免环境受到再次污染，提高污水处理效果。所以，人工湿地是良好的污水处理方式，可以实现经济效益和环境效益的统一，投资与运行成本较低。人工湿地污水处理技术符合水生物与人类协调发展的客观需求，进一步促进良性生态环境的有效构建，能够产生显著的经济效益与环境效益。该技术适用于乡村，有着十分广阔的发展前景。人工湿地占地面积较大，容易受到植物、气候等因素影响。所以，在应用人工湿地处理农村污水时，人们要尽可能地节约土地，合理选择区位，结合农村实际发展情况，将植物与湿地系统有效搭配。同时，要加强国际交流与合作，不断发掘湿地系统的效能，推动我国污水处理事业实现多元化发展。