浅析人工湿地处理污水的效果

文 / 刘超，盘锦市绿色发展服务中心

1 我国水生态处理技术及治理现状

我国人工湿地污水处理系统多数在1至3年内失效（变成污水潭），主要原因是为了减少占地面积和降低投资，所建湿地规模太小，后因氧气供给不足，导致厌氧菌大量繁殖而变黑变臭。人工湿地在冬季低温条件下不能正常运行（在黄河流域及其以北地区冬季几乎失效），夏季可能滋生蚊虫。近年来，我国研发人员提出各种以强化“预处理＋人工湿地”为主的污水处理组合技术，其中以“预曝气＋人工湿地”的效果较好，但其预处理本身就是一个生物处理系统，大大提高运行费用和管理难度。“多级跌水复氧＋人工湿地”不仅危害周围环境，而且受气候影响很大；滴滤池的建设投资大，接触反应时间太短，需要大比例回流，因此运行成本较高。经济和环境效益好、适用范围广、维护管理简便的水生态治理技术是我国所急需的。

2 人工湿地组合系统的可行性

传统的污水处理技术发展历史较长，虽处理效果较好，但基建投资大，运行费用高，需要庞大的充氧曝气设施和大规模的收集管网，而我国农村和中小城镇经济基础薄弱，农村污水分散，难以大面积的收集，缺少专业的技术管理人员，因此，传统的污水处理模式难以在我国农村地区大面积推广。

人工湿地在我国推广应用的主要难题是污水负荷小，因此需要通过强化预处理降低进水污染物浓度，以提高污水负荷。人工湿地组合系统可自流运行，不需要动力设备。人工湿地工程的造价为传统二级活性污泥法的16%~20%，为氧化沟的34%，价格低廉。人工湿地组合系统维护主要是植物的重新种植、杂草的去除和沉积物的清理，技术要求较低。在污水净化的同时能够增加绿化面积，美化环境，可在湿地系统中推广生物质能源植物作为湿地植物，处理能力强且不产生污泥。现在的中小城镇和农村，都在搞美化建设，人工湿地既能美化环境又能治理环境污染，具有一举两得的效果。人工湿地组合系统常用的景观植物有水葱、雨久花、香蒲、黄花鸢尾、柳树、芦苇、芡实、千屈菜和菖蒲等，这些植物对BOD5去除率可达85%-95%，对COD去除率可达80%以上，出水BOD5在10mg/l左右，SS小于20mg/l具有较强的处理效果。

因此，人工湿地组合系统具有投资低、出水水质好、增加绿地面积、改善和美化生态环境、维护和运行费用低廉、维护管理方便、简单等优点，农村和中小城镇较为丰富的土地资源以及人力和物质资源也是人工湿地得以在我国农村和中小城镇大面积推广的一个重要因素。

3 人工湿地组合系统的适用性

近年来，我国不断地对人工湿地治理污水技术加以深入研究和实践，并取得良好的社会效益和经济效益，中国农业大学在人工湿地处理污水方面取得了突破性进展，获得许多研究成果。其中，在潮汐流人工湿地相关研究、自来水厂污泥除磷性能研究、北方地区湿地植物筛选、家庭组合人工湿地污水处理系统、污水处理厂好氧污泥生物脱水与资源化利用技术等方面取得了丰硕的研究成果。这些技术和研究成果在人工湿地处理农村污水方面发挥着重要作用。

潮汐流人工湿地床具有很强的复氧能力，其供氧全部来自潮汐作用。进水中溶解氧浓度低于出水，水体中的氧在湿地床中出现反补现象。在耗氧中，有机物氧化需氧量大于氨氮氧化的需氧量。潮汐流人工湿地床中供氧能够满足有机物的降解和氨氮硝化作用的耗氧。针对潮汐流处理污水数量家少的问题，他们发明了捆绑式潮汐流人工湿地，捆绑式潮汐流人工湿地为7个直径为20cm的潮汐流柱组成。捆绑式潮汐流人工湿地能处理农村两三家的污水，且具有较好的处理效果。

自来水厂污泥除磷性能研究，脱水明矾污泥是自来水厂副产物，目前大多进行填埋处理。明矾污泥中含有丰富的铝、铁离子，能大大提高其对磷的吸附能力。采用自来水厂污泥，作为人工湿地基质。研究表明，此湿地系统对磷的去除率由40～50%增加到87%，系统出水TP的浓度为0.66mg/l。随着人口的增加和经济的快速发展，污水排放量近年来迅猛增加，导致我国水源污染、水体富营养化及环境水质恶化日趋严重。农村地区缺乏公共的地下排水管网，生活污水直接威胁着生活环境和饮水安全。人工湿地水处理系统是一种农村污水处理的新型生态系统，建设运营成本低、工艺简单，适合排水管网不完备的城镇、乡村等地区，为农村生活污水的净化处理提供了一条可行性选择，大大改善了农村的生活环境。同时，各污染指标较好的去除效果为人工湿地组合系统在农村的推广应用奠定基础，为解决农村污水任意排放问题提供了一种新途径。

4 人工湿地组合系统的发展趋势

我国是农业大国，水生态环境状况越来越恶化，污染事故时有发生，不仅对粮食造成减产，而且直接威胁着农民的身体健康。由于大量生产和生活废弃物未经处理直接排入水体，加之公共卫生设施跟不上发展的需要，农村饮用水源大多受到污染，农村水生态环境不容忽视，需要立法加以规范。

人工湿地组合系统在解决农村水污染问题上顺应了农村的发展要求，在农村环境治理，建设社会主义新农村、实现村容整洁等方面将起到非常重要的作用。但这一系统也有其缺点和不足，要想使农村水污染得到合理而又有效的治理，还需要与其它技术的合理组合。人工湿地组合系统虽然取得突破性进展，但还不足以满足社会发展的需要，还需要在技术等方面进行深化，以适应农村污水处理的不同需求，发挥其更大的优势。