农村散户污水处理人工湿地应用

2020-08-29袁英兰

绿色环保建材 2020年8期

袁英兰

沈阳环境科学研究院

1 引言

农村散户污水处理存在的一些问题使得我国整个的环境治理工作开展极为困难，同时这样的一些问题也在环境治理的深入推进中被重点关注。之所以会出现这样的情况，主要与传统污水集中治理成本较高有着较大的关系，即便是有足够多的资金也并不能达到预期的运行效果。如今人工湿地技术的应用可谓是恰逢其时，其主要是以农村的植被情况为准进行具体的设计，主要的优点就是前期投入较少且无须配置复杂的管线道路即能达到较好的应用效果[1]。

2 我国农村散户污水处理现状

就我国当前的状况来看，农村建设有污水处理设施的寥寥无几，总体的覆盖率不到20%。可以说，除了山东省以及上海市和浙江省等现代化建设水平较高的农村区域外，其他省市在农村污水处理设施的建设上严重滞后。同时由于农村的资源设备不够先进，在进行农村散户污水处理的过程中，它存在的特点是非常明显的，主要表现在处理难，处理效率不高，处理质量不高等方面。

对于农村散户的污水，不仅分散区域较广、难以集中收集，而且垃圾混杂处理的情况也比较严重，厨余垃圾以及各种粪便形成的污水极为复杂。如今随着农村生活水平的提高，各类生产生活过程中产生的污水更是逐年激增，而带给污水处理的压力也是成倍增加。另外，通过对污水成分的检测发现，其中含有大量的有机物，同时排放不均匀和变化幅度较大也使得对其的处理极为复杂。再加上当前大多数的农村并没有配置完善的排污系统，散户污水随意排放的情况仍然比较严重，从而也就造成了河湖等水域生态的破坏。

3 人工湿地技术概述

3.1 人工湿地的类型

谈及人工湿地的类型，具体来说主要有水平潜流型和垂直流以及表面流等。就水平潜流型的人工湿地来看，其所实施的污水处理主要是通过废水流过填料床底部，进而在大型水生植物的生物条件作用下使污水产生厌氧降解，如此也就达到了去除废水中污染颗粒物的目的;所谓的垂直流人工湿地，主要是按照一种周期性的方式对废水实施装载，接着将这些装载的废水以垂直的角度流经过滤器，在这个的一个过程中借助于过滤器的通气条件以达到降解污水的效果;单从外观来看，表面流人工湿地与天然湿地并无区别，其主要是通过种植多种植物的填料床来对收集到的污水实施净化。对于人工湿地处理技术来说，它主要的目的是能够将农村散户污水处理的效果提高，所以在进行技术选择的过程中，需要根据实际的情况加以选择，并且对技术的应用效果进行评价研究，使其能够切实的应用到污水处理当中。

3.2 人工湿地污水处理的原理

对于人工湿地的污水处理，总体来看其主要是借助于植物和填料以及微生物等之间的共同作用来达到对污水的净化。其中涉及的物理原理主要是污水流经填料床以及密集水生植物的过程中，例如过滤和沉淀。就过滤来看，污水中的大分子以及颗粒状的有毒物质等都能在这个过程中被植物网和填料层所过滤，而留在人工湿地中的物质则进入到沉淀环节。污水处理的化学原理主要是指污水与人工湿地中微生物所产生的好氧或是厌氧等状态下的降解反应。同时污水与湿地中微生物所产生的离子交换以及各类氧化还原反应也是此类污水处理过程中化学原理的体现，从而借助于一系列的分子和离子等的组合来达到污水净化的目的。

4 人工湿地在农村散户污水处理中的应用

4.1 人工湿地建设模式

对于人工湿地，成都郫都区已经将其作用到了区域农村排污连片整治的工作当中，并率先在安龙村和园田村开展实验。具体来看，主要有两种实验模式：其一是针对散户设计，以庭院为基础修建满足家庭污水处理的人工湿地；其二则是针对多个散户或是农家乐等，这样模式下的人工湿地规模较大，能够承担的污水处理一般在100人左右，这种公园式的污水处理显然效率要更高一些。

4.2 人工湿地污水处理

建成人工湿地之后，接着就是以引流的方式使散户污水流经这些人工湿地。首先是污水流经填料床和密集植被所产生的过滤和沉淀，这是初级的处理环节。接着则是通过污水与植物中微生物的氧化反应，以对有毒有害物质实施分解和净化。最后一步则是通过人工湿地中土壤与植物的共同作用来完成，以对污水中氮磷等元素的吸附并使其沉积于人工湿地之中，从而达到污水净化的目的。

4.3 人工湿地污水处理的效用

通过一段时间的使用，农村的污水处理确实有了极大的改善，最为显著的标志是，污水中的氨氮以及粪大肠菌等的去除率高达90%以上。不仅如此，经由人工湿地处理的污水可以直接作用于农田的灌溉，由此也就实现了水资源的循环利用，同时也将大大缓解我国城市用水的压力，而农村所存在的生活用水污染的情况也将得到有效地处理，从而为美丽中国的健康生态发展注入强劲动力。

5 人工湿地技术在农村生活污水处理中的应用

在农村散户污水处理的过程中，采用人工湿地技术，它能够切实地将污水问题改善，就目前而言，对于人工湿的基础来说，它的应用方式是有很多种的，现在对农村散户污水处理过程中常用的人工湿地技术探讨。

5.1 垂直流人工湿地技术

在垂直流人工湿地系统过程中，农村生活污水的处理，它可以从人工湿地系统的表面直接垂直流入其中，并且在流入的过程中经过土壤处理，然后根据不同类型的土壤达到进化的目的。对于该人工技术来说，它具备完整的污水系统，还有积水系统，它的优点是占地面积比较小，在处理污水上获取的效率比较高，整个系统可以在地下建设示意图见图1。

图1 垂直流人工湿地技术示意图

5.2 表面流人工湿地技术

对于表面流人工湿地系统来说，它的四周都有一定高度的围墙，并且维持着相应的水层厚度，同时在表面流人工湿地系统中，它的植物通常为水性类型植物。该技术在应用的过程中，通过吸进农村生活污水，使其能够形成一个向前流动的状态，并且在流动的过程中污水还在一定的程度上与湿地土壤还有植物的根部接触，再通过相应的生物反应，还有物理化之后，污水的自身有害物质就得到改善，并且植物具备很强的吸收性能，它能够在污水处理的时候，通过自身的反应将污水吸收，进而排放出有益的水质。示意图见图2。

图2 表面流人工湿地技术示意图

5.3 水平潜流人工湿地技术

该方式在应用的过程中，污水会流着入口向出水口进入，在整个流动循环的过程中，污水会通过土壤机制，还有植物的根系以及砂石，在经过这些系列之后，污水中的有害物质就会被处理，这对提高污水排放量的水质有着积极的作用，示意图见图3。同时该技术在农村散户污水处理应用的时候，它通过自身的性能达到了流动循环的要求，并且能够有效地对污水处理进行控制，大大地提高了污水处理的质量。

图3 水平潜流人工湿地技术示意图

5.4 人工湿地的建设

对于这种人工湿地技术来说，它各自有各自的优点和缺点，相比于垂直替流人工湿地的优点而言，它主要是能够对污水中的氮处理效果起到的作用是非常明显的，同时占据的面积也比较小，但是缺点是在农村生活污水处理过程中，它的处理效果不高。而对于表面流的人工湿地系统来说，它在实践的过程中氧含量还是比较充足的，所以在建设上不需要考虑氧含量的因素，因此它的建设成本不高，但是在处理污水上，它的占地面积比较大，效果不是很高。在进行人工湿地建设的过程中，做好植物的选择是非常重要的一个过程，所以在植物选还需要具备一定的观赏价值，例如常见的有芦苇，睡莲，荷花等通过这种植入集成的系统，它能够大大地提高了农村生活的污水处理效果。值得注意的是，在人工湿地建设的过程中，对于采用的植物需要按照农村散户污水处理的要求进行选择，并且在人工湿地技术应用的过程中还需要对它的污水处理能力进行研究，从而保证再进行污水处理的时候，能够化解污水处理成分，提高水资源的质量。

6 人工湿地的管理和维护

做好人工湿地系统的管理与维护它能够提高污水处理的效果，因此在实践的过程中，需要保证人工湿地系统植物的成活率能够得到提高，另外在管理维护的时候，还需要对湿地的水位进行控制，保证植物中的根系能够更好地向下生长。同时在平时工作的过程中，还需要及时地将杂草还有枯萎的植物进行清理，保证湿地的植物能够有效生长减少负荷的情况出现。此外在农村散户污水处理维护和管理的过程中，还需要按照技术的应用特征合理的对人工湿地技术进行维护，一般来说，在技术维护的时候，需要按照农村散户污水处理的要求，对技术的实际应用情况，还有植物的生长需求进行研究，从而保证植物的生长能够缓解污水问题。