人工湿地处理污水在陇南市的应用前景分析

杨莉

摘要：近年来，随着经济的发展，我国对农村环境的治理越来越重视，生态环境部2019年11月发布的《农村黑臭水体治理工作指南》等相关条例，对农村的水环境治理提出了更高要求。由于陇南市很多农村地区经济落后，地形复杂，住户又较为分散，很难做到污水集中处置。因此，农村污水的治理工艺的选择相当重要。本文结合陇南市地理环境，对因地制宜选用人工湿地处理农村污水的可行性进行分析討论，以供参考。

关键词：人工湿地；污水处理；陇南市；应用

陇南市大部分农村地区未并入污水集中处理管网，污水未经处理直接外排，造成农村环境的“脏、乱、污”，严重威胁着地表水环境。人工湿地具有投资低、运管管理便捷等优势。结合本地现状，选用人工湿地处理污水，既减少了污水排放对水体造成的污染，还可以美化环境，促进生态平衡。

陇南市位处甘南高原以东，市内山峦重叠，山高谷深，地形以山地和丘陵为主，地质构造复杂多样。由于受地理位置、地形、大气环境、太阳辐射的影响，气候差异悬殊，复杂多样，既有南方特色，又有北方气息，是我国北亚热湿润、明温半湿润、高原湿润等多样气候过渡地带。受季风影响，冬季干冷，夏季湿热，具有河谷地段气温高，夏热冬不寒的特点。优良的地理条件，非常适合建立湿地。

陇南市农村污水主要为生活污水，陇南市乡村总户数为642864户，约2502332人（陇南市统计局人口统计年鉴数据，2021年），依据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004），结合陇南市农村情况，农村供水定额按60升/（人·年）计。则总人口用水量约为5480.11万立方米/年。生活污水产生量按用水量的80%进行核算，则生活污水产生量为4384.09万立方米/年。其污水排放特征具有间歇性、分散性、流量小、收集点多、排放量体积大的特点。根据2018年和2019年陇南市地表水各项污染生物制品分担率统计可知，陇南市地表水主要污染物依次为高锰酸盐指数、COD和BOD。2018年平均分担率为28.94%、21.58%和19.45%。2019年平均分担率为28.3%、24.7%和17.35%。由此可知，陇南市地表水污染主要源自于生活污水。因陇南市地形复杂，山大沟深，因此，农村住户分布较为分散，且经济落后，集中式污水处理很难实现。污水集中处理管网目前仅覆盖了城、乡镇和部分位置相对良好的村庄。其余大部分农村地区的污水处理方式比较落后，多数仅采用明渠暗沟排放污水，既无有效的污水处理措施，也没有做到雨污分流，甚至大部分农村生活污水未经有效处理就直接排入河流。

湿地指天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有静止或流动，或为淡水、半咸水或咸水的水体。天然湿地能接纳的污水有限，因而不能大规模开发利用。在这一基础上，科学家们在大量的调查及试验后创造出了具有可控制管理、净化污水、改善水质并适用于各种气候条件的人工湿地。所谓人工湿地，就是指通过人为影响，进行设计及施工而形成的湿地系统。我国人工湿地处理污水发展较晚，“七五”期间开始进行机理性的研究，现已发展到实际应用阶段。人工湿地一般由配集水系统、人工基质、湿地生物、微生物等部分组成。人工湿地的基质层一般可根据所处理水的要求，再结合当地实际选用砾石、炉渣、石英砂等。能为植物和微生物提供生长介质，通过滤、吸附、沉淀、离子吸附等作用，去除污染物。水生植物主要包括挺水植物、沉水植物和浮水植物，主要用于吸收污水中可吸收的营养物质，为微生物输送氧气，并能吸附一些重金属及有害物质，并增加和维持介质的水力传输。常用的挺水植物主要有芦苇、灯芯草、香蒲、水葱、茭白等。也可以选用浮萍等沉水植物。人工湿地中的微生物主要有假单胞杆菌属、产碱杆菌属和黄菌属等，通过微生物的自身的变异，可达到吸收和分解部分有机物质和有毒物质的目的。人工湿地污水处理是通过物理、化学和生物的反应过程进行净化。人工湿地对有机物、氮、磷等元素均具有较高的去除率，对BOD的去除率在80%～95%，对COD的去除率达到80%以上，对氮的去除率可达到80%～90%，对TP的去除率达到97.2%，并能去除部分细菌和病毒。具有良好的多功能净化能力。其处理效果达到了二级生化处理的效果。

陇南市地形复杂，农村人口分布散且人口少，有相当一部分自然村分布在山坡上，污水集中处理很难实现。在这种地形可考虑结合村庄的地理条件，山坡上的村庄，可以利用山脚下塘地、谷坑建造人工湿地。地势较开阔的村镇可选择较为平整的地段进行开挖建设。然后由村庄已有的明渠或者暗沟，将生活污水排入人工湿地进行处理。人工湿地的基建投资费用低，一般为生物处理的1/5。处理效果可达二级生化处理效果，而运行费与一般二级生化处理相比，要低一半以上。相对于铺设污水管道和建造污水处理厂，既节省了大量的人力、物力，也避免了因铺设污水管道而造成的植被扰动。因陇南市大部分地域气候具有河谷地段气温高，夏热冬不寒的特点，既使在冬天，湿地也不易结冰，且冬季农村生活污水产生较少，因此在冬季也不影响污水处理的效果。

人工湿地易于管理和后期维护，只要严格参照当地情况进行设计和建造，并在后期管理中对填料进行定期更换、对湿地植物定期收割，做到管理得当，就可以保持良好的净化污水的功能。可以由当地村民自行选出人员对人工湿地进行管理和维护。挺水植物可选用处理性能好、成活率高且具有美观和经济价值的植物，在处理污水的同时也能美化景观和带来经济效益，如芦苇、灯芯草、茭白、水葱等具有经济效益的作物。人工湿地的管理人员定期对水挺植物进行收割出售，能给村社带来一定的经济收入。

人工湿地使用纯生物技术进行水质净化，不使用任何化学原料，而污水处理厂处理工艺中要用到聚丙烯酰胺、盐酸和氯酸钠，盐酸和氯酸钠反应产生消毒剂二氧化氯等化学药剂，因此，在处理过程中会产生大量富含有害化学成分的淤泥、废渣，影响环境，而人工湿地则不存在二次污染。对水生环境影响更小。

综上，从陇南市地理条件、气候环境以及农村人口的分布各方面来看，人工湿地是一项具有可操作性的污水处理措施，可依据当地地势，选择有适宜场地的村镇，建立人工湿地进行污水处理，不仅减少了污水外排对水环境的影响，改善了农村的卫生环境，也美化了农村景观，并能带来一定的经济收益，对陇南市的生态环保可持续发展有着积极的意义。