淺析人工濕地處理污水的效果

文 / 劉超，盤錦市綠色發(fā)展服務中心

1 我國水生態(tài)處理技術及治理現(xiàn)狀

我國人工濕地污水處理系統(tǒng)多數(shù)在1至3年內(nèi)失效（變成污水潭），主要原因是為了減少占地面積和降低投資，所建濕地規(guī)模太小，后因氧氣供給不足，導致厭氧菌大量繁殖而變黑變臭。人工濕地在冬季低溫條件下不能正常運行（在黃河流域及其以北地區(qū)冬季幾乎失效），夏季可能滋生蚊蟲。近年來，我國研發(fā)人員提出各種以強化“預處理＋人工濕地”為主的污水處理組合技術，其中以“預曝氣＋人工濕地”的效果較好，但其預處理本身就是一個生物處理系統(tǒng)，大大提高運行費用和管理難度?！岸嗉壍畯脱酰斯竦亍辈粌H危害周圍環(huán)境，而且受氣候影響很大；滴濾池的建設投資大，接觸反應時間太短，需要大比例回流，因此運行成本較高。經(jīng)濟和環(huán)境效益好、適用范圍廣、維護管理簡便的水生態(tài)治理技術是我國所急需的。

2 人工濕地組合系統(tǒng)的可行性

傳統(tǒng)的污水處理技術發(fā)展歷史較長，雖處理效果較好，但基建投資大，運行費用高，需要龐大的充氧曝氣設施和大規(guī)模的收集管網(wǎng)，而我國農(nóng)村和中小城鎮(zhèn)經(jīng)濟基礎薄弱，農(nóng)村污水分散，難以大面積的收集，缺少專業(yè)的技術管理人員，因此，傳統(tǒng)的污水處理模式難以在我國農(nóng)村地區(qū)大面積推廣。

人工濕地在我國推廣應用的主要難題是污水負荷小，因此需要通過強化預處理降低進水污染物濃度，以提高污水負荷。人工濕地組合系統(tǒng)可自流運行，不需要動力設備。人工濕地工程的造價為傳統(tǒng)二級活性污泥法的16%~20%，為氧化溝的34%，價格低廉。人工濕地組合系統(tǒng)維護主要是植物的重新種植、雜草的去除和沉積物的清理，技術要求較低。在污水凈化的同時能夠增加綠化面積，美化環(huán)境，可在濕地系統(tǒng)中推廣生物質(zhì)能源植物作為濕地植物，處理能力強且不產(chǎn)生污泥?，F(xiàn)在的中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村，都在搞美化建設，人工濕地既能美化環(huán)境又能治理環(huán)境污染，具有一舉兩得的效果。人工濕地組合系統(tǒng)常用的景觀植物有水蔥、雨久花、香蒲、黃花鳶尾、柳樹、蘆葦、芡實、千屈菜和菖蒲等，這些植物對BOD5去除率可達85%-95%，對COD去除率可達80%以上，出水BOD5在10mg/l左右，SS小于20mg/l具有較強的處理效果。

因此，人工濕地組合系統(tǒng)具有投資低、出水水質(zhì)好、增加綠地面積、改善和美化生態(tài)環(huán)境、維護和運行費用低廉、維護管理方便、簡單等優(yōu)點，農(nóng)村和中小城鎮(zhèn)較為豐富的土地資源以及人力和物質(zhì)資源也是人工濕地得以在我國農(nóng)村和中小城鎮(zhèn)大面積推廣的一個重要因素。

3 人工濕地組合系統(tǒng)的適用性

近年來，我國不斷地對人工濕地治理污水技術加以深入研究和實踐，并取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益，中國農(nóng)業(yè)大學在人工濕地處理污水方面取得了突破性進展，獲得許多研究成果。其中，在潮汐流人工濕地相關研究、自來水廠污泥除磷性能研究、北方地區(qū)濕地植物篩選、家庭組合人工濕地污水處理系統(tǒng)、污水處理廠好氧污泥生物脫水與資源化利用技術等方面取得了豐碩的研究成果。這些技術和研究成果在人工濕地處理農(nóng)村污水方面發(fā)揮著重要作用。

潮汐流人工濕地床具有很強的復氧能力，其供氧全部來自潮汐作用。進水中溶解氧濃度低于出水，水體中的氧在濕地床中出現(xiàn)反補現(xiàn)象。在耗氧中，有機物氧化需氧量大于氨氮氧化的需氧量。潮汐流人工濕地床中供氧能夠滿足有機物的降解和氨氮硝化作用的耗氧。針對潮汐流處理污水數(shù)量家少的問題，他們發(fā)明了捆綁式潮汐流人工濕地，捆綁式潮汐流人工濕地為7個直徑為20cm的潮汐流柱組成。捆綁式潮汐流人工濕地能處理農(nóng)村兩三家的污水，且具有較好的處理效果。

自來水廠污泥除磷性能研究，脫水明礬污泥是自來水廠副產(chǎn)物，目前大多進行填埋處理。明礬污泥中含有豐富的鋁、鐵離子，能大大提高其對磷的吸附能力。采用自來水廠污泥，作為人工濕地基質(zhì)。研究表明，此濕地系統(tǒng)對磷的去除率由40～50%增加到87%，系統(tǒng)出水TP的濃度為0.66mg/l。隨著人口的增加和經(jīng)濟的快速發(fā)展，污水排放量近年來迅猛增加，導致我國水源污染、水體富營養(yǎng)化及環(huán)境水質(zhì)惡化日趨嚴重。農(nóng)村地區(qū)缺乏公共的地下排水管網(wǎng)，生活污水直接威脅著生活環(huán)境和飲水安全。人工濕地水處理系統(tǒng)是一種農(nóng)村污水處理的新型生態(tài)系統(tǒng)，建設運營成本低、工藝簡單，適合排水管網(wǎng)不完備的城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村等地區(qū)，為農(nóng)村生活污水的凈化處理提供了一條可行性選擇，大大改善了農(nóng)村的生活環(huán)境。同時，各污染指標較好的去除效果為人工濕地組合系統(tǒng)在農(nóng)村的推廣應用奠定基礎，為解決農(nóng)村污水任意排放問題提供了一種新途徑。

4 人工濕地組合系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

我國是農(nóng)業(yè)大國，水生態(tài)環(huán)境狀況越來越惡化，污染事故時有發(fā)生，不僅對糧食造成減產(chǎn)，而且直接威脅著農(nóng)民的身體健康。由于大量生產(chǎn)和生活廢棄物未經(jīng)處理直接排入水體，加之公共衛(wèi)生設施跟不上發(fā)展的需要，農(nóng)村飲用水源大多受到污染，農(nóng)村水生態(tài)環(huán)境不容忽視，需要立法加以規(guī)范。

人工濕地組合系統(tǒng)在解決農(nóng)村水污染問題上順應了農(nóng)村的發(fā)展要求，在農(nóng)村環(huán)境治理，建設社會主義新農(nóng)村、實現(xiàn)村容整潔等方面將起到非常重要的作用。但這一系統(tǒng)也有其缺點和不足，要想使農(nóng)村水污染得到合理而又有效的治理，還需要與其它技術的合理組合。人工濕地組合系統(tǒng)雖然取得突破性進展，但還不足以滿足社會發(fā)展的需要，還需要在技術等方面進行深化，以適應農(nóng)村污水處理的不同需求，發(fā)揮其更大的優(yōu)勢。