試論人工濕地技術在農村生活污水綜合治理中的應用

王茂春

摘要：農村生活污水的綜合治理，是全面提高農村人居環(huán)境質量的主要舉措，也是幸福美麗新村建設的前提。因此，文章以攀枝花市農村生活污水綜合治理為例，闡述了農村生活污水綜合治理的現狀，并對人工濕地技術的應用進行了進一步探究。

關鍵詞：人工濕地技術;農村;攀枝花市;生活污水

前言

2018年，攀枝花市召開了農村生活污水治理工作動員部署會議，明確了從當年到2022年農村生活污水治理的“五年計劃”，并強調采取先環(huán)境敏感區(qū)、污染嚴重區(qū)后一般區(qū)域的治理程序，為梯度推進農村污水處理全覆蓋提供了依據。在區(qū)域農村污水處理全覆蓋的進程中，人工濕地技術在農村生活污水綜合治理中的優(yōu)勢日益彰顯。因此，探究人工濕地技術的應用就具有非常重要的意義。

一、攀枝花市農村生活污水綜合治理的現狀

治理農村生活污水，攀枝花市并不欠缺經驗。早在2018年，攀枝花市仁和區(qū)被納入四川省首批農村生活污水治理“千村示范工程”試點縣，因地制宜進行農村生活污水。同時攀枝花市仁和區(qū)以平地鎮(zhèn)迤沙拉村為中心，通過人工濕地建設、排污管道架設、垃圾清運設施設備添置、宣傳強化等諸多措施，持續(xù)推進項目試點，初步實現了農村生活污水經污水管網收集、厭氧處理，結合密植蘆葦的人工濕地處理，獲得了可以直接排放的清澈水源。

二、人工濕地技術在攀枝花市農村生活污水綜合治理中的應用

1、組成

在農村生活污水綜合治理時，人工濕地主要包括填料層、微生物層、水生植物層、脊椎和無脊椎動物層、水體等部分。其中以填料層、微生物層、水生植物層發(fā)揮的污水處理效果最為顯著。填料層不僅可為微生物、植物生存繁衍提供載體（物理支撐或附著點），且可以對流經濕地的污染物進行吸附、沉淀、過濾處理[1]。常見的填料層組成物多為沸石、卵石、砂、礫石等建造價格不高、可就地取材的物質;微生物層是降解農村生活污水中有機物的關鍵，一般包括兼性厭氧菌、好氧菌、厭氧菌幾種類型。在有氧氣存在的情況下，好氧菌可以通過呼吸作用進行生活污水中有機物分解，獲得二氧化碳、水。而在無氧氣存在的情況下，厭氧菌可以將結構繁雜的高分子有機物分解為較為簡單的低分子有機物或水、甲烷，兼性厭氧菌則可以去除污水中氨氮，達到污水凈化目的;在人工濕地中，水生植物是主要組成，包括挺水植物、沉水植物、浮水植物三種類別，攀枝花市農村生活污水綜合治理時人工濕地水生植物為挺水植物，即蘆葦。蘆葦不僅負責為微生物提供完備的附著場所，而且負責通過根系吸附、去除污水中毒害物質以及其他污染物，并在根部釋放氧氣、糖類小分子物質為微生物提供養(yǎng)分。

2、設計

在初始設計階段，需要利用污染負荷進行人工濕地面積A的計算。計算公式如下：

①

式子①中Q為污水流量（m3/d），C0、Ce分別為進水污染物濃度（g/m3）、出水污染物濃度（g/m3），N為污染物表面負荷（g·m-2·d-）。一般人工濕地污染負荷主要包括總磷、總氮、氨氮、化學需氧量，其表面負荷需要分別小于0.3-0.5g·m-2·d-、2.5-8.0g·m-2·d-、2.0-5.0g·m-2·d-、16.0g·m-2·d-。

為了保證基質作用的充分發(fā)揮，在填料層基質類別選擇階段，需綜合考慮農村生活污水的水質、經濟效益等因素，依據高孔隙率、大比表面積、少毒害物質、強吸附、良透水、穩(wěn)定化學性、小松散容積、輕質量、長使用周期等原則，進行多級配、多基質的搭配，保證不同類型污染物質的有效去除，提升運行周期。對于用于農村生活污水處理的人工濕地而言，由一種或多種組成的填料就是基質，包括人造材料、天然材料、工業(yè)副產品幾種類型。其中人造材料主要包括木炭、輕質聚合體等;天然材料主要包括石灰石、碎石、土壤、沸石、白云石等;工業(yè)副產品主要包括粉煤灰、礦渣、爐渣、鋼渣、廢磚塊等。根據生活污水內污染物組成及外在表現差異，可以進行沸石——石灰石、花崗巖——黏性土壤、煤渣——草炭等多種基質的組合。一般要選擇有機質含量較為豐富的基質，便于吸收以氮磷素為代表的各種污染物，比如紅泥、陶瓷濾料、爐渣等[2]。同時為了便于就地獲取材料，可以瓜子片（5.0～10.0mm）、粗砂（2.0～5.0mm）、中砂（0.5～0.25mm）、大碎石（40.0～100.0mm）、小碎石（10.0～20.0mm）、中碎石（20.0～40.0mm）為主要原料，進行多介質填料層的設計。從第一層到第十二層分別為大碎石、中碎石、小碎石、瓜子片、瓜子片+粗砂、粗砂、中砂、粗砂、瓜子片+粗砂、瓜子片、小碎石、中碎石，各層厚度均為10.0cm。

3、建設實施

根據攀枝花市農村生活污水水質特征，可以在設計處理效果明確的前提下，依據技術可靠、維護方便、管理靈活、投資節(jié)約的原則，進行實施流程實施。具體流程為：廢水→格柵井→厭氧池→人工濕地→排放[3]。生活污水可經過農村內污水收集管網收集，集中輸送到污水處理站點。在污水處理站點，首先經格柵，將較大的懸浮物過濾，進而經厭氧池處理后進入人工濕地，最終將出水排出到周邊渠道內。具體實施時考慮到生活污水需要在厭氧池內停留一個星期，為了便于進出水均勻，需要利用布水溝配合多個邊長為100.0mm的方形孔向人工濕地單元布水，方孔之間的距離為150.0mm，底邊為池底，進水管方孔高度超出人工濕地床0.8m左右。而出水時則可以利用同樣大小的方形孔，控制孔間距離在100.0mm左右，匯集人工濕地污水并排出到后續(xù)處理構筑物，出水管方孔高度需要超出人工濕地床0.65m。

總結

綜上所述，人工濕地污水處理系統(tǒng)特指由人為在明確的廢水處理目標指導下，選擇恰當的土壤、地形，綜合利用沙、卵石、土壤等材料，制作填料床。進而在填料床中栽培磷氮吸收能力強、四季生長、成活率高且美觀的植物。其能最大程度模擬自然生態(tài)系統(tǒng)生物學、物理學、化學的協(xié)同作用過程，實現農村生活污水凈化。在現有經驗基礎上，攀枝花市可以繼續(xù)探索適用于人工濕地的植物，為農村生活污水綜合治理效益的提升提供依據。

參考文獻

[1]梁潔， 鄒渝， 王怡. 人工濕地技術在成都市農村分散式生活污水處理中的應用[J]. 科技創(chuàng)新導報， 2019（01）：138-140.

[2]郭潤生. 人工濕地在農村生活污水處理中的研究與應用[J]. 環(huán)境與發(fā)展， 2019（02）：54-55.