人工濕地處理污水在隴南市的應(yīng)用前景分析

楊莉

摘要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國對農(nóng)村環(huán)境的治理越來越重視，生態(tài)環(huán)境部2019年11月發(fā)布的《農(nóng)村黑臭水體治理工作指南》等相關(guān)條例，對農(nóng)村的水環(huán)境治理提出了更高要求。由于隴南市很多農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)落后，地形復(fù)雜，住戶又較為分散，很難做到污水集中處置。因此，農(nóng)村污水的治理工藝的選擇相當(dāng)重要。本文結(jié)合隴南市地理環(huán)境，對因地制宜選用人工濕地處理農(nóng)村污水的可行性進(jìn)行分析討論，以供參考。

關(guān)鍵詞：人工濕地；污水處理；隴南市；應(yīng)用

隴南市大部分農(nóng)村地區(qū)未并入污水集中處理管網(wǎng)，污水未經(jīng)處理直接外排，造成農(nóng)村環(huán)境的“臟、亂、污”，嚴(yán)重威脅著地表水環(huán)境。人工濕地具有投資低、運(yùn)管管理便捷等優(yōu)勢。結(jié)合本地現(xiàn)狀，選用人工濕地處理污水，既減少了污水排放對水體造成的污染，還可以美化環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)平衡。

隴南市位處甘南高原以東，市內(nèi)山巒重疊，山高谷深，地形以山地和丘陵為主，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣。由于受地理位置、地形、大氣環(huán)境、太陽輻射的影響，氣候差異懸殊，復(fù)雜多樣，既有南方特色，又有北方氣息，是我國北亞熱濕潤、明溫半濕潤、高原濕潤等多樣氣候過渡地帶。受季風(fēng)影響，冬季干冷，夏季濕熱，具有河谷地段氣溫高，夏熱冬不寒的特點(diǎn)。優(yōu)良的地理?xiàng)l件，非常適合建立濕地。

隴南市農(nóng)村污水主要為生活污水，隴南市鄉(xiāng)村總戶數(shù)為642864戶，約2502332人（隴南市統(tǒng)計(jì)局人口統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，2021年），依據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》（SL310-2004），結(jié)合隴南市農(nóng)村情況，農(nóng)村供水定額按60升/（人·年）計(jì)。則總?cè)丝谟盟考s為5480.11萬立方米/年。生活污水產(chǎn)生量按用水量的80%進(jìn)行核算，則生活污水產(chǎn)生量為4384.09萬立方米/年。其污水排放特征具有間歇性、分散性、流量小、收集點(diǎn)多、排放量體積大的特點(diǎn)。根據(jù)2018年和2019年隴南市地表水各項(xiàng)污染生物制品分擔(dān)率統(tǒng)計(jì)可知，隴南市地表水主要污染物依次為高錳酸鹽指數(shù)、COD和BOD。2018年平均分擔(dān)率為28.94%、21.58%和19.45%。2019年平均分擔(dān)率為28.3%、24.7%和17.35%。由此可知，隴南市地表水污染主要源自于生活污水。因隴南市地形復(fù)雜，山大溝深，因此，農(nóng)村住戶分布較為分散，且經(jīng)濟(jì)落后，集中式污水處理很難實(shí)現(xiàn)。污水集中處理管網(wǎng)目前僅覆蓋了城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和部分位置相對良好的村莊。其余大部分農(nóng)村地區(qū)的污水處理方式比較落后，多數(shù)僅采用明渠暗溝排放污水，既無有效的污水處理措施，也沒有做到雨污分流，甚至大部分農(nóng)村生活污水未經(jīng)有效處理就直接排入河流。

濕地指天然或人工、常久或暫時(shí)性的沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶，帶有靜止或流動(dòng)，或?yàn)榈胂趟蛳趟乃w。天然濕地能接納的污水有限，因而不能大規(guī)模開發(fā)利用。在這一基礎(chǔ)上，科學(xué)家們在大量的調(diào)查及試驗(yàn)后創(chuàng)造出了具有可控制管理、凈化污水、改善水質(zhì)并適用于各種氣候條件的人工濕地。所謂人工濕地，就是指通過人為影響，進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工而形成的濕地系統(tǒng)。我國人工濕地處理污水發(fā)展較晚，“七五”期間開始進(jìn)行機(jī)理性的研究，現(xiàn)已發(fā)展到實(shí)際應(yīng)用階段。人工濕地一般由配集水系統(tǒng)、人工基質(zhì)、濕地生物、微生物等部分組成。人工濕地的基質(zhì)層一般可根據(jù)所處理水的要求，再結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際選用礫石、爐渣、石英砂等。能為植物和微生物提供生長介質(zhì)，通過濾、吸附、沉淀、離子吸附等作用，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營養(yǎng)物質(zhì)，為微生物輸送氧氣，并能吸附一些重金屬及有害物質(zhì)，并增加和維持介質(zhì)的水力傳輸。常用的挺水植物主要有蘆葦、燈芯草、香蒲、水蔥、茭白等。也可以選用浮萍等沉水植物。人工濕地中的微生物主要有假單胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬和黃菌屬等，通過微生物的自身的變異，可達(dá)到吸收和分解部分有機(jī)物質(zhì)和有毒物質(zhì)的目的。人工濕地污水處理是通過物理、化學(xué)和生物的反應(yīng)過程進(jìn)行凈化。人工濕地對有機(jī)物、氮、磷等元素均具有較高的去除率，對BOD的去除率在80%～95%，對COD的去除率達(dá)到80%以上，對氮的去除率可達(dá)到80%～90%，對TP的去除率達(dá)到97.2%，并能去除部分細(xì)菌和病毒。具有良好的多功能凈化能力。其處理效果達(dá)到了二級生化處理的效果。

隴南市地形復(fù)雜，農(nóng)村人口分布散且人口少，有相當(dāng)一部分自然村分布在山坡上，污水集中處理很難實(shí)現(xiàn)。在這種地形可考慮結(jié)合村莊的地理?xiàng)l件，山坡上的村莊，可以利用山腳下塘地、谷坑建造人工濕地。地勢較開闊的村鎮(zhèn)可選擇較為平整的地段進(jìn)行開挖建設(shè)。然后由村莊已有的明渠或者暗溝，將生活污水排入人工濕地進(jìn)行處理。人工濕地的基建投資費(fèi)用低，一般為生物處理的1/5。處理效果可達(dá)二級生化處理效果，而運(yùn)行費(fèi)與一般二級生化處理相比，要低一半以上。相對于鋪設(shè)污水管道和建造污水處理廠，既節(jié)省了大量的人力、物力，也避免了因鋪設(shè)污水管道而造成的植被擾動(dòng)。因隴南市大部分地域氣候具有河谷地段氣溫高，夏熱冬不寒的特點(diǎn)，既使在冬天，濕地也不易結(jié)冰，且冬季農(nóng)村生活污水產(chǎn)生較少，因此在冬季也不影響污水處理的效果。

人工濕地易于管理和后期維護(hù)，只要嚴(yán)格參照當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造，并在后期管理中對填料進(jìn)行定期更換、對濕地植物定期收割，做到管理得當(dāng)，就可以保持良好的凈化污水的功能?？梢杂僧?dāng)?shù)卮迕褡孕羞x出人員對人工濕地進(jìn)行管理和維護(hù)。挺水植物可選用處理性能好、成活率高且具有美觀和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物，在處理污水的同時(shí)也能美化景觀和帶來經(jīng)濟(jì)效益，如蘆葦、燈芯草、茭白、水蔥等具有經(jīng)濟(jì)效益的作物。人工濕地的管理人員定期對水挺植物進(jìn)行收割出售，能給村社帶來一定的經(jīng)濟(jì)收入。

人工濕地使用純生物技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)凈化，不使用任何化學(xué)原料，而污水處理廠處理工藝中要用到聚丙烯酰胺、鹽酸和氯酸鈉，鹽酸和氯酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生消毒劑二氧化氯等化學(xué)藥劑，因此，在處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量富含有害化學(xué)成分的淤泥、廢渣，影響環(huán)境，而人工濕地則不存在二次污染。對水生環(huán)境影響更小。

綜上，從隴南市地理?xiàng)l件、氣候環(huán)境以及農(nóng)村人口的分布各方面來看，人工濕地是一項(xiàng)具有可操作性的污水處理措施，可依據(jù)當(dāng)?shù)氐貏?，選擇有適宜場地的村鎮(zhèn)，建立人工濕地進(jìn)行污水處理，不僅減少了污水外排對水環(huán)境的影響，改善了農(nóng)村的衛(wèi)生環(huán)境，也美化了農(nóng)村景觀，并能帶來一定的經(jīng)濟(jì)收益，對隴南市的生態(tài)環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展有著積極的意義。