人工濕地處理在農(nóng)村污水處理中的運用

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隨著綠色環(huán)保、節(jié)約能源的理念深入人心，人們越來越重視環(huán)境污染治理工作。對于農(nóng)村來說，生活污水就是最大的環(huán)境污染源，所以相關部門需要采取科學手段提高農(nóng)村污水處理質量，其中人工濕地處理技術的運用可以有效解決這一問題，凈化農(nóng)村污水，提高水源利用率，確保農(nóng)業(yè)可以正常灌溉和生產(chǎn)。

一、農(nóng)村污水和人工濕地處理技術的概述

一般來說，農(nóng)村污水指的是洗衣服、洗菜、洗澡等生活用水以及廁所沖刷用水。與城市居民相比，我國大部分農(nóng)村的經(jīng)濟條件較差，受到農(nóng)民生活習慣和環(huán)保意識的制約，很多農(nóng)村生活污水沒有經(jīng)過任何處理就隨意排放，如此一來，不但會嚴重影響地下水和地表水質量，還會給農(nóng)村居民的生活環(huán)境帶來很大的影響。所以，做好農(nóng)村污水處理工作迫在眉睫[1]。農(nóng)村污水的成分比較簡單，一般是由小部分有機物質和微生物營業(yè)物質組成，和工業(yè)廢水不同，農(nóng)村污水內(nèi)一般沒有有毒、有害物質，而且污染濃度較低，只是如果得不到及時處理，日積月累，就會嚴重影響農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境。

人工濕地處理技術，指的是借助植物根系的吸收能力和微生物作用，經(jīng)過多層過濾來降解污染，凈化污染水質，這種技術主要借助了生長中的植物、微生物所具備的物理和化學特性來進行污水處理工作。人工濕地處理系統(tǒng)，作為一種資金投入少、處理工作簡單、能源消耗低以及維護簡單方便的農(nóng)業(yè)污染源控制系統(tǒng)，較為適合我國農(nóng)村使用。人工濕地處理技術的應用，不但可以有效去除氮磷污染物，還可以為各種生物提供良好的生長環(huán)境，在我國農(nóng)村具有非常廣闊的發(fā)展前景。具體來說，農(nóng)村污水經(jīng)過濕地系統(tǒng)處理時，污染物會經(jīng)過過濾、沉淀、吸附和分解等過程被凈化，人工濕地中的植物具有很強的透水性，而且可以和周邊微小生物以及原生動物等進行氧氣傳遞，形成獨有的微生物循環(huán)系統(tǒng)。該微生物循環(huán)系統(tǒng)具備污水凈化能力。經(jīng)過大量研究表明，如果農(nóng)村污水在3到5小時內(nèi)流過200h㎡的沼澤地，硝酸鹽的含量就會降低63%，磷含量減少57%。人工濕地主要是經(jīng)過植物吸收、微生物積累以及填料床等方式去除污染物，從根本上改善水資源質量。人工濕地處理技術主要是發(fā)揮了物理、化學和生物三個方面的特性，有效控制農(nóng)村污水，治理污水、凈化污水，從而降低環(huán)境污染。

二、農(nóng)村污染和污水治理現(xiàn)狀

（一）農(nóng)村污染現(xiàn)狀

目前農(nóng)村污染最嚴重的是生活污水的排放問題，隨著我國社會經(jīng)濟水平的不斷提高，建設新農(nóng)村的步伐越來越快，農(nóng)村居民的生活質量得到了提高，但是，人們制造的生活污水問題更為明顯。由于政府部門將治理環(huán)境工作的精力著重放在城市治理工作中，導致我國大部分農(nóng)村的生活污水得不到及時處理，沒有經(jīng)過處理的污水進入河流、農(nóng)田、地下和空地，給農(nóng)村居民的生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來極大的阻礙。

（二）農(nóng)村污染治理現(xiàn)狀

目前，我國農(nóng)村污染治理工作不太樂觀[2]。新農(nóng)村建設步伐太快，人們的環(huán)保意識跟不上生活進步的節(jié)奏，導致農(nóng)村居民對于農(nóng)村污染治理工作的重視程度不高。而且，新農(nóng)村建設過程中可用資金較少，用于污染治理工作方面的資金更是有限，導致農(nóng)村沒有充足的經(jīng)濟條件支撐污染治理的費用。另外，政府部門不合理規(guī)劃農(nóng)村地區(qū)，也是導致農(nóng)村污染治理工作落后的原因之一?？傊痪湓挘r(nóng)村污染治理工作落后的原因歸咎于資金不夠、環(huán)保意識不強、政府規(guī)劃不合理以及農(nóng)村管理落后等四個方面，這也是目前農(nóng)村污染處理工作中需要重點優(yōu)化的地方。

三、人工濕地處理技術應用過程中遇到的問題

人工濕地處理技術的應用可以有效處理農(nóng)村生活污水，降低污水對居住環(huán)境的影響，但是在使用過程中，或多或少存在一些問題，進而影響人工濕地處理系統(tǒng)處理污水的效果，阻礙該項技術的穩(wěn)定性發(fā)展。首先是人工濕地處理技術在使用過程中，由于部分設計參數(shù)不夠清楚，尤其是針對濕地污水處理能力、凈化能力等參數(shù)設置不夠準確，就會影響到實際污水處理工作效率，導致人工濕地處理技術的適應性不強，尤其是農(nóng)村污水，因此，相關技術人員有待提高設計參數(shù)。其次，人工濕地處理系統(tǒng)在處理營養(yǎng)物質過程中，經(jīng)常會攔截部分營養(yǎng)物質，也就是說，人工濕地處理系統(tǒng)并不能完全將營養(yǎng)物質排出濕地系統(tǒng)，如果沒有采取相關措施根據(jù)濕地內(nèi)植物特性選擇對應的控制手段，容易導致營養(yǎng)物質不斷積累，進而使得濕地內(nèi)的植物過于富余，植物日常營養(yǎng)成分過量導致植物死亡或者腐爛，影響人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的平衡[3]。

四、人工濕地處理技術在農(nóng)村污水處理中的運用

（一）復合垂直流人工濕地處理技術

復合垂直流人工濕地處理技術的應用，最先出現(xiàn)于我國海南，通過大量的實踐活動證明，復合垂直流人工濕地技術可以有效凈化農(nóng)村污水，并為農(nóng)村居民創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。經(jīng)過不斷研究和實驗，我國科學院相關研究人員發(fā)明了該項技術，促使該項技術具備超強的水質凈化功能，可以將劣質的水資源處理成達標的水源并進行排放。復合垂直流人工濕地處理技術的工作原理是：將農(nóng)村居民排放出來的污水集中到一起進行處理，如果遇到地形地貌比較復雜的農(nóng)村地段，又或者是農(nóng)村與農(nóng)村之間相隔較遠，相關人員可以根據(jù)實際情況進行分散處理。復合垂直流人工濕地處理技術具備超強的穩(wěn)定性，夏天是有機物分解的最佳時期，該項技術的應用不但可以在夏季取得良好的處理效果，在寒冷的冬天也能更好地完成污染治理工作。人工濕地技術還有一個非常明顯的優(yōu)勢就是投資成本和運送成本較低，復合垂直流人工濕地技術亦是如此。在應用該項技術上，單位投資成本非常低，甚至比污水處理廠的投入資金成本要低很多，并且復合垂直人工濕地處理技術的后期管理和維護工作比較簡單，無須過多安排人員進行看守，聘請一個兼職人員管理即可。

（二）組合型人工濕地處理技術

組合型人工濕地處理技術指的是有效結合生物和物理技術處理人工濕地。該項技術的工作步驟如下：首先在進行農(nóng)村污水排放過程中，將所有的污水排入格柵井中，通過格柵井灌入隔油池內(nèi)，進行水油隔離，然后調(diào)節(jié)沉淀池，通過厭氧消化池、生物過濾池以及填料池將沉淀物排入人工濕地中，最后，將凈化后的水資源排入溝壑中，用于農(nóng)村居民生活用水以及農(nóng)業(yè)澆灌用水[4]。從投資的角度分析，組合型人工濕地處理技術不用在農(nóng)村居住區(qū)域內(nèi)建設大量的排水管道，浪費資源，從根本上節(jié)約投入資金。對于組合型人工濕地的建設工作沒有指定的要求，相關工作人員可以根據(jù)農(nóng)村的實際情況選擇統(tǒng)一建設還是分開建設，充分利用農(nóng)村中閑置的田地，避免浪費農(nóng)田資源，影響農(nóng)業(yè)發(fā)展。組合型人工濕地建設過程中，可以選擇在濕地區(qū)域種植一些觀賞性的植物，如此一來，不但可以有效提高農(nóng)村的綠化覆蓋率，還可以為農(nóng)村地區(qū)增加特色景觀。當農(nóng)村污水經(jīng)過人工濕地時，水質變化已經(jīng)取得了非常好的效果，說明該區(qū)域內(nèi)的水質要求已經(jīng)達標，農(nóng)民可以將人工濕地的水源用作農(nóng)田灌溉、景觀用水，甚至可以直接排放入河流中或者滲透到地下水中，并不會對環(huán)境帶來任何影響。總之，組合型人工濕地處理技術可以有效處理農(nóng)村污水排放問題，凈化空氣，為農(nóng)村居民提供高質量的生活環(huán)境。

（三）完善人工濕地處理系統(tǒng)

目前，雖然人工濕地處理技術在農(nóng)村污水處理工作中取得了非常明顯的效果，但在實際運用過程中還會存在很多嚴重的問題，例如污水凈化能力差、處理時間較長，以及人工濕地處理系統(tǒng)應用比較復雜等，導致人工濕地處理技術難以大力推廣。因此，為了有效改善農(nóng)村污水排放問題，相關工作人員需要根據(jù)農(nóng)村的實際環(huán)境條件，選擇合適的基質，快速優(yōu)化人工濕地污水處理能力，保持人工濕地處理系統(tǒng)的基質穩(wěn)定[5]。在應用人工濕地處理系統(tǒng)過程中，不同的基質所產(chǎn)生的除磷脫氧效果不同。如果選擇砂石和爐渣作為人工濕地處理系統(tǒng)基質的話，可以有效去除農(nóng)村污水COD的47%和44%。而去除TP率，砂石是4%，爐渣是45%。同時，人工濕地處理系統(tǒng)中最關鍵的介質是植物，植物的應用從很大程度上提高了人工濕地系統(tǒng)的含氧量，相對來說，有植物的人工濕地污水處理效果會比會比無植物的濕地處理效果要好。眾所周知，植物具備極強的傳導性，當DO質量濃度在2.52mg/L時，除掉TKN的效率，就會瞬間提到40%，可想而知，植物在人工濕地處理系統(tǒng)中占據(jù)多么重要的地位。

（四）家庭人工濕地組合

目前，我國大部分農(nóng)村的經(jīng)濟收入水平較低，導致農(nóng)村污水處理系統(tǒng)并不完善，也就是說，農(nóng)村污水得不到集中處理，進而影響污水處理效率，給周邊環(huán)境帶來極大的不利影響。受到農(nóng)村很多客觀因素的影響，可以加大宣傳和推廣家庭人工濕地有效組合系統(tǒng)的方法，及時處理農(nóng)村污水，從根本上保障農(nóng)村居住環(huán)境，避免水資源污染。利用家庭人工濕地組合系統(tǒng)，不但可以有效處理農(nóng)村污水，還可以強化雨水，實現(xiàn)良好污水處理效果。在使用人工濕地處理系統(tǒng)的時候，相關工作人員可以合理使用沼氣池，如此一來，不但可以有效凈化周邊環(huán)境，還能為農(nóng)民提供充足的清潔能源，推動社會發(fā)展。

（五）其他處理技術結合使用

目前，我國在開發(fā)人工濕地處理系統(tǒng)過程中，通常會使用兩種或者兩種以上的技術手段，最大程度提高人工濕地處理系統(tǒng)處理污水的效率，有效減輕人工濕地污水處理負荷，減少水中的ss含量，避免人工濕地系統(tǒng)處理過程中出現(xiàn)堵塞情況，影響水質處理效果。

人工濕地處理系統(tǒng)中，最常見的配套是化糞池。但是化糞池對于ss的去除能力較差，所以在處理污水過程中，如果有機負荷較高，容易導致人工濕地系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞情況，因此相關工作人員必須加大污水處理系統(tǒng)的研究力度[6]。大量實驗證明，合理應用厭氧反應器對于農(nóng)村污水處理可以起到非常明顯的效果，而且可以最大程度降低污水中的tss值。合理應用人工濕地處理系統(tǒng)，可以將農(nóng)村污水進行集中化處理，提高農(nóng)村生活品質。在此過程中，可以將大顆粒的卵石做為基質，加大濕地的沖擊負荷能力，有效解決農(nóng)村污水排放量不集中的問題。

五、人工濕地處理系統(tǒng)在中國的應用發(fā)展前景

上文提到，人工濕地處理技術在處理農(nóng)村污水過程中，可以有效去除有機污染物質并吸收磷氮等微量元素，避免生態(tài)環(huán)境受到污水污染，提高污水處理效果。因此，對于農(nóng)村污水處理技術，人工濕地處理系統(tǒng)作用比較明顯，投資成本和運行成本較低，從一定程度上能實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一化。人工濕地污水處理技術滿足水、生物和人類協(xié)調(diào)發(fā)展的基本需求，推動良性生態(tài)環(huán)境的構建工作，進而產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。通常情況下，人工濕地處理技術廣泛用于農(nóng)村污水處理中，有著非常廣闊的發(fā)展前景。其次，人工濕地占地面積大，在應用過程中，容易受到植物和氣候等外界因素的影響。因此，但使用人工濕地處理技術處理農(nóng)村污水時，人們要盡可能節(jié)約土地，合理劃分區(qū)域，并根據(jù)農(nóng)村的實際發(fā)展情況，有效搭配濕地植物與濕地處理系統(tǒng)。與此同時，我國相關部門還需要不斷加強與國際優(yōu)秀區(qū)域的交流和溝通，不斷研發(fā)濕地系統(tǒng)的處理效果，促進我國污水處理行業(yè)實現(xiàn)多元化發(fā)展。

近年來，隨著科技水平的不斷提高，人工濕地處理技術逐漸興起，屬于綜合性的生態(tài)系統(tǒng)，其工作原理主要是借助生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和共生特性，然后通過再生原理實現(xiàn)結構和功能的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性，有效處理污染物，避免給環(huán)境造成污染，實現(xiàn)污水處理的最佳效益。

六、結束語

濕地是地球的“肺”，可以凈化地球。因此，為了有效改善農(nóng)村居住環(huán)境和農(nóng)民的生活質量，我們要合理使用人工濕地處理技術，深入分析人工濕地處理技術存在的問題以及基本情況，并根據(jù)農(nóng)村所在地的具體情況，將人工濕地處理技術應用在處理農(nóng)村污水過程中，充分發(fā)揮人工濕地的功能性，為美麗鄉(xiāng)村構建健康、綠色、環(huán)保的居住環(huán)境，提高農(nóng)村村民的生活質量和生活水平，加速新農(nóng)村建設的步伐。

相關鏈接

人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動物的作用。

人工濕地是一個綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質循環(huán)再生原理，結構與功能協(xié)調(diào)原則，在促進廢水中污染物質良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。

人工濕地的植物還能夠為水體輸送氧氣，增加水體的活性。濕地植物在控制水質污染，降解有害物質上也起到了重要的作用。

濕地系統(tǒng)中的微生物是降解水體中污染物的主力軍。好氧微生物通過呼吸作用，將廢水中的大部分有機物分解成為二氧化碳和水，厭氧細菌將有機物質分解成二氧化碳和甲烷，硝化細菌將銨鹽硝化，反硝化細菌將硝態(tài)氮還原成氮氣，等等。通過這一系列的作用，污水中的主要有機污染物都能得到降解同化，成為微生物細胞的一部分，其余的變成對環(huán)境無害的無機物質回歸到自然界中。

濕地生態(tài)系統(tǒng)中還存在某些原生動物及后生動物，甚至一些濕地昆蟲和鳥類也能參與吞食濕地系統(tǒng)中沉積的有機顆粒，然后進行同化作用，將有機顆粒作為營養(yǎng)物質吸收，從而在某種程度上去除污水中的顆粒物。