農(nóng)村污水凈化有妙計人工濕地

王堯 劉國珍 陳廣峰

黨的二十大報告明確把“全面推進鄉(xiāng)村振興”作為新時代新征程“三農(nóng)”工作的主題，而當下農(nóng)村的環(huán)境治理仍然是短板和弱項，農(nóng)村生活污水治理率偏低，農(nóng)業(yè)面源污染物排放仍處高位，農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略成功與否的關鍵。那么，農(nóng)村污水凈化是否有妙計呢？答案是，人工濕地！

污水處理的“腎臟”

濕地對地球具有強大的生態(tài)凈化作用，與腎臟調節(jié)人體水分、排出新陳代謝廢物的作用類似，所以被稱為“地球之腎”。人工濕地是由人工建造或改造的濕地，在污水處理領域中應用廣泛。

1903年，英國約克郡建立了世界第一個用于污水處理的人工濕地。所謂人工濕地污水處理，是指將污水、污泥等有序地投入由人工建造和控制運行的、與沼澤地相似的地面上，利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物作用，對污水、污泥等進行處理的一種技術。

近年來，人工濕地污水處理技術被廣泛應用于中國農(nóng)村，不僅可以解決農(nóng)村污水對河流湖泊的污染問題，還可以有效改善農(nóng)村居民的生活環(huán)境，保障農(nóng)村居民的身體健康，促進鄉(xiāng)村振興和社會主義新農(nóng)村建設。

農(nóng)村污水知多少

中國農(nóng)村污水主要包括農(nóng)村生活污水和農(nóng)業(yè)污水兩大類。

農(nóng)村生活污水一般分為廚房污水、生活洗滌污水和沖廁污水3類。其中，廚房污水主要以米糠菜屑、動植物脂肪等有機物為主，也含有鈉、氯、碘等多種化學元素；生活洗滌污水中含有氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽等無機鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等化學元素；沖廁污水中含有大量的細菌、病毒、寄生蟲卵等。

農(nóng)業(yè)污水主要分為農(nóng)田排水、飼養(yǎng)場排水、農(nóng)產(chǎn)品加工污水等。污染物質主要包括汞、鉛、鋅、鉻、鎳等重金屬，有機污染物，可見懸浮物和各種病毒及蟲卵等。

這些含有有毒成分的污水如果不加處理就直接排放，會引起水體污染，破壞水體功能，嚴重的情況下，會導致魚蝦死亡、水體黑臭，使水體的自凈功能喪失，進而危害人體健康。此時就可以建造小型的人工濕地，利用濕地植物、基質及其相關微生物處理污水，這種方法不僅能有效去除污水中的懸浮物、有機污染物、氮、磷等，而且能有效去除病原微生物、重金屬等物質，實現(xiàn)水凈化。

人工濕地三部分

各顯“神威”

人工濕地主要由基質、濕地植物和微生物三者組成，通常建設有一個或者幾個池體或渠道，池體或渠道間設隔墻分隔，底部鋪設高密度聚乙烯膜等防水材料，以防止污水下滲，保護地下水。

其中基質是人工濕地的最基礎部分，目前廣泛使用的有土壤、砂、礫石、沸石、石灰石、頁巖、塑料、陶瓷等一種或幾種組合的混合物?；|為微生物的生長提供穩(wěn)定的附著基質，為濕地植物提供生長的溫床和營養(yǎng)物質，并可通過沉積、過濾和吸附等作用直接去除污染物。

濕地植物，即基質表面種植的植物。主要包括浮水植物（如鳳眼蓮、浮萍等）、沉水植物（如蘆竹、再力花、風車草、美人蕉、金魚藻等）和挺水植物（如蘆葦、香蒲、荸薺、蓮、水芹等）。這些水生植物可以通過吸收、降解等作用，吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質，吸收、吸附一些有毒有害物質。而且它們的根系既可以維持濕地水力運輸，也能將光合作用產(chǎn)生的氧氣運輸?shù)礁闹車?，供微生物生長繁殖和降解污染物的需要。

濕地系統(tǒng)成熟后，基質表面和植物根系會由于大量微生物的生長而形成生物膜，常見的微生物有放線菌、磷細菌、硫細菌、亞硝化細菌、硝化細菌等細菌和真菌。微生物通過代謝活動降解污染物，為植物提供養(yǎng)分，使污染物轉變?yōu)橹参锏臓I養(yǎng)。

表面流與潛流

——凈化多方法

根據(jù)污水的流動方式，可以將人工濕地分為表面流人工濕地和潛流人工濕地。

表面流人工濕地，水面處于土面之上，水位較淺，一般在0.1～0.6米之間，水流緩慢，通常以水平流的流態(tài)流經(jīng)各個處理單元，與自然濕地較為接近，絕大部分有機物的去除是由長在植物水下莖、桿上的生物膜來完成的。

潛流人工濕地，水面處于土面之下，水在填料表面下滲流，又可分為水平潛流和垂直潛流兩種。所謂水平潛流就是污水從一端進入濕地，以水平流動的方式經(jīng)過濕地中的基質孔隙，從另一端流出。垂直潛流是污水從濕地表面流入，從上到下流經(jīng)濕地基質層，從濕地底部流出；或者，水從濕地底部流入，從下到上流經(jīng)濕地基質層從頂部流出。潛流人工濕地可以充分利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留等作用，提高處理效果和處理能力，是目前國際上研究和應用較多的一種濕地處理系統(tǒng)。

在實際應用中，我們可根據(jù)污水或廢水的性質、水質和水量選用以上任意一種或幾種設計其工藝流程。

在農(nóng)村地區(qū)，與傳統(tǒng)的建設污水處理廠的作法相比，建設人工濕地可以充分利用農(nóng)村地形特點，因地制宜、因勢而造。除此之外，這種污水處理方法設備簡單、易于維護。規(guī)?？煽?；投資少，運行成本低；使用純生物技術進行水質凈化，不存在二次污染；種植水生花卉，具有良好的景觀效果；種植經(jīng)濟價值較高的水生植物，可產(chǎn)生一定經(jīng)濟效益等，優(yōu)勢明顯，具有廣闊的發(fā)展前景。

知識鏈接? 巴克什營集中污水處理工程

密云水庫是北京重要的地表飲用水源地、水資源戰(zhàn)略儲備基地，而潮河作為密云水庫的兩大入庫河流之一，必須要保持優(yōu)良的水質。為顯著改善潮河干支流水質，河北省承德市灤（luán）平縣正在建設巴克什營集中污水處理工程。通過“污水收集—污水處理廠處理—人工濕地處理—河流自然凈化”的流程，對沿線生產(chǎn)生活污水進行收集處理，實現(xiàn)污水達標排放。

巴克什營集中污水處理工程人工濕地是目前在建的國內規(guī)模最大的室內人工濕地，且達到了國內出水水質的最高標準。