人工濕地在南方農(nóng)村生活污水處理工程中的應(yīng)用

人工濕地在南方農(nóng)村生活污水處理工程中的應(yīng)用人工濕地在南方農(nóng)村生活污水處理工程中的應(yīng)用摘要：結(jié)合農(nóng)村生活污水的特點，介紹了人工濕地污水處理技術(shù)的凈化機(jī)理，并以工程應(yīng)用為實例，總結(jié)出人工濕地技術(shù)不僅具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡潔、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點，而且特別適合南方中、小型村莊生活污水的集中處理。通過實例分析，表明人工濕地技術(shù)對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的改善帶來了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活污水;人工濕地;去除機(jī)理;應(yīng)用Abstract:Accordingtothecharacteristicsofrurallifesewage,thepurificationmechanismofconstructedwetlandwastewatertreatmenttechnology,andengineeringapplicationforexample,summeduptheartificialwetlandtechnologynotonlyhasthebufferingcapacity,goodtreatmenteffect,simpleprocess,lessinvestment,lowoperatingcostadvantages,andisverysuitableforthesouth,asmallvillagelifesewagethecentralizedtreatment.Throughtheexampleanalysis,improvementindicatesthattheconstructedwetlandtechnologyforruralecologicalenvironmentbringgoodsocialbenefitandeconomicbenefit.Keywords:ruraldomesticwastewater;constructedwetland;removalmechanism;application中圖分類號：[R123.3]文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：近年來，農(nóng)村水污染、水環(huán)境惡化狀況越來越嚴(yán)峻，污染事故時有發(fā)生，不僅對糧食造成減產(chǎn)，而且干脆威逼著廣闊農(nóng)村地區(qū)農(nóng)夫的身體健康。由于大量生產(chǎn)和生活的廢棄物未經(jīng)處理干脆排入水體，公共衛(wèi)生設(shè)施跟不上發(fā)展的須要，從而導(dǎo)致農(nóng)村飲用水源大多受到污染。農(nóng)村水環(huán)境既是農(nóng)村大地的脈管系統(tǒng)，對雨、洪、旱、澇起著調(diào)整作用，又是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生命之源。因此，愛護(hù)好農(nóng)村水環(huán)境是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)。1南方地區(qū)農(nóng)村生活污水現(xiàn)狀及特點1.1農(nóng)村排水現(xiàn)狀農(nóng)村各村社居住分布范圍廣且分散，室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)施較為齊全，居民生活污水通常是散排或排至20~40mm寬度不等的排水明溝或暗渠，最終排至魚塘或者澆灌渠。1.2農(nóng)村生活污水基本特點農(nóng)村生活污水主要為沖廁污水和洗衣、洗米、洗菜、洗澡廢水。污水中主要成分是生活廢料和人的排泄物，因其含有大量的養(yǎng)分鹽及細(xì)菌、病毒，簡潔造成地表水及地下水的污染。隨著農(nóng)村生活水平的不斷提高，新農(nóng)村建設(shè)的推動，農(nóng)村生活污水的排放量漸漸增加。若村中污水不經(jīng)處理干脆排放，農(nóng)村水污染將越來越嚴(yán)峻。2人工濕地污水處理技術(shù)2.1人工濕地處理生活污水的機(jī)理人工濕地對污水的處理綜合了物理、化學(xué)和生物三種作用。人工濕地運(yùn)行穩(wěn)定后，填料表面和植物根系中生長了大量的微生物形成物膜，污水流經(jīng)時，SS被填料及根系阻檔截留，有機(jī)質(zhì)通過生物膜的吸附及同化、異化作用而得以去除。濕地床層中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其四周的微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作用將養(yǎng)分成分干脆汲取，還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用從廢水中去除。最終通過濕地基質(zhì)的定期更換或收割使污染物最終從系統(tǒng)中去除。人工濕地去除污染物的范圍廣泛，包括N、P、SS、有機(jī)物、微量元素、病原體等。2.1.1有機(jī)物去除人工濕地顯著特點之一是對有機(jī)物有較強(qiáng)的處理實力。不溶性有機(jī)物通過濕地的沉淀、過濾可以很快從廢水中截留下來，被微小生物加以利用；可溶性有機(jī)物則可通過生物膜的吸附及微生物的代謝過程被去除。探討表明：在進(jìn)水濃度較低狀況下，人工濕地對BOD5的去除率可達(dá)85%～95%。CODcr去除率可大于80%，城市污水通過濕地處理后，出水BOD5在10mg/L左右。試驗還表明：不溶性BOD5（約占總BOD5的50%左右）和CODcr在進(jìn)水5m的距離內(nèi)可快速地被去除；約90%的SS在進(jìn)水10m以內(nèi)得以去除。2.1.2濕地脫氮人工濕地處理系統(tǒng)對氮的去除作用包括基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀以及氨的揮發(fā)、植物的汲取和微生物硝化和反硝化作用。一部分NH4-N可轉(zhuǎn)化成NH3后，以氣態(tài)的形式揮發(fā)到大氣中。微生物的硝化、反硝化作用對氮的去除起重要作用。依據(jù)根區(qū)法理論，人工濕地植物中根毛的輸氧，根區(qū)旁邊濕地土壤中連續(xù)出現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)，硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)可以同時完成。另外，對硝化反應(yīng)有抑制作用的是NH3-N、重金屬、氰化物及有機(jī)物，人工濕地對這些物質(zhì)也有肯定的去除作用。2.1.3濕地除磷人工濕地對磷的去除作用包括基質(zhì)的吸附和過濾、植物汲取、微生物去除及物理化學(xué)作用。基質(zhì)的吸附和過濾對無機(jī)磷的去除作用，因填料不同而存在差異，若基質(zhì)中含有較多的鐵、鋁氧化物，有利于生成溶解度很低的磷酸鐵或磷酸鋁，使基質(zhì)固磷實力大大增加；若以礫石為填料的濕地，礫石中的鈣可以生成不溶性磷酸鈣從廢水中沉淀。2.2人工濕地的植物的選擇濕地植物作為人工濕地系統(tǒng)的核心部分，其選擇干脆影響污水的處理效果，濕地植物選擇應(yīng)遵循以下原則：(1)均為多年生植物，在南方地區(qū)均為全年常綠，無需反復(fù)種植，收割管理簡潔；(2)均具有良好的環(huán)境適應(yīng)實力和耐污實力，生長快速，簡潔成活；(3)根系均較為發(fā)達(dá)，并都具有較好的污染物去除效果；(4)各種植物具備一些獨有特點，能夠相互有機(jī)搭配。結(jié)合人工濕地植物選擇原則，篩選出適合南方農(nóng)村地區(qū)的濕地植物種類，如花葉蘆荻、紙莎草、再力花、蘆葦、香蒲等植被。3人工濕地應(yīng)用實例本案例位于我國南方廣州從化市溫泉鎮(zhèn)新田村，該村在2010年建成人工濕地系統(tǒng)，實現(xiàn)生活污水通過人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行處理。該人工濕地系統(tǒng)面積為300m2，設(shè)計處理綜合污水量為100m3。3.1工藝流程圖1污水處理工藝流程由圖1可知，各戶生活污水由化糞池，經(jīng)接戶管至污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)，污水進(jìn)入處理系統(tǒng)后，先利用格柵去除水中較大的漂移物質(zhì)和雜物，再經(jīng)沉砂池去除污水中較重的砂粒和懸浮物，再進(jìn)入?yún)捬跛獬恋沓?，污水在厭氧水解作用下，水中的大分子有機(jī)物被分解為小分子有機(jī)物，同時比重相對較大的懸浮狀物質(zhì)，沉淀至池底；得到初級凈化的污水，進(jìn)入人工濕地，在人工濕地內(nèi)，經(jīng)過濾、吸附、植物汲取及生物降解等作用得以去除。污水得以凈化后，經(jīng)計量槽計量后流入農(nóng)田澆灌溝。3.2處理效果生活污水經(jīng)過人工濕地系統(tǒng)處理后，BOD5、CODcr、SS、氨氮、氮、磷的去除率分別達(dá)到85.0%、81.3%、90.0%、65.7%、55.0%、93.3%。出水水質(zhì)（表1），可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918---2002）一級標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)（BOD5：20mg/L，CODcr：60mg/L，SS：20mg/L，NH3-N：15mg/L，TN：20mg/L，TP：1mg/L）。表1廣州從化市溫泉鎮(zhèn)新田村人工濕地處理生活污水效果3.3工程效益分析通過運(yùn)用人工濕地對生活污水進(jìn)行處理能達(dá)到較好的效果，現(xiàn)對基建投資以及濕地系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行估算，分析比較人工濕地系統(tǒng)較其他處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益。從表2可以看出，本探討采納人工濕地系統(tǒng)的基建較為簡潔，詳細(xì)投資總額僅18.01萬元。農(nóng)村污水處理設(shè)施一般采納無動力處理方式，基本上無需專人管理，因此運(yùn)行中費(fèi)用可忽視。表2主要土建設(shè)備投資表從建設(shè)成本上分析，廣州從化市溫泉鎮(zhèn)新田村污水處理設(shè)施（厭氧+人工濕地）基建投資18.01萬元，每噸水建設(shè)成本為1800元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前國內(nèi)傳統(tǒng)污水處理廠噸水建設(shè)成本；從運(yùn)行成本上分析，因農(nóng)村污水處理設(shè)施一般采納無動力處理方式，基本上無需專人管理，因此運(yùn)行中費(fèi)用可忽視，經(jīng)濟(jì)效益顯著。4結(jié)束語通過探討本案例人工濕地系統(tǒng)處理生活污水的結(jié)果表明，對于BOD5、CODcr、SS、氨氮、氮、磷的去除，效果顯著。同時，一次投資費(fèi)用較小，運(yùn)行穩(wěn)定，無動力，維護(hù)管理便利。而且，人工濕地系統(tǒng)除具有凈化污水、綠化環(huán)境的作用外，還可為野生動植物供應(yīng)良好的棲息地，有利于愛護(hù)物種多樣性，構(gòu)建人與自然和諧發(fā)展的新農(nóng)村。人工濕地作為一種仍處于探討之中的污水處理技術(shù)，還存在著植物種類單一、淤塞、季節(jié)性限制及用地面積大等亟待解決的問題。但總的來看，人工濕地是一項投資少、能耗低且易于操作管理的水體修復(fù)技術(shù)，尤其適合農(nóng)村居住分散的狀況下運(yùn)用，特殊是南方部分山區(qū)，既能有效解決農(nóng)村地區(qū)生活污水引起的面源污染問題，還能改善農(nóng)村居民的生態(tài)觀念、美化環(huán)境，實現(xiàn)人和自然和諧共處。因此，人工濕地特別適合在我國南方農(nóng)村地區(qū)推廣。參考文獻(xiàn)：(1)楊俊，龔琴紅.人工濕地在我國農(nóng)村生活污水治理中的應(yīng)用(J).農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2007，24(2)：71-74.(2)王薇，余燕，王世和.人工濕地污水處理工藝設(shè)計(J).城市環(huán)境和城市生態(tài)，2001，14(1)：59-62.(3)湯顯強(qiáng)，李金中，李學(xué)菊等.人工濕地