摘要：結合農村生活污水的特點，介紹了人工濕地污水處理技術的凈化機理，并以工程應用為實例，總結出人工濕地技術不僅具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資少、運行費用低等優點，而且非常適合南方中、小型村莊生活污水的集中處理。通過實例分析，表明人工濕地技術對農村生態環境的改善帶來了良好的社會效益和經濟效益。

　　關鍵詞：農村生活污水,人工濕地,去除機理,中文核心期刊網

　　近年來，農村水污染、水環境惡化狀況越來越嚴重，污染事故時有發生，不僅對糧食造成減產，而且直接威脅著廣大農村地區農民的身體健康。由于大量生產和生活的廢棄物未經處理直接排入水體，公共衛生設施跟不上發展的需要，從而導致農村飲用水源大多受到污染。農村水環境既是農村大地的脈管系統，對雨、洪、旱、澇起著調節作用，又是農業生產的生命之源。因此，保護好農村水環境是保障農業生產發展的基礎。

　　1南方地區農村生活污水現狀及特點

　　1.1農村排水現狀

　　農村各村社居住分布范圍廣且分散，室內衛生設施較為齊全，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，最終排至魚塘或者灌溉渠。

　　1.2農村生活污水基本特點

　　農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，因其含有大量的營養鹽及細菌、病毒，容易造成地表水及地下水的污染。隨著農村生活水平的不斷提高，新農村建設的推進，農村生活污水的排放量逐漸增加。若村中污水不經處理直接排放，農村水污染將越來越嚴重。

　　2人工濕地污水處理技術

　　2.1人工濕地處理生活污水的機理

　　人工濕地對污水的處理綜合了物理、化學和生物三種作用。人工濕地運行穩定后，填料表面和植物根系中生長了大量的微生物形成物膜，污水流經時，SS被填料及根系阻檔截留，有機質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，使其周圍的微環境中依次呈現出好氧、缺氧和厭氧狀態，保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作用將營養成分直接吸收，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。最后通過濕地基質的定期更換或收割使污染物最終從系統中去除。人工濕地去除污染物的范圍廣泛，包括N、P、SS、有機物、微量元素、病原體等。

　　2.1.1有機物去除

　　人工濕地顯著特點之一是對有機物有較強的處理能力。不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾可以很快從廢水中截留下來，被微小生物加以利用;可溶性有機物則可通過生物膜的吸附及微生物的代謝過程被去除。研究表明：在進水濃度較低情況下，人工濕地對BOD5的去除率可達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在進水5m的距離內可迅速地被去除;約90%的SS在進水10m以內得以去除。

　　2.1.2濕地脫氮

　　人工濕地處理系統對氮的去除作用包括基質的吸附、過濾、沉淀以及氨的揮發、植物的吸收和微生物硝化和反硝化作用。一部分NH4-N可轉化成NH3后，以氣態的形式揮發到大氣中。微生物的硝化、反硝化作用對氮的去除起重要作用。根據根區法理論，人工濕地植物中根毛的輸氧，根區附近濕地土壤中連續出現好氧、缺氧、厭氧狀態，硝化反應和反硝化反應可以同時完成。另外，對硝化反應有抑制作用的是NH3-N、重金屬、氰化物及有機物，人工濕地對這些物質也有一定的去除作用。

　　2.1.3濕地除磷

　　人工濕地對磷的去除作用包括基質的吸附和過濾、植物吸收、微生物去除及物理化學作用。基質的吸附和過濾對無機磷的去除作用，因填料不同而存在差異，若基質中含有較多的鐵、鋁氧化物，有利于生成溶解度很低的磷酸鐵或磷酸鋁，使基質固磷能力大大增加;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的核心部分，其選擇直接影響污水的處理效果，濕地植物選擇應遵循以下原則：(1)均為多年生植物，在南方地區均為全年常綠，無需反復種植，收割管理容易;(2)均具有良好的環境適應能力和耐污能力，生長迅速，容易成活;(3)根系均較為發達，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，能夠互相有機搭配。結合人工濕地植物選擇原則，篩選出適合南方農村地區的濕地植物種類，如花葉蘆荻、紙莎草、再力花、蘆葦、香蒲等植被。

　　3人工濕地應用實例

　　本案例位于我國南方廣州從化市溫泉鎮新田村，該村在2010年建成人工濕地系統，實現生活污水通過人工濕地系統進行處理。該人工濕地系統面積為300m2，設計處理綜合污水量為100m3。

　　3.1工藝流程

　　由圖1可知，各戶生活污水由化糞池，經接戶管至污水收集管網系統，污水進入處理系統后，先利用格柵去除水中較大的漂浮物質和雜物，再經沉砂池去除污水中較重的砂粒和懸浮物，再進入厭氧水解沉淀池，污水在厭氧水解作用下，水中的大分子有機物被分解為小分子有機物，同時比重相對較大的懸浮狀物質，沉淀至池底;得到初級凈化的污水，進入人工濕地，在人工濕地內，經過濾、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除。污水得以凈化后，經計量槽計量后流入農田灌溉溝。

　　3.2處理效果

　　生活污水經過人工濕地系統處理后，BOD5、CODcr、SS、氨氮、氮、磷的去除率分別達到85.0%、81.3%、90.0%、65.7%、55.0%、93.3%。出水水質(表1)，可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918---2002)一級標準的B標準(BOD5：20 mg/L，CODcr：60 mg/L，SS：20 mg/L，NH3-N：15 mg/L，TN：20 mg/L，TP：1 mg/L)。

　　3.3工程效益分析

　　通過運用人工濕地對生活污水進行處理能達到較好的效果，現對基建投資以及濕地系統運行費用進行估算，分析比較人工濕地系統較其他處理技術的經濟效益。從表2可以看出，本研究采用人工濕地系統的基建較為簡單，具體投資總額僅18.01萬元。農村污水處理設施一般采用無動力處理方式，基本上無需專人管理，因此運行中費用可忽略。

　　從建設成本上分析，廣州從化市溫泉鎮新田村污水處理設施(厭氧+人工濕地)基建投資18.01萬元，每噸水建設成本為1800元，遠遠低于目前國內傳統污水處理廠噸水建設成本;從運行成本上分析，因農村污水處理設施一般采用無動力處理方式，基本上無需專人管理，因此運行中費用可忽略，經濟效益顯著。

　　4 結束語

　　通過研究本案例人工濕地系統處理生活污水的結果表明，對于BOD5、CODcr、SS、氨氮、氮、磷的去除，效果顯著。同時，一次投資費用較小，運行穩定，無動力，維護管理方便。而且，人工濕地系統除具有凈化污水、綠化環境的作用外，還可為野生動植物提供良好的棲息地，有利于保護物種多樣性，構建人與自然和諧發展的新農村。

　　人工濕地作為一種仍處于研究之中的污水處理技術，還存在著植物種類單一、淤塞、季節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技術，尤其適合農村居住分散的情況下使用，特別是南方部分山區，既能有效解決農村地區生活污水引起的面源污染問題，還能改善農村居民的生態觀念、美化環境，實現人和自然和諧共處。因此，人工濕地非常適合在我國南方農村地區推廣。

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