人工湿地在关中农村生活污水治理中的应用研究

文_魏敬铤 陈亮 宋志博 内蒙古环科园环境科技有限责任公司

1 关中农村生活污水的污染现状分析

对于农村生活污水来说，其主要由2个部分组成，即黑水与灰水，其生活污水的水质特征如表1所示。其中，黑水主要为厕所排放的大小便污水；灰水主要指农村居民洗衣、做饭、洗澡等过程中排放的污水。当前关中地区政府展开了改厕工程，农村居住环境得到了进一步优化。该地区大部分农村已经抛弃旱厕，应用了以三格化粪池、双翁漏斗式为主的厕所，厕所收集到的粪尿经过无害化发酵处理，形成了农家肥，将其使用于农业生产中，因此，排放的生活污水不再包含黑水，主要为灰水。而对于这些灰水，会经过管线统一排放至相应街道的排水渠中。但是，由于关中农村的管网不够完善，且未设置有效的、统一的处理装置，导致灰水被大量排放于田地、灌溉渠等区域，造成了环境的污染。

表1 关中农村生活污水的水质特征 （mg/L）

总体上来说，关中农村生活污水的污染程度相对较轻，主要成分为有机物，且不包含重金属，所以能够实施生化处理，并应用于杂用水与农业生产。

2 人工湿地在农村生活污水治理中的优势

2.1 治理后的水质质量较好

在人工湿地的治理条件下，农村生活污水的水质能够提升至相关排放标准中的一级标准，达到了农田灌溉水质的实际要求，可以用于景观用水、农田灌溉以及杂用水。

2.2 操作与维护过程更为简单

相比较而言，人工湿地污水治理的操作更加简单，且在实际的运行与维护中，相关人员只需对预处理装置、管路处的沉积物、枯萎植物、杂物等展开清理即可。

2.3 建设与运行成本较低

通常情况下，人工湿地的建设与运行成本为一般二级污水厂的1/10到1/2。其中，潜流人工湿地的建设成本更低(200～600元/m2)、运行成本在0.1～0.5元/m3。这一数字远小于其他污水治理技术的成本。

2.4 可以进一步优化环境

在进行人工湿地的建设中，通常会引入多种具备生态景观功能的湿地植物，营造了村庄景观，实现了农村环境的进一步优化。

3 人工湿地在农村生活污水治理中的分类

3.1 表面流湿地

表面流湿地普遍为长方形，在使用过程中，生活污水会从人工湿地的表面处流过。相比于其他类型的人工湿地来说，其结构更为简单，成本却相对较低。但是，由于生活污水主要在人工湿地的表面处流过，所以卫生性相对较差，极易滋生蚊虫，对周边的环境产生不良影响。

3.2 潜流湿地

潜流湿地能够充分发挥出填料、湿地植物根系等的作用,完成生活污水治理，出水的水质相对较高。由于生活污水在细砂层或是土层以下流过，所以卫生性相对较好，是当前最常使用的一种人工湿地类型。同时，潜流湿地的脱氮效果更好。但是，由于流程更长，且难以实现均匀性的布水，所以潜流湿地占地面积相对较大。

3.3 垂直流湿地

在垂直流湿地的实际使用过程中，生活污水会顺着垂直方向流动。相比于其他类型的人工湿地来说，其供养能力、硝化作用相对较好，且占地面积更小，所以适用于水力负荷较大的长期污水处理中。但是，其建设的技术要求相对较高。现阶段，由于其提供了更优的硝化与反硝化发生的系统环境，且能够实现均匀性布水，优化了系统供氧状况，所以受到了更多的关注。

4 人工湿地在农村生活污水治理中的具体应用探究

4.1 人工湿地类型的选择

对于治理生活污水的人工湿地来说，能够划分为3种类型。笔者在进行关中农村生活污水治理中，结合当地的实际情况，对3种人工湿地类型进行了分析与比较，主要分析了成本、湿地占地面积、对周边环境的影响、实际效果等因素。结果显示使用潜流湿地有着更高的经济实用性，其占地面积相对较小、卫生条件与治理效果更好、缓冲符合较大、且更为容易管理维护。在实际的规划与设计中，可以将人工湿地设计成单格形式，也可以划分成多格。其中，若是设计为单格形式，则由于池体相对较长，所以可以在其中增设隔墙，引导水流在其中完成波浪形的流动，避免短流的发生，提升生活污水治理效果；若是划分成了多格（三格），要将不同格的容积比设定为4：3：3，其呈现出倒“S”型的进出水格。

4.2 填料的选择

在人工湿地的建设中，特别是在潜流湿地的建设中，填料的选择极为重要，其主要为湿地植物提供了载体以及营养物质。在进行填料的选择过程中，相关人员要重点对其比表面积、理化特性、后期维护、堵塞发生的可能性等因素进行考量。在关中人工湿地的建设中，结合了当地的实际情况与现实需求，选择了浮土、碎石、炉渣、砂等填料完成了潜流湿地的建设，并在进出水端设置了粒径为30mm的碎石。此时，污水水流会经过穿孔花墙流进池内，降低了堵塞问题的发生概率。

4.3 工艺的选择

在关中地区，由于政府展开了改厕工程，所以农村生活污水中主要包含着洗衣、做饭、洗澡等灰水，以及雨水。此时，生活污水中包含着大量的有机物，并含有少量的固体残渣。关中农村生活污水治理的工艺设置如下：①生活污水首先经过不同粗细的格棚，完成树枝、菜叶等固体残渣的拦截，为后续处理的系统提供保障；②由于生活污水中包含着雨水，所以要设置雨水溢流井，降低雨水对整个处理系统的冲击；③经过处理后的污水以及缓冲后的雨水会经过调节池与水解酸化池，完成其中包含着的蛋白质、脂肪等的初步分解；④经过人工湿地处理，流出的水进入清水池，并进一步展开回用或外排。

4.4 植物的选择

在进行关中人工湿地建设中，笔者选择了黑麦早、香蒲、芦苇、美人蕉等植物，并进行了隔行种植的方式，保障污水治理效果的同时实现景观丰富性的提升。为了保障种植效率，将湿地植物栽植安排在了春季，并依照10株/m3的密度完成栽植。

4.5 日常管理

为了确保人工湿地在关中农村生活污水治理中的效果，必须要展开日常管理的工作。第一，要对杂物进行清除与打捞。第二，要对泥沙进行清捞。第三，要铲除杂草，并对植物进行收割。

5 结语

综上所述，结合关中地区的农村污水情况及处理现状能够了解到，人工湿地有着更好的应用优势，可以在该地区广泛应用。在建设人工湿地的过程中，需要结合不同种类人工湿地特性以及实际需求，确定人工湿地类型、填料、工艺和植物，保证人工湿地的污水处理效果。同时，要落实日常管理，以此促进人工湿地治理农村生活污水的效果提升。