试论人工湿地技术在农村生活污水综合治理中的应用

王茂春

摘要：农村生活污水的综合治理，是全面提高农村人居环境质量的主要举措，也是幸福美丽新村建设的前提。因此，文章以攀枝花市农村生活污水综合治理为例，阐述了农村生活污水综合治理的现状，并对人工湿地技术的应用进行了进一步探究。

关键词：人工湿地技术;农村;攀枝花市;生活污水

前言

2018年，攀枝花市召开了农村生活污水治理工作动员部署会议，明确了从当年到2022年农村生活污水治理的“五年计划”，并强调采取先环境敏感区、污染严重区后一般区域的治理程序，为梯度推进农村污水处理全覆盖提供了依据。在区域农村污水处理全覆盖的进程中，人工湿地技术在农村生活污水综合治理中的优势日益彰显。因此，探究人工湿地技术的应用就具有非常重要的意义。

一、攀枝花市农村生活污水综合治理的现状

治理农村生活污水，攀枝花市并不欠缺经验。早在2018年，攀枝花市仁和区被纳入四川省首批农村生活污水治理“千村示范工程”试点县，因地制宜进行农村生活污水。同时攀枝花市仁和区以平地镇迤沙拉村为中心，通过人工湿地建设、排污管道架设、垃圾清运设施设备添置、宣传强化等诸多措施，持续推进项目试点，初步实现了农村生活污水经污水管网收集、厌氧处理，结合密植芦苇的人工湿地处理，获得了可以直接排放的清澈水源。

二、人工湿地技术在攀枝花市农村生活污水综合治理中的应用

1、组成

在农村生活污水综合治理时，人工湿地主要包括填料层、微生物层、水生植物层、脊椎和无脊椎动物层、水体等部分。其中以填料层、微生物层、水生植物层发挥的污水处理效果最为显著。填料层不仅可为微生物、植物生存繁衍提供载体（物理支撑或附着点），且可以对流经湿地的污染物进行吸附、沉淀、过滤处理[1]。常见的填料层组成物多为沸石、卵石、砂、砾石等建造价格不高、可就地取材的物质;微生物层是降解农村生活污水中有机物的关键，一般包括兼性厌氧菌、好氧菌、厌氧菌几种类型。在有氧气存在的情况下，好氧菌可以通过呼吸作用进行生活污水中有机物分解，获得二氧化碳、水。而在无氧气存在的情况下，厌氧菌可以将结构繁杂的高分子有机物分解为较为简单的低分子有机物或水、甲烷，兼性厌氧菌则可以去除污水中氨氮，达到污水净化目的;在人工湿地中，水生植物是主要组成，包括挺水植物、沉水植物、浮水植物三种类别，攀枝花市农村生活污水综合治理时人工湿地水生植物为挺水植物，即芦苇。芦苇不仅负责为微生物提供完备的附着场所，而且负责通过根系吸附、去除污水中毒害物质以及其他污染物，并在根部释放氧气、糖类小分子物质为微生物提供养分。

2、设计

在初始设计阶段，需要利用污染负荷进行人工湿地面积A的计算。计算公式如下：

①

式子①中Q为污水流量（m3/d），C0、Ce分别为进水污染物浓度（g/m3）、出水污染物浓度（g/m3），N为污染物表面负荷（g·m-2·d-）。一般人工湿地污染负荷主要包括总磷、总氮、氨氮、化学需氧量，其表面负荷需要分别小于0.3-0.5g·m-2·d-、2.5-8.0g·m-2·d-、2.0-5.0g·m-2·d-、16.0g·m-2·d-。

为了保证基质作用的充分发挥，在填料层基质类别选择阶段，需综合考虑农村生活污水的水质、经济效益等因素，依据高孔隙率、大比表面积、少毒害物质、强吸附、良透水、稳定化学性、小松散容积、轻质量、长使用周期等原则，进行多级配、多基质的搭配，保证不同类型污染物质的有效去除，提升运行周期。对于用于农村生活污水处理的人工湿地而言，由一种或多种组成的填料就是基质，包括人造材料、天然材料、工业副产品几种类型。其中人造材料主要包括木炭、轻质聚合体等;天然材料主要包括石灰石、碎石、土壤、沸石、白云石等;工业副产品主要包括粉煤灰、矿渣、炉渣、钢渣、废砖块等。根据生活污水内污染物组成及外在表现差异，可以进行沸石——石灰石、花岗岩——黏性土壤、煤渣——草炭等多种基质的组合。一般要选择有机质含量较为丰富的基质，便于吸收以氮磷素为代表的各种污染物，比如红泥、陶瓷滤料、炉渣等[2]。同时为了便于就地获取材料，可以瓜子片（5.0～10.0mm）、粗砂（2.0～5.0mm）、中砂（0.5～0.25mm）、大碎石（40.0～100.0mm）、小碎石（10.0～20.0mm）、中碎石（20.0～40.0mm）为主要原料，进行多介质填料层的设计。从第一层到第十二层分别为大碎石、中碎石、小碎石、瓜子片、瓜子片+粗砂、粗砂、中砂、粗砂、瓜子片+粗砂、瓜子片、小碎石、中碎石，各层厚度均为10.0cm。

3、建设实施

根据攀枝花市农村生活污水水质特征，可以在设计处理效果明确的前提下，依据技术可靠、维护方便、管理灵活、投资节约的原则，进行实施流程实施。具体流程为：废水→格栅井→厌氧池→人工湿地→排放[3]。生活污水可经过农村内污水收集管网收集，集中输送到污水处理站点。在污水处理站点，首先经格栅，将较大的悬浮物过滤，进而经厌氧池处理后进入人工湿地，最终将出水排出到周边渠道内。具体实施时考虑到生活污水需要在厌氧池内停留一个星期，为了便于进出水均匀，需要利用布水沟配合多个边长为100.0mm的方形孔向人工湿地单元布水，方孔之间的距离为150.0mm，底边为池底，进水管方孔高度超出人工湿地床0.8m左右。而出水时则可以利用同样大小的方形孔，控制孔间距离在100.0mm左右，汇集人工湿地污水并排出到后续处理构筑物，出水管方孔高度需要超出人工湿地床0.65m。

总结

综上所述，人工湿地污水处理系统特指由人为在明确的废水处理目标指导下，选择恰当的土壤、地形，综合利用沙、卵石、土壤等材料，制作填料床。进而在填料床中栽培磷氮吸收能力强、四季生长、成活率高且美观的植物。其能最大程度模拟自然生态系统生物学、物理学、化学的协同作用过程，实现农村生活污水净化。在现有经验基础上，攀枝花市可以继续探索适用于人工湿地的植物，为农村生活污水综合治理效益的提升提供依据。

参考文献

[1]梁洁， 邹渝， 王怡. 人工湿地技术在成都市农村分散式生活污水处理中的应用[J]. 科技创新导报， 2019（01）：138-140.

[2]郭潤生. 人工湿地在农村生活污水处理中的研究与应用[J]. 环境与发展， 2019（02）：54-55.