人工湿地处理在农村污水处理中的运用

北京市基亚特环保科技有限公司 巩惠贤

随着绿色环保、节约能源的理念深入人心，人们越来越重视环境污染治理工作。对于农村来说，生活污水就是最大的环境污染源，所以相关部门需要采取科学手段提高农村污水处理质量，其中人工湿地处理技术的运用可以有效解决这一问题，净化农村污水，提高水源利用率，确保农业可以正常灌溉和生产。

一、农村污水和人工湿地处理技术的概述

一般来说，农村污水指的是洗衣服、洗菜、洗澡等生活用水以及厕所冲刷用水。与城市居民相比，我国大部分农村的经济条件较差，受到农民生活习惯和环保意识的制约，很多农村生活污水没有经过任何处理就随意排放，如此一来，不但会严重影响地下水和地表水质量，还会给农村居民的生活环境带来很大的影响。所以，做好农村污水处理工作迫在眉睫[1]。农村污水的成分比较简单，一般是由小部分有机物质和微生物营业物质组成，和工业废水不同，农村污水内一般没有有毒、有害物质，而且污染浓度较低，只是如果得不到及时处理，日积月累，就会严重影响农村的生态环境。

人工湿地处理技术，指的是借助植物根系的吸收能力和微生物作用，经过多层过滤来降解污染，净化污染水质，这种技术主要借助了生长中的植物、微生物所具备的物理和化学特性来进行污水处理工作。人工湿地处理系统，作为一种资金投入少、处理工作简单、能源消耗低以及维护简单方便的农业污染源控制系统，较为适合我国农村使用。人工湿地处理技术的应用，不但可以有效去除氮磷污染物，还可以为各种生物提供良好的生长环境，在我国农村具有非常广阔的发展前景。具体来说，农村污水经过湿地系统处理时，污染物会经过过滤、沉淀、吸附和分解等过程被净化，人工湿地中的植物具有很强的透水性，而且可以和周边微小生物以及原生动物等进行氧气传递，形成独有的微生物循环系统。该微生物循环系统具备污水净化能力。经过大量研究表明，如果农村污水在3到5小时内流过200h㎡的沼泽地，硝酸盐的含量就会降低63%，磷含量减少57%。人工湿地主要是经过植物吸收、微生物积累以及填料床等方式去除污染物，从根本上改善水资源质量。人工湿地处理技术主要是发挥了物理、化学和生物三个方面的特性，有效控制农村污水，治理污水、净化污水，从而降低环境污染。

二、农村污染和污水治理现状

（一）农村污染现状

目前农村污染最严重的是生活污水的排放问题，随着我国社会经济水平的不断提高，建设新农村的步伐越来越快，农村居民的生活质量得到了提高，但是，人们制造的生活污水问题更为明显。由于政府部门将治理环境工作的精力着重放在城市治理工作中，导致我国大部分农村的生活污水得不到及时处理，没有经过处理的污水进入河流、农田、地下和空地，给农村居民的生活和农业生产带来极大的阻碍。

（二）农村污染治理现状

目前，我国农村污染治理工作不太乐观[2]。新农村建设步伐太快，人们的环保意识跟不上生活进步的节奏，导致农村居民对于农村污染治理工作的重视程度不高。而且，新农村建设过程中可用资金较少，用于污染治理工作方面的资金更是有限，导致农村没有充足的经济条件支撑污染治理的费用。另外，政府部门不合理规划农村地区，也是导致农村污染治理工作落后的原因之一。总之一句话，农村污染治理工作落后的原因归咎于资金不够、环保意识不强、政府规划不合理以及农村管理落后等四个方面，这也是目前农村污染处理工作中需要重点优化的地方。

三、人工湿地处理技术应用过程中遇到的问题

人工湿地处理技术的应用可以有效处理农村生活污水，降低污水对居住环境的影响，但是在使用过程中，或多或少存在一些问题，进而影响人工湿地处理系统处理污水的效果，阻碍该项技术的稳定性发展。首先是人工湿地处理技术在使用过程中，由于部分设计参数不够清楚，尤其是针对湿地污水处理能力、净化能力等参数设置不够准确，就会影响到实际污水处理工作效率，导致人工湿地处理技术的适应性不强，尤其是农村污水，因此，相关技术人员有待提高设计参数。其次，人工湿地处理系统在处理营养物质过程中，经常会拦截部分营养物质，也就是说，人工湿地处理系统并不能完全将营养物质排出湿地系统，如果没有采取相关措施根据湿地内植物特性选择对应的控制手段，容易导致营养物质不断积累，进而使得湿地内的植物过于富余，植物日常营养成分过量导致植物死亡或者腐烂，影响人工湿地生态系统的平衡[3]。

四、人工湿地处理技术在农村污水处理中的运用

（一）复合垂直流人工湿地处理技术

复合垂直流人工湿地处理技术的应用，最先出现于我国海南，通过大量的实践活动证明，复合垂直流人工湿地技术可以有效净化农村污水，并为农村居民创造良好的经济效益。经过不断研究和实验，我国科学院相关研究人员发明了该项技术，促使该项技术具备超强的水质净化功能，可以将劣质的水资源处理成达标的水源并进行排放。复合垂直流人工湿地处理技术的工作原理是：将农村居民排放出来的污水集中到一起进行处理，如果遇到地形地貌比较复杂的农村地段，又或者是农村与农村之间相隔较远，相关人员可以根据实际情况进行分散处理。复合垂直流人工湿地处理技术具备超强的稳定性，夏天是有机物分解的最佳时期，该项技术的应用不但可以在夏季取得良好的处理效果，在寒冷的冬天也能更好地完成污染治理工作。人工湿地技术还有一个非常明显的优势就是投资成本和运送成本较低，复合垂直流人工湿地技术亦是如此。在应用该项技术上，单位投资成本非常低，甚至比污水处理厂的投入资金成本要低很多，并且复合垂直人工湿地处理技术的后期管理和维护工作比较简单，无须过多安排人员进行看守，聘请一个兼职人员管理即可。

（二）组合型人工湿地处理技术

组合型人工湿地处理技术指的是有效结合生物和物理技术处理人工湿地。该项技术的工作步骤如下：首先在进行农村污水排放过程中，将所有的污水排入格栅井中，通过格栅井灌入隔油池内，进行水油隔离，然后调节沉淀池，通过厌氧消化池、生物过滤池以及填料池将沉淀物排入人工湿地中，最后，将净化后的水资源排入沟壑中，用于农村居民生活用水以及农业浇灌用水[4]。从投资的角度分析，组合型人工湿地处理技术不用在农村居住区域内建设大量的排水管道，浪费资源，从根本上节约投入资金。对于组合型人工湿地的建设工作没有指定的要求，相关工作人员可以根据农村的实际情况选择统一建设还是分开建设，充分利用农村中闲置的田地，避免浪费农田资源，影响农业发展。组合型人工湿地建设过程中，可以选择在湿地区域种植一些观赏性的植物，如此一来，不但可以有效提高农村的绿化覆盖率，还可以为农村地区增加特色景观。当农村污水经过人工湿地时，水质变化已经取得了非常好的效果，说明该区域内的水质要求已经达标，农民可以将人工湿地的水源用作农田灌溉、景观用水，甚至可以直接排放入河流中或者渗透到地下水中，并不会对环境带来任何影响。总之，组合型人工湿地处理技术可以有效处理农村污水排放问题，净化空气，为农村居民提供高质量的生活环境。

（三）完善人工湿地处理系统

目前，虽然人工湿地处理技术在农村污水处理工作中取得了非常明显的效果，但在实际运用过程中还会存在很多严重的问题，例如污水净化能力差、处理时间较长，以及人工湿地处理系统应用比较复杂等，导致人工湿地处理技术难以大力推广。因此，为了有效改善农村污水排放问题，相关工作人员需要根据农村的实际环境条件，选择合适的基质，快速优化人工湿地污水处理能力，保持人工湿地处理系统的基质稳定[5]。在应用人工湿地处理系统过程中，不同的基质所产生的除磷脱氧效果不同。如果选择砂石和炉渣作为人工湿地处理系统基质的话，可以有效去除农村污水COD的47%和44%。而去除TP率，砂石是4%，炉渣是45%。同时，人工湿地处理系统中最关键的介质是植物，植物的应用从很大程度上提高了人工湿地系统的含氧量，相对来说，有植物的人工湿地污水处理效果会比会比无植物的湿地处理效果要好。众所周知，植物具备极强的传导性，当DO质量浓度在2.52mg/L时，除掉TKN的效率，就会瞬间提到40%，可想而知，植物在人工湿地处理系统中占据多么重要的地位。

（四）家庭人工湿地组合

目前，我国大部分农村的经济收入水平较低，导致农村污水处理系统并不完善，也就是说，农村污水得不到集中处理，进而影响污水处理效率，给周边环境带来极大的不利影响。受到农村很多客观因素的影响，可以加大宣传和推广家庭人工湿地有效组合系统的方法，及时处理农村污水，从根本上保障农村居住环境，避免水资源污染。利用家庭人工湿地组合系统，不但可以有效处理农村污水，还可以强化雨水，实现良好污水处理效果。在使用人工湿地处理系统的时候，相关工作人员可以合理使用沼气池，如此一来，不但可以有效净化周边环境，还能为农民提供充足的清洁能源，推动社会发展。

（五）其他处理技术结合使用

目前，我国在开发人工湿地处理系统过程中，通常会使用两种或者两种以上的技术手段，最大程度提高人工湿地处理系统处理污水的效率，有效减轻人工湿地污水处理负荷，减少水中的ss含量，避免人工湿地系统处理过程中出现堵塞情况，影响水质处理效果。

人工湿地处理系统中，最常见的配套是化粪池。但是化粪池对于ss的去除能力较差，所以在处理污水过程中，如果有机负荷较高，容易导致人工湿地系统出现堵塞情况，因此相关工作人员必须加大污水处理系统的研究力度[6]。大量实验证明，合理应用厌氧反应器对于农村污水处理可以起到非常明显的效果，而且可以最大程度降低污水中的tss值。合理应用人工湿地处理系统，可以将农村污水进行集中化处理，提高农村生活品质。在此过程中，可以将大颗粒的卵石做为基质，加大湿地的冲击负荷能力，有效解决农村污水排放量不集中的问题。

五、人工湿地处理系统在中国的应用发展前景

上文提到，人工湿地处理技术在处理农村污水过程中，可以有效去除有机污染物质并吸收磷氮等微量元素，避免生态环境受到污水污染，提高污水处理效果。因此，对于农村污水处理技术，人工湿地处理系统作用比较明显，投资成本和运行成本较低，从一定程度上能实现经济效益和环境效益的统一化。人工湿地污水处理技术满足水、生物和人类协调发展的基本需求，推动良性生态环境的构建工作，进而产生明显的经济效益和环境效益。通常情况下，人工湿地处理技术广泛用于农村污水处理中，有着非常广阔的发展前景。其次，人工湿地占地面积大，在应用过程中，容易受到植物和气候等外界因素的影响。因此，但使用人工湿地处理技术处理农村污水时，人们要尽可能节约土地，合理划分区域，并根据农村的实际发展情况，有效搭配湿地植物与湿地处理系统。与此同时，我国相关部门还需要不断加强与国际优秀区域的交流和沟通，不断研发湿地系统的处理效果，促进我国污水处理行业实现多元化发展。

近年来，随着科技水平的不断提高，人工湿地处理技术逐渐兴起，属于综合性的生态系统，其工作原理主要是借助生态系统的物质循环和共生特性，然后通过再生原理实现结构和功能的统一性和协调性，有效处理污染物，避免给环境造成污染，实现污水处理的最佳效益。

六、结束语

湿地是地球的“肺”，可以净化地球。因此，为了有效改善农村居住环境和农民的生活质量，我们要合理使用人工湿地处理技术，深入分析人工湿地处理技术存在的问题以及基本情况，并根据农村所在地的具体情况，将人工湿地处理技术应用在处理农村污水过程中，充分发挥人工湿地的功能性，为美丽乡村构建健康、绿色、环保的居住环境，提高农村村民的生活质量和生活水平，加速新农村建设的步伐。

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人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

人工湿地的植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。湿地植物在控制水质污染，降解有害物质上也起到了重要的作用。

湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。通过这一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。

湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物，甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒，然后进行同化作用，将有机颗粒作为营养物质吸收，从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。