人工湿地技术在处理农村生活污水中的应用
摘 要:本文概述了农村生活污水的特点和现有的农村污水处理技术,阐述了人工湿地系统的运行机理,结合农村污水的特点和人工湿地的运行机理,分析了人工湿地技术在处理农村污水中的应用。
关键词:农村生活污水;人工湿地技术;现状分析
1 概述
随着生活水平的提高,家庭的生活条件有了很大的提升,农村生活水平得到普遍改善,然而农村环境却在不断恶化。农村环境恶化的主要因素是生活污水[1],未经规范收集和处理,容易污染地下水,影响到农村居民的身体健康。究其原因,有如下三点:(1)大量使用的农药和化肥等,不经处理直接排放至河流湖泊等自然水体中;(2)农村群众环保意识较差,政府缺乏对环境的有效监督和管理;(3)经济基础较为落后,未对污水进行有效的收集,使很大一部分的污水排至附近水体。
人工湿地技术作为一种成本低、处理效果好、运行维护费用少的技术[2],在农村污水治理中具有很好的适用性。
2 农村生活污水的特点及处理技术
2.1 农村生活污水的特点
城乡一体化建设启动几年来,我国大部分农村对生活污水的处理设施还比较匮乏。根据污染源的排放情况,农村生活污水主要有以下特点[2]:(1)污水富含大量的氮磷有机物,重金属等有毒物质含量很低;(2)排放源头分散,属于面源污染,且污水量不稳定;(3)农村污水多沿沟渠和地面径流排入附近水体。
2.2 农村生活污水处理技术
针对农村生活污水的处理,主要有稳定塘、土壤渗滤、厌氧沼气池和人工湿地技等术[3]。人工湿地技术通过人为设计,具有比自然净化更高的效率,同时人工湿地一般就地取材,成本低,运行维护简单,对农村生活污水的处理比其它三种具有更强的适用性。
人工湿地污水处理技术以一定的废水处理为目的,在合适的地形和土壤条件下,模拟自然生态系统,建造有一个受人为控制的湿地系统,通过固氮吸磷的植物和土壤生物的作用,定期收割湿地植物,达到对生活污水的脱氮除磷处理。以下是人工湿地的运行机理[2,4]:
(1)悬浮物的去除:通过格栅拦截、重力沉降、絮凝沉淀的作用机理来完成。如设置格栅、沉砂池、沉淀池、厌氧沉淀塘等预处理设施,去除污水中的悬浮物。
(2)有机物的分解:微生物生长繁殖需要大量的有机物提供能量,通过微生物的吸附降解和代谢吸收过程,将污水中的有机物降解成植物可利用的无机营养元素。
(3)磷的去除:通过微生物的同化和超荷积累作用、植物的吸收转化作用、土壤的离子交换和化学沉积作用实现对污水中磷的去除。
(4)氮的去除:通过植物吸收转化、微生物的硝化和反硝化及土壤基质的吸附等作用,实现对生活污水的脱氮处理。氮是植物和微生物生长所需的营养元素,一部分氮被植物和微生物吸收同化,釆用定期收割的方法,对低氮污水具有良好的处理效果。
3 人工湿地在农村推广的可行性分析
由上所述,农村生活污水具有丰富的有机物、较高的氮磷含量,结合人工湿地技术,分析该技术在农村污水中应用的可行性。
3.1 组合人工湿地
按污水流动方式将人工湿地分为表面流、水平潜流式和垂直潜流人工湿地。其中表面流人工湿地经济建设费用小,但占地面积大、处理效率低;水平潜流人工湿地的保温效果好;垂直潜流人工湿地对氨氮的处理效率高、占地面积小,但对有机物的去除能力较水平潜流人工湿地差。
可以结合三种湿地系统的特点,组合建立多级人工湿地,达到很好的去除污水效果。
3.2 多工艺联用
联用其它工艺处理污水,可实现更好的污水处理效果。对生活污水进行湿地-生物接触工艺的处理,根据监测的数据,得出该工艺具有较为稳定的去除效果、方便的操作管理、良好的景观效果等特点,能够对污水中氮、磷进行有效的去除,出来的中水能达到相关污水排放的标准。釆用强化型粪池湿地技术,具有成本低、运行费用少、维护便捷的特点。
通过对湿地的经济效益分析,人工湿地由于就近取材、成本低、大大节省了工程投入开支,在农村显示了很强的可行性。
4 结语
农村作為我国最多的人口聚集区,农村的环境质量很大程度上体现了社会经济发展的水平,推行环境保护政策、提倡绿色生态发展有着很强的必要性。通过人工湿地在乡村的可行性分析,能够看出人工湿地技术在治理水污染的方面,具有良好的环境经济效益。为保障居民的生活质量,防止农村面源污染扩散至下游形成水体富营养化,我们有必要将人工湿地技术在农村全面推广。
参考文献:
[1]徐敬亮.人工湿地技术在处理农村生活污水中的应用研究[D].南昌大学,2014.
[2]路宏伟.人工湿地技术在处理农村生活污水中的应用[J].安徽农业科学,2011,39(35):21954-21955+21981.
[3]程利江.人工湿地处理农村生活污水的关键技术研究[D],浙江海洋学院,2014.
[4]王雨轩,魏巍,李萍萍,赵云,付为国.人工湿地微生物的研究进展[J/OL]. 生物技术通报,2017,(09):1-5.
作者简介:王敏(1977-),女,汉族,本科,工程师,从事环境影响评价及环境规划的研究。