全方位改善污水處理質(zhì)量，減小生活污水排放對農村生態(tài)環(huán)境及農產(chǎn)品造成的污染影響，是目前我國農村建設進(jìn)程中的主要問(wèn)題之一。而人工濕地技術(shù)具有污水處理成本低廉、N/P去除效果顯著(zhù)、維護管理簡(jiǎn)單等技術(shù)優(yōu)勢，被視作解決農村生活污水處理問(wèn)題的主要途徑。
1、農村生活污水和人工濕地概述
1.1 農村生活污水特點(diǎn)
與城市生活污水集中排放相比，農村在污水排放方面存在較大差異，而這也是應用人工濕地處理技術(shù)時(shí)需要注意的事項。與城市相比，我國絕大多數農村區域的人口密度較低，生活污水排放量較小。同時(shí)，農村生活污水排放存在明顯的時(shí)間特征，絕大多數生活污水在早、中、晚三個(gè)時(shí)間段排放，污染物種類(lèi)單一。目前來(lái)看，農村生活污水主要含有有機物、磷等營(yíng)養物質(zhì)，重金屬等污染物含量較低，污水處理技術(shù)應用要求較為寬泛。
1.2 人工濕地處理技術(shù)的原理
人工濕地處理技術(shù)主要采用過(guò)濾、吸附、微生物分解等方式對污水進(jìn)行處理，從而分離和去除污染物，凈化水體。具體來(lái)講，將排放的生活污水引入人工濕地，生活污水將持續下沉，滲透至人工濕地底部。滲透期間，生活污水經(jīng)過(guò)沉淀池、格柵等設施，其中分布的生物群落將對污水中的各類(lèi)懸浮物進(jìn)行過(guò)濾與降解。污水中的有機物得到吸收和轉化，生物分解處理可以有效去除污水中的有機物，將大分子有機化合物分解為小分子化合物。生活污水中的氨氮具有揮發(fā)性，在處理過(guò)程中將自我去除。農村生活污水處理后，人們可以將其作為中水循環(huán)使用，或是將其排放至周邊河流中。
2、常見(jiàn)的人工濕地處理技術(shù)
現階段，根據布水方式，人工濕地可以劃分為表面流、垂直流以及水平潛流三種，不同類(lèi)型系統的污水處理流程存在明顯差異。
2.1 表面流人工濕地
表面流人工濕地的原理是在處理農村生活污水時(shí)，污水在濕地表面的介質(zhì)層保持流動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)表層介質(zhì)、水生類(lèi)植物根莖、生物膜共同起到的生物降解與吸附轉化作用，完成污水凈化處理，如圖1所示。其間將農村生活污水引入人工濕地，污水在介質(zhì)層產(chǎn)生浸流現象，緩慢向人工濕地底部滲透。在滲透過(guò)程中，污水與基層土質(zhì)、水生類(lèi)植物、生物膜等產(chǎn)生接觸與各類(lèi)作用，最終實(shí)現污水凈化目的。與其他處理技術(shù)相比，表面流人工濕地處理技術(shù)操作簡(jiǎn)單，處理成本較低，前期投入小。但是，這種農村生活污水處理方式較為被動(dòng)，在處理大量污水時(shí)有可能出現污水滯留、散發(fā)惡臭氣體的問(wèn)題，主要適用于污水排放總量較小、排放時(shí)間較為規律的農村污水處理工程中。
2.2 垂直流人工濕地
垂直流人工濕地的原理是農村生活污水通過(guò)濕地表面，以垂直狀態(tài)流經(jīng)濕地介質(zhì)床，處理后的污水從人工濕地底部排出；污水可以排至濕地底部，持續流向濕地介質(zhì)表層，并在流動(dòng)過(guò)程中被不斷凈化。污水在人工濕地中保持一定的流動(dòng)速度，基于水生類(lèi)植物根莖攔截、微生物降解、土壤過(guò)濾等多種作用，最終將污染物去除。垂直流人工濕地有很高的應用價(jià)值，其處理效率高，污水中氨氮等營(yíng)養物質(zhì)去除效果顯著(zhù)，總體使用成本低。但是，從這項技術(shù)的實(shí)際應用情況來(lái)看，生活污水處理效果與速度會(huì )受到氣候條件、環(huán)境因素的影響，存在不確定性。當前，這項技術(shù)僅在我國部分農村區域得到推廣和普及。
2.3 水平潛流人工濕地
水平潛流人工濕地的原理是將農村生活污水由濕地一端引入，在污水流經(jīng)濕地介質(zhì)層時(shí)，基于介質(zhì)攔截、生物膜降解等多種處理方式，完成污水凈化處理。人們提前在人工濕地中布置若干基質(zhì)填料床，對床體進(jìn)行防滲處理。在后續人工濕地運行過(guò)程中，污水將會(huì )依次流經(jīng)各處基質(zhì)填料床，這樣即可依次去除污水中的各類(lèi)污染物，同時(shí)預防生活污水滲透、污染周邊水源等問(wèn)題。但是，在技術(shù)應用過(guò)程中，污水處理效果會(huì )受到植物運輸作用的影響，若植物運輸與根系攔截效果不佳，則會(huì )導致生活污水處理效果變差。因此，在選用水平潛流人工濕地時(shí)，人們要根據現場(chǎng)實(shí)際情況，合理設置入水口及出水口的礫石區，以改善人工濕地系統中間基質(zhì)區的污水凈化效果，盡量減小植物根系攔截與運輸作用對污水處理的負面影響。
3、人工濕地處理技術(shù)在農村污水處理中的應用
3.1 以家庭為單位構建人工濕地
在早期人工濕地處理技術(shù)的應用推廣過(guò)程中，人們往往選擇在農村建設集中式人工濕地，從而進(jìn)行統一管理。但是，農村人口分布不集中，人們需要修建配套生活污水管網(wǎng)工程，將污水引入人工濕地，導致前期投入較高。同時(shí)，實(shí)際生活污水處理效果與預期往往存在一定出入，這不利于人工濕地處理技術(shù)的推廣。因此，一般應選擇以家庭為單位，在農村建設若干小型人工濕地，將人工濕地的前期建設和運行成本控制在合理范圍內。農村生活污水具有污染物濃度低的特征，隨著(zhù)污水處理量的減小，污水凈化效果變得更好。調查結果顯示，小型人工濕地可以有效去除農村生活污水的化學(xué)需氧量和磷元素。但是，農村居民需要承擔部分前期投入成本，部分居民出于成本考慮，不愿意建設家庭式人工濕地。因此，地方政府可向農村居民提供一定的資金扶持，但需要對專(zhuān)項資金流向進(jìn)行跟蹤管理，禁止資金挪用。
3.2 科學(xué)控制影響人工濕地處理效果的各種因素
人工濕地運行期間存在諸多不確定因素，在部分情況下，生活污水處理效率可能偏低，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際污水處理需求和系統正常運轉要求，同時(shí)它可能轉變?yōu)樾碌奈廴驹�。例如，表面流人工濕地處理大量污水時(shí)，有可能出現污水滯留、散發(fā)惡臭氣體等問(wèn)題。因此，人們要做好濕地基質(zhì)選材工作，綜合分析處理成本、污水處理效率等指標，配置具有良好綜合處理性能的基質(zhì)。以砂礫、爐灰為例，在使用砂礫作為基質(zhì)時(shí)，生活污水總磷去除率為4%左右，而在使用爐灰作為基質(zhì)時(shí)，生活污水總磷去除率可以提高至45%左右。系統設計環(huán)節，人們應根據微生物生長(cháng)需要的環(huán)境來(lái)營(yíng)造濕地溫度、氧氣濃度等指標，以便有效發(fā)揮微生物處理的作用。
3.3 多種人工濕地處理技術(shù)并用
人工濕地處理技術(shù)主要有三種，它們都具有明顯的優(yōu)缺勢。若采用單一技術(shù)，則往往存在應用局限與技術(shù)屏障。因此，技術(shù)選擇環(huán)節，管理人員要根據實(shí)際情況，對多項處理技術(shù)進(jìn)行并用，以突破技術(shù)屏障。例如，人工濕地可以配置厭氧反應器，對農村生活污水中的可溶性固體物進(jìn)行過(guò)濾處理。
4、結語(yǔ)
當前，農村水環(huán)境污染問(wèn)題亟待解決。人工濕地處理技術(shù)在污水處理方面有很顯著(zhù)的應用價(jià)值，是改善農村生態(tài)環(huán)境、實(shí)現水資源循環(huán)利用的重要技術(shù)手段，發(fā)揮著(zhù)不容忽視的作用。但是，這項技術(shù)仍存在不足之處，人們需要結合農村實(shí)際情況來(lái)合理制定技術(shù)方案，落實(shí)上述技術(shù)應用措施，深入挖掘人工濕地處理技術(shù)的潛在應用價(jià)值。（來(lái)源：臨沂市生態(tài)環(huán)境局蘭陵縣分局）
