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人工湿地处理技术在农村生活污水处理中的应用

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摘要目前我国农村水环境污染现状不容乐观,通过对近年来新兴的人工湿地污水处理技术进行总结归纳,分析此项治污技术将对农村生态环境的改善带来良好的社会效益和经济效益。

关键词人工湿地;农村生活污水;应用

中图分类号X703文献标识码A文章编号1007-5739(2010)23-0264-01

近年来,农村水污染严重,水环境状况越来越恶化,污染事故时有发生,不仅对粮食造成减产,而且直接威胁着广大农村地区农民的身体健康。由于大量生产和生活废弃物未经处理直接排入水体,加之公共卫生设施跟不上发展的需要,农村饮用水源大多受到污染,我国9.196亿乡村人口中大量人口饮用水不安全。农村水环境既是农村大地的脉管系统,对雨、洪、旱、涝起着调节作用,又是农业生产的生命之源。因此,保护好农村水环境是保障农业生产发展的基础。

1人工湿地简介

1.1人工湿地的概念及特点

人工湿地是近年来迅速发展的生物—生态治污技术,可处理多种工业废水,包括化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各类废水,后又推广应用为雨水处理[1-2]。这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。人工湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力。废水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,可以很快地被截留进而被微生物利用;废水中可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。随着处理过程的不断进行,湿地床中的微生物也繁殖生长,通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。

1.2人工湿地污水处理技术原理

人工湿地的工艺原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合组成填料床,污染水可以在床体的填料缝隙中曲折流动,或在床体表面流动。在不同材质、不同粒径配比的基质填料上种植特定的处理性能好、成活率高的净水植物,形成一个独特的动植物生态环境,对污染水进行处理,从而成为人工建造的、可控制的、工程化的湿地生态系统。当污水通过湿地系统时,其中的污染物质通过沉积、过滤、吸附和分解等作用得到净化。同时,人工湿地中的植物除了增加湿地基质的透水性,还能与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境,通过氧的传递,形成特殊的根际微生态环境,这一微生态环境具有很强的净化废水的能力。研究表明,城市污水在3~5h内流过200hm2以上的沼泽湿地后,硝酸盐即可减少63%,磷减少57%。人工湿地对磷的去除是通过植物的吸收、微生物的积累和填料床的物理化学等几方面的共同协调作用完成的。由于该系统出水质量好,适合于处理饮用水源,或结合景观设计,种植观赏植物改善风景区的水质状况。其造价及运行费远低于常规处理技术。英、美、日、韩等国都已建成一批规模不等的人工湿地。

2人工湿地技术在我国的应用和发展

人工湿地处理污水是我国近年来才兴起的一种新型生态处理法。作为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[3]。

2.1复合垂直流人工湿地技术

近年来,我国不断地对人工湿地处理技术加以深入研究和实践,中国科学院水生生物研究所的专利——复合垂直流人工湿地技术在海南推广使用,并取得良好的社会效益和经济效益,其突出优点是系统净化功能强,劣Ⅴ类的地表水经过处理后出水指标可达到Ⅱ~Ⅲ类标准,原生活污水经过处理可达《污水综合排放标准》GB/T8978-1996一级排放标准。这一技术不仅可对污水进行集中处理,而且可因地制宜进行分散处理,这一系统常年运行比较稳定,即使在冬季也有较好的净化效果[4]。工程建设运行费用较低也是人工湿地技术的重要特点。采用复合垂直流人工湿地技术的单位投资成本约1100元/t,大约为一般二级污水处理厂的1/3;运行成本低于0.1元/t,仅为一般二级污水处理厂的1/6。同时,这一系统日常运行管理维护只需1名兼职管理人员。

2.2组合式人工湿地处理生活污水技术

“物理—生物—人工湿地”组合的生活污水处理技术工艺流程为:污水→格栅井→隔油池→调节沉淀池→厌氧消化池→生物滤池→填料池→人工湿地→排灌沟渠。这项工艺不需建设居住区外的排水管道,投资省;“物理+生物+人工湿地”可以分建或合建,利用河塘边坡、绿化地,不占或少占田地;人工湿地可与小区绿化有机结合,栽种观赏植物,成为小区的一个景观,可谓一举多得。人工湿地净化出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放控制标准》的Ⅱ级标准,可直接排入环境