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  • 农村生活污水人工湿地处理技术研究

    :摘要:指出了随着我国新农村建设的不断推进,农村居民整体生活水平有了较为明显的提升,但是一些新的问题也随之出现,其中较为突出的问题便表现在生活污水的处理上,如何有效地治理农村生活污水已经成为当前迫切需要解决的问题。而人工湿地处理技术在农村生活污水处理中表现出较好的应用效 果,也 因此得到较好广泛的应用。主要围绕人工湿地处理技术,对其原理、技术类型以及实际应用策略等展开了 深层次的研究,提出了其在农村生活污水处理中的策略,以期能够更好的发挥出该项技术的效果。

    关键词:生活污水;人工湿地;应用策略

    引言

    自从开展和实施新农村建设以来,农村生活污水整体排放量呈现出较大幅度的增长,对水文环境、自然环境造成较为严重的影响。面对此情况,相关部门必须对此引起较高的重视,积极宣传和推广更加先进的水处理技术,提升对农村污水处理的整体质量。而结合农村所处的地理优势,积极应用人工湿地来进行污水处理,是

    一种较为方便、高效的处理方式,为此需要加强这方面的研究,更加科学的对其进行应用。 

    2 农村生活污水特点及人工湿地处理原理

    2. 1 农村生活污水特点

    对我国现阶段农村生活污水排放的实际情况进行分析,所排放生活污水主要表现出以下一些特点:

    第一,相较于城市污水排放量,农村整体排放量较少,且呈现出较强的时间性特点。据相关调查统计数据显示,我国当前大多数农村地区的日均污水排放量都在500m3 以 内,且污水排放多集中在三餐时段;

    第二,农村排放的污水基本都与居民的生活有着紧密的联系,其中包含的污染物种类较少,主要为一些有机物质和氮、磷营养物质,且在污水中所占浓度普遍较低,因此在对其处理时显得较为方便。 

    2.2 人工湿地处理原理

    人工湿地属于一种借助天然地理、地形构建的人工污水处理系统,其内部包含有较多的微生物、水生类植物、基质等,通过与污染物发生化学反应、物理反应以及生物作用,从而使污水资源得到净化。其中化学反应主要指的是各类化学物质之间发生的相互反应,使污染物中一些离子被成功分离出来;其中物理反应主要指的是过滤、沉积,湿地中的植物根叶和基质层都能够起到过滤水体中悬浮物的作用;其中生物作用主要指的是微生物对各种有机污染物的分解作用,使之能够被分解成各类较为简单的小分子化合物。通过对多种净化形式的综合应用,人工湿地在对农村污水的处理中表现出较好的效果。 

    3 人工湿地处理技术

    随着人们对人工湿地处理技术研究的逐渐深入,不仅在技术水平上得到较大的提升,而且在技术种类上也变得较为丰富,形成了表面流、垂直流、水平潜流等多种形式的人工湿地处理技术。 

    3.1 表面流湿地处理技术

    该项技术主要指的是通过在废水的表面形成一种漫流的效果,使缓慢流动的污水能够充分接触植物根部、基质土壤等,从而促进各类反应的发生,达到净化的效果。该种处理方式优势在于投入的运行成本较低,操作运行都较为简单方便,较容易被广大农村居民所接受。但是其存在缺陷也较为明显,其属于一种被动性的污水处理方式,对污水的整体处理能力较弱,且较容易造成大量污水滞留的情况,在炎热的夏季较容易产生较多的蚊虫,散发较为恶劣的气味。 

    3.2 垂直流人工湿地处理技术

    该项技术主要指的是生活污水以垂直状流入到湿地的土壤中,充分发挥土壤的过滤效果,然后再利用植物、微生物等作用实现对污水的净化处理。从实际应用来看,这种处理技术在去除氮、磷、氨等营养物质方面有着较好的效 果,且在施工建设时投入的成本也相对较低,相较于表面流方式在效果上有一定的提升。但是该方式在操作上却相对较为复杂,且受到气候因素和自然环境的较大影响,这也在很大程度上阻碍这项技术在我国农村大面积推广应用。 

    3.3 水平潜流人工湿地处理技术

    该项技术主要指的是在湿地中人为设置不同基质的填料床,并对各个填料床做防渗漏处理,让农村污水按照特定的顺序流经各个填料床,且避免污水渗透到周边的水源中,从而达到较好的净化处理效果。该处理技术对植物的运输作用表现出较大的依赖性,且对植物根系净化和微生物作用的应用较弱,使得整体净化效果较差,为了能够顺利解决这些不良问题,在对其进行构建的过程中,还需注意在人工湿地填料床的两侧科学设置水口砾石区和出水口砾石区,使中间基质区能够具有较好的处理效果。 

    4 人工湿地处理技术在农村污水处理中的应用策略

    为有效提升人工湿地处理技术在农村污水处理中的效果,关键还需要对各类人工湿地处理技术进行灵活应用,采取更加科学的应用策略。下面笔者结合自身的认识,提出几点人工湿地处理技术的应用策略。 

    4.1 以家庭为单位构建人工湿地

    从当前农村居民的实际生活情况来看,建造统一性的人工湿地,不仅需要较大的面积,而且还需要布设较多的管路工程,增大初期投资建设的费用。此外在净化处理效果上也很难达到想要的要求。基于此种情况,在实际生活中对人工湿地处理技术进行应用时,可以采用以家庭为单位的形 式,构建小型化的人工湿地系统,由于每个家庭单独用水量较少,在对污水的净化上反而能够起到更好的效果。当然在具体的推行和实施过程中,还需政府部门大力推广,并加大支持的力度,在 初 期 投入更多资金来帮助农村居民建设,这样才能够获取到广大农村居民 的 认 可,从而有效实现对农村污水的净化处理。

    据相关的调查数据显示,以家庭为单位构建构建人工湿地系统,对污水的处理效率能够得到较大程度的提升,如:对污水中的磷含量去除率能够达 到80%以 上,对污中的化学出氧量去除率能够达到95%以 上,且该项技术还能够与新能源技术进行联合,通过微生物作用中产生的沼气来为农村居民提供适量的清洁能源,对农村整体环境的改善有着非常好的效果。 

    4.2 科学控制人工湿地系统处理因素

    从现阶段我国农村污水处理人工湿地系统的实际应用情况来看,其中最大的问题便在于优化处理的效率较低,使得构建出来的人工湿地系统无法承受正常运转需求,甚至使得构建的人工湿地系统成为农村新的污染源。因此,在当前对人工湿地处理技术的应用中,关键还需提升人工湿地系统的处理效率,从其实际处理的原理来看,主要可以从两个方面来加强:

    其一,提升人工湿地的物理处理能力,在选用人工湿地基质时,综合成本费用、处理能力等因素来综合考虑,挑选出水污染处理能力较强的基质。例如:炉渣和砂砾都是两种较为常见的人工湿地系统基 质,且在成本费用上相差性不大,但是二者在对污水处理的效果上却存在差异性,炉渣对化学需氧量的去除率通常能够达到47%左 右,对污水中总磷的去除率能够达到45%左 右;而砂砾在对二者的去除率上却分别为44%和4%,由此可以看出选用炉渣作为人工湿地系统的处理基质效果更为明显;

    其二,提升人工湿地的微生物处理能力。微生物是人工湿地系统污水处理中的主体和核心部分,在物质的矿化、硝化、反硝化等过程中起到关键作用。但是这些微生物对所处的环境有着较高的要求,如:温 度、氧气浓度等,因此为了有效提升其实际的处理能力,还需注重对人工湿地处理系统的环境因素加以控制。 

    4.3 多种人工湿地处理技术并用

    在对农村污水处理的过程中,为能够有效达到处理的效果,使农村的污水能够真正的得到净化,可 以 对 现有人工湿地系统处理技术进行综合性应用。综合多种处理技术的优势,对各种人工湿地处理技术做出灵活搭配,将能够使最终的净化效率得到较大提升,使得人工湿地系统的处理效率超出农村污水的实际处理量。在这种方式下才能有效保证人工湿地系统的正常运转,避免因为污水处理不及时,造成系统瘫痪的现象。例如:化粪池是农村污水处理中常见的人工湿地系统,但是该系统存在的缺点十分明显,对固体悬浮物的处理能力偏弱。当污水中含有的固体悬浮物含量出现上升之后,将造成其污水处理能力减弱,且有较大的可能造成人工湿地系统出现堵塞的问题。针对此问题,在对该人工湿地系统进行构建的过程中,可以专门安设厌氧反应器装置,通过该装置来对系统中的可溶性固体物做出处理,提升其污水处理的效果。此外,为避免人工湿地系统受到较大的冲击负荷,也可以在系统中设置一些颗粒较大的卵石作为基质,这也对整个系统的正常运转有着较大的帮助,有效提升农村污水处理能力。 

    5 结语

    为了让我国农村得到更好的发展,逐渐走上可持续性发展的道路,在发展建设中就应当加强对生态环境的保护,尤其应当针对农村生活污水做出有效的处理。而人工湿地处理技术是一种有效处理农村水污染问题的高效技术,通过对其 科 学 的 应 用,对改善农村水资源环境有较大的帮助。但是在实际的应用中,为切实发挥出应有的效果,还需结合农村的实际环境,对各类人工湿地处理技术进行灵活的应用,建立完善的人工湿地处理系统,才能有效提升对农村污水的处理能力。

    主办单位

    山东省城镇供排水协会

    山东家电行业协会水处理设备专业委员会

    山东环境科学学会

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