人工濕地農(nóng)村污水處理的生態(tài)效應(yīng)研究

賈建青

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，不論是農(nóng)村還是城市用水的量都急劇增多，因此產(chǎn)生的污水也變得越來(lái)越多。沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的農(nóng)村污水直接排放的話，會(huì)造成河流和水源的污染，水資源就會(huì)得到破壞，進(jìn)一步威脅人們的身體健康。因此，農(nóng)村的污水處理在水資源治理中是極為重要的，也是農(nóng)村環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重點(diǎn)方面。本文從人工濕地系統(tǒng)進(jìn)化的原理出發(fā)，分析了人工濕地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，經(jīng)過(guò)多種方案的比對(duì)，提出最好的農(nóng)村污水處理障方法。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村污水；人工濕地；循環(huán)系統(tǒng)；生態(tài)效益

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）04-0009-02

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)村的用水量也不斷增多，隨之就產(chǎn)生了越來(lái)越多的農(nóng)村污水，不但有生產(chǎn)污水，也有人們的日常的生活污水。由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件的制約，大多數(shù)地區(qū)沒(méi)有對(duì)于污水進(jìn)行多加處理，還是直接排放，流入到附近的河流中，導(dǎo)致水體受到了嚴(yán)重的污染。因此，現(xiàn)階段國(guó)家十分重視農(nóng)村地區(qū)的污水處理工作，傳統(tǒng)的污水處理方法很難在農(nóng)村地區(qū)得到推廣，因此現(xiàn)在就研發(fā)了新的人工濕地系統(tǒng)處理技術(shù)，將其應(yīng)用在農(nóng)村的污水處理中，可能會(huì)取得較好的效果。

1 我國(guó)農(nóng)村污水處理的現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村污水逐漸變多，但是我國(guó)農(nóng)村污水的處理設(shè)備建設(shè)較晚，許多農(nóng)村都并沒(méi)有配備污水處理系統(tǒng)，直接排放到河流中，造成了嚴(yán)重的水資源污染。只有相對(duì)集中的村落會(huì)采用集中處理的方式，靠近城鎮(zhèn)的村落則將污水管并入城市集中處理管網(wǎng)，共同進(jìn)行處理。人工濕地是上個(gè)世紀(jì)七十年代發(fā)展起來(lái)的一種污水處理技術(shù)，從西方發(fā)達(dá)國(guó)家引入中國(guó)，發(fā)展至今，許多國(guó)家都開(kāi)展了這方面的研究工作。這種工藝的凈水特點(diǎn)是水質(zhì)較好，氮磷的處理能力較強(qiáng)，設(shè)備使用簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用較低。因此，比較符合我國(guó)大部分農(nóng)村污水處理的要求。

2 人工濕地的類型

總體來(lái)說(shuō)，人工濕地包括以下幾種類型：

（1）表面流濕地。這種濕地是一種污水從濕地表面流過(guò)的長(zhǎng)方形建筑物，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，工程造價(jià)低，但是由于污水在表面流過(guò)，衛(wèi)生狀況很難控制，因此比較容易滋生蚊蠅，對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不良的影響，而且處理時(shí)間較長(zhǎng)，效率較低。（2）潛流濕地。這種濕地在設(shè)計(jì)時(shí)，一般設(shè)計(jì)成有一定地面坡降的，長(zhǎng)寬比大于3的建筑物，這樣就使得污水的流程較長(zhǎng)，利于硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的發(fā)生，因此這種方法適用于需要脫氮的污水。（3）垂直流濕地。當(dāng)污水流經(jīng)這種濕地時(shí)，是沿垂直方向流動(dòng)，因此氧供應(yīng)的能力較強(qiáng)，污水能夠充分進(jìn)行硝化作用，而且占地面積較小，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的水力負(fù)荷。垂直流濕地一般設(shè)計(jì)成高約1米左右的方形構(gòu)筑物，污水的流程較短，反硝化的作用較弱，因此對(duì)于工程技術(shù)的要求較高。

3 人工濕地的污水處理機(jī)理

（1）有機(jī)物的去除。污水中存在著許多不溶性的有機(jī)物，通過(guò)濕地的沉淀和過(guò)濾，就可以從水中分離出來(lái)，被微生物加以利用，防止排入到河流中。污水中可溶性的有機(jī)物則可以通過(guò)生物膜的吸附和非生物的代謝來(lái)去除，當(dāng)人工濕地建設(shè)完成后，植物根部會(huì)生長(zhǎng)大量的生物膜，當(dāng)污水流經(jīng)生物膜時(shí)，根系就會(huì)將可溶性的有機(jī)物截留下來(lái)，通過(guò)生物膜的吸附作用而去除，因此，人工濕地對(duì)于有機(jī)物去除能力較強(qiáng)。（2）濕地脫氮。污水中的氮含量較高，因此可以利用人工濕地進(jìn)行去除。在這種去除方式中，主要依靠微生物的硝化作用和反硝化作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，此外，濕地中的一些水生植物也可以吸收銨，從而實(shí)現(xiàn)氮的去除。通過(guò)氨氣揮發(fā)和銨離子交換可以去除氮。（3）濕地除磷。除了氮元素，污水中還存在著許多磷元素，人工濕地是通過(guò)濕地中沉積物的吸附和植物的凈化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中沉積物吸附是人工濕地去除磷元素的主要因素，當(dāng)填料對(duì)于磷的吸附趨于飽和后，濕地對(duì)于磷的去除效率會(huì)明顯下降。

4 人工濕地污水處理的生態(tài)效應(yīng)

4.1 空間生態(tài)效應(yīng)

從前，人們對(duì)于生態(tài)學(xué)的研究不夠深入，宏觀的生態(tài)學(xué)沒(méi)有使得人們對(duì)于濕地在空氣凈化和污染物減少方面做出過(guò)多研究，如果將研究的范圍縮小，從某個(gè)人工濕地污水處理系統(tǒng)出發(fā)，根據(jù)人工濕地的具體特點(diǎn)，進(jìn)行定性定量的研究，那么一定會(huì)產(chǎn)生更大的生態(tài)學(xué)效應(yīng)。

4.2 生態(tài)效應(yīng)的空間傳播

對(duì)于人工濕地來(lái)說(shuō)，其自身的作用是極為顯著的，但是也會(huì)根據(jù)其周邊的環(huán)境進(jìn)行變化。在遇到建筑物或惡劣天氣等干擾時(shí)，人工濕地的生態(tài)效應(yīng)將減弱，衰減規(guī)律會(huì)影響到再生生態(tài)的利用價(jià)值，也關(guān)乎人工濕地的未來(lái)發(fā)展與生態(tài)效應(yīng)。因此，人工濕地生態(tài)效應(yīng)的傳播在本質(zhì)上是非線性的，除了濕地本身的特性以外，天氣、地形等均會(huì)在空間上對(duì)于人工濕地造成影響。

4.3 人工濕地污水處理的生態(tài)指標(biāo)

在人工濕地進(jìn)行污水凈化后，要對(duì)于污水進(jìn)行一定的生態(tài)效應(yīng)指標(biāo)檢測(cè)。一般來(lái)說(shuō)，健康的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)包括完善的組織結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的維持、對(duì)于臨近系統(tǒng)的影響等幾個(gè)特征。生態(tài)指標(biāo)包括個(gè)體指標(biāo)、群落功能與結(jié)構(gòu)指標(biāo)。在污水處理凈化后，有關(guān)部門要對(duì)于處理后的水質(zhì)進(jìn)行全面的檢測(cè)，只有符合全部生態(tài)指標(biāo)的凈水才可以投入二次使用。這樣，不但節(jié)約了水資源，也保證了人們生活用水的干凈與衛(wèi)生。

5 人工濕地的發(fā)展前景

5.1 人工濕地污水處理的發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)的普及，人工濕地的污水處理逐漸應(yīng)用到各個(gè)農(nóng)村地區(qū)，人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，其應(yīng)用目的是促進(jìn)廢水中污染物的良性循環(huán)，從而發(fā)揮資源的潛力，防止生態(tài)受到污染，從而獲得污水處理的最佳效果。人工濕地污水處理系統(tǒng)接收來(lái)自不同地區(qū)的各類不潔水體，不但有工業(yè)生產(chǎn)污水，還有日常生活污水等。人工濕地污水處理技術(shù)的效率較高，投資較低，設(shè)備使用簡(jiǎn)便，因此適合我國(guó)大部分農(nóng)村地區(qū)投入應(yīng)用。

但是，現(xiàn)在的人工濕地污水處理技術(shù)還存在著許多不足之處，在后續(xù)的發(fā)展中，研究人員要從實(shí)際出發(fā)，收集人工濕地污水處理中出現(xiàn)的問(wèn)題，逐一進(jìn)行分析和解決，從多方面對(duì)于人工濕地污水處理技術(shù)進(jìn)行完善和改進(jìn)，提高污水處理的效果，將人工濕地污水處理技術(shù)在更多的農(nóng)村地區(qū)得到發(fā)展和推廣。

5.2 人工濕地污水處理效益

農(nóng)村污水處理的最直接好處就是能夠改善人們的生活條件和整體的生態(tài)條件，特別是應(yīng)用人工濕地處理技術(shù)時(shí)，可以對(duì)于居民區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合的治理，從而提高人們的整體生活質(zhì)量。其次，污水處理廠需要一定的能源消耗，產(chǎn)生的早期收集起來(lái)可以進(jìn)行發(fā)電，供給人們的用電需求。人工濕地處理系統(tǒng)一般不需要消耗能源，因此較為環(huán)保和節(jié)能。最后，污水處理不但可以提高水資源的利用率，緩解水資源緊缺的矛盾，還可以促進(jìn)社會(huì)的整體和諧發(fā)展，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著積極的作用。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們可以看出發(fā)展人工濕地系統(tǒng)對(duì)于農(nóng)村污水處理的重要性。人工濕地系統(tǒng)是一種效率高、能耗低的污水處理工藝，目前得到了廣泛的關(guān)注。作為一種經(jīng)濟(jì)性的處理工藝，在農(nóng)村污水處理的過(guò)程中表現(xiàn)出了很好的實(shí)用性，但是在推廣過(guò)程中依然存在著許多問(wèn)題，不但受到溫度影響，也受到材料和系統(tǒng)的手機(jī)影響。但是，它具有投入低、技術(shù)簡(jiǎn)單、方法靈活等優(yōu)點(diǎn)，非常適合我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的污水處理。因此，還需要加強(qiáng)對(duì)人工濕地技術(shù)處理的研究，結(jié)合當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)對(duì)于這項(xiàng)工藝進(jìn)行改進(jìn)，更好的推廣和普及人工濕地技術(shù)。只有這樣，才可以完善人工濕地處理農(nóng)村生活污水的技術(shù)，有效地防止農(nóng)村地區(qū)污水的污染。

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