刘朝晖+谢根平

摘要：本文介绍了人工湿地及农村生活污水的特点，分析了人工湿地处理农村生活污水的机理，概述了人工湿地处理生活污水的实际应用，探讨了人工湿地的应用前景。

关键词：人工湿地；处理；农村生活污水

1、人工湿地

人工湿地是一种由人工建造和控制运行的与沼泽类似的地面，利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物的三重协调作用，通过沉淀、过滤、吸附、植物吸收和微生物消化分解来实现对污水处理的一种技术。人工湿地的种类多样，按照布水方式的不同或者污水在湿地中的流动方式的不同一般分为自由表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地三种类型。自由表面流人工湿地：水流在湿地表面呈推流式前进通过，与附着在土壤、植物及植物根系的生物膜接触，通过一系列的物理、化学以及生物反应，污水得到净化分解，并在终端流出。水平潜流人工湿地：污水由进水口依次水平通过砂石、介质、植物根系流向出水口一端，在流动过程中通过一系列的物理、化学及生物反应，达到净化水质的目的。水平流人工湿地独有的结构和流态形成了良好的硝化、反硝化功能区，对总磷、总氮、石油类有明显的去处优势，是人工湿地的核心技术。垂直流人工湿地：污水通过湿地表面至上而下流至床底，依次经过不同的介质填料层，通过过滤、沉淀、吸附、吸收、分解等作用达到净化水质的目的。垂直流人工湿地具有一套完整的布水及集水系统，整个湿地生态系统能够完全建在地面之下，地上则可以根据规划要求种植相应的绿色植物。

2、农村生活污水

我国农村地区村镇人口较少，分布广且分散，一般没有污水排放系统，加之生活污水的水质、水量波动大，所以选择农村污水处理方式需考虑农村生活污水的上述特点。选择一种操作简单、抗冲击负荷能力强、建设运行费用低的处理技术。人工湿地建设运行费用低、维护管理简便等特点使它成为处理我国农村生活污水的优先选择。目前农村生活污水大多是采用生物处理的方法，这种传统污水处理工艺的运行、投资及管理费用均较高，且污水处理工艺的管理运行及操作较复杂，农村地区的操作和管理人员难以掌握；不适合在农村地区推广使用。人工湿地处理污水的建造和运营成本低廉，并且易于维护，无需专职人员管理，只做定期清理和植物收割，对水力负荷有较高的缓冲能力，可以根据不同地区的环境地形特点，规模可大可小，因地制宜，比较适合农村生活污水的处理。

3、人工湿地处理生活污水的机理分析

人工湿地对污水的净化机理十分复杂，湿地系统中的微生物是降解污染物的主力军，好氧、厌氧微生物将水中的污染物消化分解。人工湿地对生活污水的净化处理综合了物理、化学和生物的三重作用，通过湿地植物的吸收利用、介质的吸附及填料上微生物膜联合作用净化污水。人工湿地正常稳定运行后，微生物附着在填料表面及植物根系中，废水流经湿地系统时，填料及根系把大颗粒的悬浮物过滤拦截，附着的生物膜通过吸附及同化、异化作用将有机物分解转化，最后通过更换滤料填料和收割植物使污染物最终从系统中去除。此外，人工湿地能很好的去除污水中氮磷元素，植物根系对氧的传递释放及湿地系统的结构使环境中依次出现好氧、缺氧和厌氧状态，为微生物的硝化、反硝化创造有利条件，从而去除污水中的氮磷元素。

4、人工湿地处理生活水的应用

由于农村生活污水的COD、BOD5、SS等水质指标普遍超过人工湿地的进水水质要求，（农村生活污水水质指标与人工湿地的进水水质要求见表1）。

为增加人工湿地生态系统的寿命，保证人工湿地处理系统的稳定性及处理能力，一般在湿地处理前增加预处理设施，防止污水在贮存、输送、降解过程中发生臭气或堵塞填料，同时降低湿地污水处理负荷，保证湿地出水水质达标。预处理部分包括格栅、沉淀池、沉砂池、水解酸化池等，农村生活污水的湿地处理一般采用如下工艺流程：

植物是人工湿地生态系统中的核心部分，对降解有害物质、控制水质污染起到了重要的作用。国内外的人工湿地都是选用水生植物为主，主要分为三类：沉水植物、浮水植物及挺水植物。考虑环境气候条件、净化能力，耐污能力、根系發达程度等合理选择人工湿地植物并重视植物间的合理搭配，保证出水水质达标排放。

5、展望

人工湿地处理系统具有投资运行费用低、维护管理简便、氮磷去除效果好、耐冲击负荷能力强、生态景观改善效果明显等优点，越来越受到人们的重视，并得到越来越广泛的应用，然而，我们也应看到，湿地处理技术也并非尽善尽美，不适应干旱气候、存在植物病虫害及自身生长周期问题、维护不当易产生淤积、阻塞现象等缺点，这些问题还有待我们去研究加以解决。endprint