人工濕地處理技術在農村生活污水處理中的應用
摘要：目前我國農村水環境污染現狀不容樂觀，通過對近年來新興的人工濕地污水處理技術進行總結歸納，分析此項治污技術將對農村生態環境的改善帶來良好的社會效益和經濟效益。
關鍵詞：人工濕地,農村生活污水,應用
近年來，農村水污染嚴重，水環境狀況越來越惡化，污染事故時有發生，不僅對糧食造成減產，而且直接威脅著廣大農村地區農民的身體健康。由于大量生產和生活廢棄物未經處理直接排入水體，加之公共衛生設施跟不上發展的需要，農村飲用水源大多受到污染，我國9.196 億鄉村人口中大量人口飲用水不安全。農村水環境既是農村大地的脈管系統，對雨、洪、旱、澇起著調節作用，又是農業生產的生命之源。因此，保護好農村水環境是保障農業生產發展的基礎。
1 人工濕地簡介
1.1 人工濕地的概念及特點
人工濕地是近年來迅速發展的生物—生態治污技術，可處理多種工業廢水，包括化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各類廢水，后又推廣應用為雨水處理[1-2]。這種技術已經成為提高大型水體水質的有效方法。人工濕地的顯著特點之一是其對有機污染物有較強的降解能力。廢水中的不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留進而被微生物利用；廢水中可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。隨著處理過程的不斷進行，濕地床中的微生物也繁殖生長，通過對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割而將新生的有機體從系統中去除。
1.2 人工濕地污水處理技術原理
人工濕地的工藝原理是利用自然生態系統中物理、化學和生物的三重共同作用來實現對污水的凈化。這種濕地系統是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合組成填料床，污染水可以在床體的填料縫隙中曲折流動，或在床體表面流動。在不同材質、不同粒徑配比的基質填料上種植特定的處理性能好、成活率高的凈水植物，形成一個獨特的動植物生態環境，對污染水進行處理，從而成為人工建造的、可控制的、工程化的濕地生態系統。當污水通過濕地系統時，其中的污染物質通過沉積、過濾、吸附和分解等作用得到凈化。同時，人工濕地中的植物除了增加濕地基質的透水性，還能與周圍環境的原生動物、微生物等形成各種小環境，通過氧的傳遞，形成特殊的根際微生態環境，這一微生態環境具有很強的凈化廢水的能力。研究表明，城市污水在3~5 h 內流過200 hm2 以上的沼澤濕地后，硝酸鹽即可減少63%，磷減少57%。人工濕地對磷的去除是通過植物的吸收、微生物的積累和填料床的物理化學等幾方面的共同協調作用完成的。由于該系統出水質量好，適合于處理飲用水源，或結合景觀設計，種植觀賞植物改善風景區的水質狀況。其造價及運行費遠低于常規處理技術。英、美、日、韓等國都已建成一批規模不等的人工濕地。
2 人工濕地技術在我國的應用和發展
人工濕地處理污水是我國近年來才興起的一種新型生態處理法。作為一個綜合的生態系統，它應用生態系統中物種共生、物質循環再生原理，結構與功能協調原則，在促進廢水中污染物質良性循環的前提下，充分發揮資源的生產潛力，防止環境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益[3]。
2.1 復合垂直流人工濕地技術
近年來，我國不斷地對人工濕地處理技術加以深入研究和實踐，中國科學院水生生物研究所的專利———復合垂直流人工濕地技術在海南推廣使用，并取得良好的社會效益和經濟效益，其突出優點是系統凈化功能強，劣Ⅴ類的地表水經過處理后出水指標可達到Ⅱ~Ⅲ類標準，原生活污水經過處理可達《污水綜合排放標準》GB/T8978-1996 一級排放標準。這一技術不僅可對污水進行集中處理，而且可因地制宜進行分散處理，這一系統常年運行比較穩定，即使在冬季也有較好的凈化效果[4]。工程建設運行費用較低也是人工濕地技術的重要特點。采用復合垂直流人工濕地技術的單位投資成本約1 100 元/t，大約為一般二級污水處理廠的1/3；運行成本低于0.1 元/t，僅為一般二級污水處理廠的1/6。同時，這一系統日常運行管理維護只需1 名兼職管理人員。
2.2 組合式人工濕地處理生活污水技術
“物理—生物—人工濕地”組合的生活污水處理技術工藝流程為：污水→格柵井→隔油池→調節沉淀池→厭氧消化池→生物濾池→填料池→人工濕地→排灌溝渠。這項工藝不需建設居住區外的排水管道，投資。“物理＋生物＋人工濕地”可以分建或合建，利用河塘邊坡、綠化地，不占或少占田地；人工濕地可與小區綠化有機結合，栽種觀賞植物，成為小區的一個景觀，可謂一舉多得。人工濕地凈化出水水質優于《城鎮污水處理廠污染物排放控制標準》的Ⅱ級標準，可直接排入環境水體中，也可作小區景觀水體的補充水，或用作農灌，在缺水地區是水資源循環利用的有效措施。污水處理過程中如地形允許，可利用水位差，無須動力提升，故無運行能耗，只需少量定期維護管理的人工費。在鄂州市百里長港示范區磨刀磯村等地，人工濕地已經成為農村新景觀。通過對生活污水進行處理，農村臟、亂、差現象大為改觀，農村居民的生產、生活環境質量得到改善和提高。廣大術、好氧技術等綜合處理，再利用土地自然凈化或人工濕地凈化處理或農田灌溉等技術。
3 養雞場
目前寧夏灌區中衛等養雞業集中的地區在雞糞資源化利用方便主要采取高溫烘干制作有機肥的方法，并且已經實現商品化和產業化，在雞場的污染控制及資源化利用方面起到了重要的作用。雞場對環境污染的另一個主要方面是臭氣的控制，目前畜禽場臭氣控制方面的研究也比較多，灌區養雞場可采用吸附及吸收法，向糞便或舍內投放沸石、膨潤土、海泡石、凹凸棒石、蛭石、硅藻土等常見的吸附劑來減少氣味的散發，也可采用化學與生物除臭法減少臭氣。
雞糞的資源化利用除了有機肥制作外，間接飼料化利用對雞糞的營養和資源利用更為充分。因雞糞養分含量比其他動物糞中養分含量要高，可利用雞糞養蠅蛆和蚯蚓，蠅蛆和蚯蚓都含有豐富的營養成分，是畜禽和高檔水產養殖的優質高蛋白飼料，蛆粉和蚓粉可代替魚粉。這種方法其實是將畜禽糞間接用作飼料，與直接利用相比，飼用的安全性和營養價值更高。
4 結語
以上幾個技術模式主要結合寧夏灌區奶牛、豬、雞等畜禽養殖業的特點及某些問題初步從糞便、污水等的無害化資源化利用角度提出的建議。而寧夏灌區畜禽規模化養殖業污染控制及治理等要靠畜牧業、農業、環保等相關部門的共同的努力，農業、畜牧、環境工程等相關技術的應用推廣以及從業人員的環保意識的提高。
畜禽養殖業自身的飼養管理水平的提高，應用合理的配方，改善飼草料結構、應用綠色添加劑，選擇適宜的飼喂方式以及合理的用藥等，可從生產過程中減少污染物的排放，減輕對周圍環境的影響。畜禽養殖場的科學選址，合理的布局和排污系統、控制養殖規模等是畜禽養殖產前的重要環境污染控制措施。通過劃定禁養區、限養區和準養區等，可避免對重要水資源、風景區及居民居住區等造成環境污染。在保證畜禽養殖業有充足資金支持的前提下，可以引進國內外一些先進的污染綜合處理技術及相關配套技術。但無論選擇何種技術模式，一定要根據寧夏灌區的自然條件等進行技術改進或組裝，這樣才能取得預期的污染控制與綜合利用的目的。
目前在畜禽糞便的資源化利用上主要采用的是肥料化還田技術，畜禽糞便無害化處理后的有機肥、沼渣、沼液等最終都要通過農田回歸自然界。畜禽養殖場周圍及配有的土地消納量有限，因此畜禽養殖場既使采取了糞便無害化處理，但在資源化利用上可能會有些困難。畜禽養殖業糞便等的資源化利用，最終可能要走專業化、產業化、市場化的路子，結合當地有機種植業的發展才能真正解決污染防治與資源化利用。另外畜禽糞便除肥料化還田技術外，尋找其他更好的用途和路子，比如牛糞新燃料的開發等將是另外一種趨勢。
隨著寧夏灌區社會的發展，規模化集約化飼養場呈急劇上升趨勢，畜禽養殖業對環境的影響也日益突出。在發展畜牧業生產的同時，要樹立和增強環保意識，提高對清潔生產、環境友好型的生態畜牧業重要性的認識和宣傳，發展既符合當地自然條件，又能改變不良生態環境的畜禽養殖業。保證經濟效益、社會效益和生態效益各方面兼顧，促進畜牧業的可持續發展。
5 參考文獻
[1] 丁偉，額爾和花，王天新.寧夏黃灌區畜禽糞便排放量估算及對環境影響判斷[J].寧夏農林科技，2009（2）：54-56.
[2] 高定，陳同斌，劉斌.我國畜禽養殖業糞便污染風險與控制策略[J].地理研究，2006，25（2）：311-319.
[3] 丁疆華.廣州市畜禽糞便污染與防治對策[J].環境科學研究，2000，13 （3）：57-59.
[4] 董克虞.畜禽糞便對環境的污染及資源化途徑[J].農業環境保護， 1998，17（6）：281-283.
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