发布时间：2024-04-10 14:55:32
绪论：一篇引人入胜的工地生活污水处理，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
由于过去农村长期粗放式的发展，致使我国农村约59万个村庄面临严重的环境污染问题。在环境污染治理方面，生活垃圾处理仅占1/3，生活污水处理更是不到10%。 2015年环保部指出：在“十三五”期间全国将新增完成13万个建制村环境综合整治，农村水污染整治刻不容缓。目前，针对经济发展相对落后、技术水平有限的农村地区，我国应用的主要分散式处理技术有土地处理技术、人工湿地技术、厌氧生物处理技术、稳定塘技术、生物膜处理技术以及膜反应器[1～4]。其中，人工湿地作为一种成本低、灵活、易于管理维护的分散式污水处理设施而获得更多关注[2，5～7]，这也给发展中国家的生活污水处理提供了理想的选择[8]。研究表明：人工湿地对有机污染物有较高的处理效率[9]，出水可通过农业灌溉等方式回用[10]。
然而，相比于排放集中的城市生活污水，农村生活污水因人口居住分散具有排放分散、污水量小[11，12]的问题，施工队伍的施工水平难以保证人工湿地生活污水的处理效果，同时，堵塞后的维护问题是阻滞人工湿地推广应用的最大障碍[13，14]。因此，在借鉴国内外人工湿地先进处理技术的基础上，立足于中国国情，国内学者在人工湿地的施工质量、堵塞等方面做了诸多探索。
2农村生活污水分散式处理现状
2.1农村生活污水的污染现状及水质特征
20世纪80年代开始，我国农村水环境质量不断恶化，近几年每年生活污水排放量有80亿t。目前农村水环境问题主要表现在：①工业点源污染，乡镇企业和集约化养殖场布局不当、污染治理力度不够导致的污染；②农业面源污染，现代农业生产手段的过度使用带来的污染；③生活源污染，乡镇等农村聚居点因缺乏规划和环境管理滞后造成的污染。其中，生活污水因人口居住分散、经济基础薄弱、地形条件复杂[15]不便进行集中处理。
农村生活污水是指农村居住分散的居民生活过程中粪便及其冲洗水、洗浴污水和厨房污水等[16，17]，还包括一些农村分散养殖过程中所产生的污水。农村生活污水含有机物质、氮磷营养物质、悬浮物及病菌等污染成分，各污染物排放质量浓度一般为： CODCr为250～400 mg/L，氨氮为40～60 mg/L，TP为2.5～5.0 mg/L。中国农村生活污水主要水质特征有以下几点：农村村镇人口较少，分布广泛且分散，大部分没有污水排放管网；农村生活污水浓度低，变化大；大部分农村生活污水的性质相差不大，水中基本上不含有重金属和有毒有害物质，含一定量的氮、磷，水质波动大，可生化性强；不同时段的水质不同；厕所排放的污水水质较差，但可进入化粪池用作肥料[18]。因此，根据农村生活污水的水质特点，适合用生物法进行处理。
2.2农村生活污水分散式处理现状
目前，在农村生活污水的治理过程中，分散式污水处理已成为国内外生活污水处理的一种理念和方法[19]。国外较早对于农村生活污水分散处理技术展开了相关研究，并积累了一定经验[20]，形成了较为完善的体系。
我国从20世纪80年代开始开展生活污水分散式处理的研究工作，许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置得到应用。在我国农村常用的分散式污水处理工艺主要有：化粪池、沼气发酵、垂直流人工湿地、土地快速渗滤系统、高效藻类糖等以及上述各种工艺的组合[21～26]。例如，在上海针对相对落后的松江地区使用稳定塘、土壤入渗的人工湿地系统、稳定塘处理系统处理农村生活污水，展现出良好的可行性[27]；朱海波等[28]在陕西关中农村采用水解酸化池和人工湿地组合工艺，并提出冬季运行管理技术要点，确保了污水处理效果的稳定。
然而，受到经济条件和环保意识的限制，农村生活污水整体处理率仍然很低[1]。人工湿地作为一种灵活、成本低的分散式污水处理措施同样面临施工质量、堵塞的问题，这限制了人工湿地的推广应用[13，14，29]。
3模块化人工湿地在处理农村生活污水
中的应用我国第一座人工湿地于1987年建成[30]，随后约有450座人工湿地系统相继建立。截至2012年，人工湿地已占农村生活污水的20%。但是堵塞问题往往制约着人工湿地的推广应用[31]；同时，处理农村分散式农村生活污水的问题在于，工程量太小，专业施工队伍参与的积极性不高，由村里的施工队施工的质量难以得到保证。人工湿地模块化是解决以上问题的可行思路，通过模块化和系列化实现施工过程的标准化，可以有效解决人工湿地基质堵塞后的快速更换及农村施工队伍专业化程度不高的问题。在我国，现有的人工湿地模块化设计思路主要有以下3种。
3.1单元型模块化人工湿地
将人工湿地分为一个独立的填料单元，两个单元可以交替运行实现人工湿地的轮休以解决堵塞问题。
张统等[32]公开了一种快速装配式人工湿地填料单元，系统自上而下包括，土壤层、隔土层、承托层、人工填料单元层、卵石承托层、防渗层（图1），工厂可进行批量生产，方便装配施工，组建的人工湿地污水处理系统生物量大，水力停留时间短，处理效果好，并且系统不易堵塞、可修复、运行费用低、土地可复用。
3.2筐篮型模块化人工湿地
筐篮型人工湿地是指在不影响人工湿地内部水流前提下用一定尺寸的外部网状结构将基质一块块框起来，筐篮直接的缝隙利于供氧，同时方便人工湿地的施工及后续维护。章北平等[33]发明了一种长、宽、高为100～1 000 mm的盒状无盖筐篮结构（图2），壁厚2～4 mm，外框上有多个穿孔，可实现规模生产，质量稳定，便于现场安装施工，所用模块有多种尺寸，可根据实际情况进行改装和拆卸，能够节省人力物力，降低成本。
3.3粘结型模块化人工湿地
粘结型模块化人工湿地是指在尽量不影响人工湿地基质处理污水的情况下，用粘结剂将基质粘结起来做成块状基质并应用于人工湿地的技术。尧平凡[34]针对垂直潜流人工湿地堵塞问题提出表层布水系统基质模块化的思想，即用骨料、水泥、水、减水剂为原材料制备成多孔混凝土砖块，堵塞时可以实现快速更换，在施工
上解决堵塞问题；王晟等[35]利用高炉渣、粉煤灰、水泥为粘结剂发明了小型人工湿地的模块结构，模块分为有管模块和无管模块，有管模块中含穿孔管用于输送污水，无管模块不含穿孔管在湿地中起支撑、蓄水和布水作用，模块由套网、轻质填充料和穿孔管组成，易于搬运安装，可由非专业施工队伍完成，应用于农宅房前屋院；曾丽璇等[36]将电厂废弃物粉煤灰作为人工湿地填料的材料，结合碎石、水泥和萘系高效减水剂根据正交实验得到所用碎石级配10～16 mm，粗骨料∶水泥∶粉煤灰∶水的质量比为1∶0.15～0.20∶0.05～0.1∶0.06～0.08，减水剂按水泥和粉煤灰总质量的1%～2%添加，并应用于水平潜流湿地取得比传统人工湿地更好的处理效果。Park等[37]在多孔混凝土净化污水的实验中得出：浸泡在污水中的多孔透水混凝土的多孔结构提供了适于微生物生长的生存环境，可以去除90%的总悬浮颗粒物、65%的总磷和80%的总氮。因此，将多孔混凝土应用于人工湿地基质有广阔的应用前景。
2016年1月绿色科技第2期
近些年来，环境污染、资源枯竭已经成为了世界性的难题。而水污染的问题对于人们生活的影响最为严重，因此，对于日常生活污水的处理问题也得到了更多的关注。常用的污水处理方法有很多，例如混凝、过滤、离子交换、反渗透等。而利用人工湿地来处理日常生活污水的方法，凭借其价格低廉、操作简便以及美化环境等优点受到各界的青睐。
1 生活污水的特点及危害
1.1 生活污水的特点
对于生活污水的定义是：人类在生活中产生并且排放出的携带着有机物、病原体、无机盐等物质的受到污染的水，生活污水是当今我国水体主要的污染源之一[1]。生活污水的主要组成部分是由粪便以及生活中的洗涤污水。生活污水中的有机物包括糖类、脂肪和蛋白质等[2]，而无机盐包括硫酸盐、磷酸盐及钠、钙、镁等。总体来说，生活污水的特点是氮、硫、磷含量高，在厌氧细菌的作用下容易生恶臭物质，对人的生活环境造成污染和影响。
1.2 生活污水的危害
生活污水不仅仅会影响人们的生活环境，更主要的是还会给人的健康带来影响和危害。主要是来病原物污染，病原微生物数量大、分布广、在水中的繁殖速度快并且很难消灭掉，一旦这些病原微生物进入人体，就会引发各种疾病，在传统的生活污水处理中，想要把这些病原微生物彻底消灭是非常困难的；其次，有机物的污染也是生活污水中较为严重的一种污染，有机物在微生物的作用下进行分解过程，这个过程要耗氧，而在缺氧的条件下污染物会发愁、腐败，形成污染，因此有机物越多水质就会越差；另外，生活污水中还存着富营养化污染、恶臭污染、酸碱盐污染、地下水硬度升高、有毒物质污染等等危害。
2 人工湿地系统的结构特点及反应机理
2.1 人工湿地系统的结构特点
人工湿地系统的结构较为简单，具体如下：在一定面积的洼地中，按照一定的坡度来进行填充，填充材料包括石子、土壤等。当填料部分完成以后，在表面种植一些水生植物，对这些植物的要求为成活率较高、具备一定的处理性能并且生长周期较长，除此之外，对于生活环境的美化作用以及植物的经济价值也是考虑的因素。以上的填料以及植物共同形成一个人工的湿地生态系统。
而人工湿地系统的特点主要为以下几方面：首先是效率高，在同等的污水处理系统中，人工湿地属于效率较高的一种；然后是投资低，不仅仅是前期的投入费用少，包括后期的维护费用以及人员对该系统的技术支持所需费用都较低；其次是运行管理简单，人工湿地系统本身就形成了一个小的生态系统，可以说是个“全自动”的污水处理装置，因此在运行维护方面的管理是相对来说较为简单的。
2.2 人工湿地处理污水的机理
人工湿地处理生活污水主要是利用了这种系统独特的基质、微生物、植物共同形成的人工生态系统[4]。处理生活污水的过程是一个十分复杂的过程，其中所涉及的过程涵盖了过滤、吸附、沉淀、离子交换以及微生物分解等过程。人工湿地处理法是一种十分高效的净化方法，同时，污水中的物质对于植物来说是营养物质，起到了资源最优化的效果，在处理污水的同时促进植物的生长，可以带来一定的经济效益，是环保和能源循环的结合。
对于生活污水中的不可溶的有机物，可以通过截留的方法进行处理，将这些有机物作为营养物质供给植物，促进植物的生长；对于污水中氮的去除，可以通过利用湿地系统中微生物的氨化、硝化、反硝化几种作用来完成；而污水中的磷则利用了植物的吸收以及微生物的积累来共同完成处理过程；另外，利用湿地系统中的微生物还能够分解或是吸收硫；通过湿地系统的流动过程产生的吸附、过滤等作用还能够去除生活污水中的重金属[2]。
3 人工湿地处理生活污水的现状及发展趋势
人工湿地系统的应用在我国发展非常快，主要是由于其处理对象范围比较广。在这种人工湿地系统刚被研究出来的时候，我国主要是利用人工湿地来处理二级污水处理长的出水以及普通的城市生活污水，但现在这种先进的技术经历了一次次的改进和开发已经逐步被应用到各个方面，包括对于农、牧业污水的净化以及公路径流等污水的处理[4]。
3.1 发展现状
但由于这种污水处理方法存在许多制约因素，因此，也很难被完全普及。在我国的一些较为落后的城市，由于技术水平的制约，人工湿地系统的搭建存在着一定的难度，还有一些城市即便已经搭建成了人工湿地系统，但由于技术水平的限制，其处理效果并不理想，资源的利用方面也没有达到最优化的效果。另外，鉴于人工湿地系统占地面积非常大，在一些土地资源紧张的城市来说，人工湿地系统的搭建还是存在着很多困难的。不过，我国对于人工湿地系统处理生活废水的应用，具备得天独厚的优势，主要是我国大部分城市都是温带或亚寒带气候[3]，这种气候可以说对于湿地中微生物的活性以及微生物的繁殖是十分有利的。
3.2 发展趋势
人工湿地系统的价值不仅仅在于环保，其潜在的价值还有经济、社会等方面的效益。这主要是由于经过人工湿地系统处理的污水，其出水质量非常高，这种处理后的水不仅对环境是无害的，并且可以应用在土地灌溉、渔业养殖等等，同时也可以用来灌注游泳池、修建水上乐园等等。而湿地表面可以种植一些具有经济效益的植物，利用生活污水中丰富的有机物来给植物提供全方面的营养，为人们带来经济效益。同时，对山沟、洼地的改造，可以很大程度上改善当地的生态环境以及当地居民的生活环境，这种人工建造的生态系统还能够为野生的动物提供一个栖息场所，一旦形成了特有的景观，可以带动当地旅游业的发展。
4 结束语
利用人工湿地来处理生活污水作为一种类天然的、高效的节能型污水处理技术，在近些年来引起了业内的广泛关注，并且在生活污水处理的过程中发挥着越来越重要的作用。通过对于人工湿地系统的改良或者进一步强化，可以有效地提高其对于生活污水的处理效率。在接下来的研究中，人工湿地的除磷能力和潜力将会成为各界学者以及政府相关部门、污水处理行业下一步关注的重点。
参考文献
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[2]王殿辉，李壮丽，李金梅.人工湿地技术在村镇生活污水处理中的应用[A].中国环境科学学会.2013中国环境科学学会学术年会论文集（第五卷）[C].中国环境科学学会，2013（4）.
Abstract: through the analysis of the current situation in China's rural sewage, and concludes that the artificial wetland processing technology has low investment, with high-quality water resistance, strong, increase the impact and product, improve and green land ecological environment beautification, simple operation, maintenance and operation cost is low wait for an advantage, suitable for the rural area of sewage treatment, has wide application prospects. And in the light of artificial wetland in the application of existing problems of relative measures.
Key word: rural life sewage, artificial wetland and existing problems, and measures
中图分类号：R-1文献标识码：A 文章编号：
1 我国农村生活污水现状与问题
我国农村人口多达9亿，每年产生的生活污水量约为80多亿吨。据2005年建设部《村庄人居环境现状与问题》对全国部分农村的调查显示，我国农村而96％ 的村庄都没有排水渠道和污水处理系统，生活污水随意排放[1]。农村生活污水主要为冲厕污水、炊饮污水、洗澡污水、洗衣污水等，主要污染物为COD、氮和磷，水质相对稳定。
农村污水分布广，不集中；日污水流量不连续等都增加了对污水收集处理的难度。无法采用以城市废水处理模式集中收集并处理污水，且农村地区技术经济基础薄弱,缺少充足的资金和专业的技术管理人员。因此，农村污水处理技术应因地制宜，以维护简单、运行费用低、工艺流程简单、便于管理为选取原则。
2 人工湿地
人工湿地处理污水最早可追溯到1903年，英国约克郡建立了世界上第一个用于处理污水的人工湿地[2]。1972年，Kichuth等提出高等植物在人工湿地系统中的“根区法”理论后，80年代人工湿地系统由实验阶段进入应用阶段。
人工湿地通过基质-微生物-植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用处理污水。污水流经时，SS被填料和植物根脉阻截，有机质通过微生物的吸附、同化及异化作用分解。人工湿地污水处理系统缺点在于占地面积较大，但农村地区则易于实现。其优点主要有：①基建费用低廉，只有常规处理方法的1/2或1/3；②出水水质稳定，一般出水可以达到二级排放的标准；③材料来源广，可就地取材；④运行费用低，管理简单，维护容易[3-4]。
3 人工湿地在处理农村生活污水的应用
3.1国外的应用现状
人工湿地是2O世纪7O年代末发展起来的一种污水处理技术，兴起于美国、澳大利亚、荷兰、丹麦、英国等国家。人工湿地早期应用主要是中小城镇和农村的生活污水。20世纪80年代初，美国就开始了人工湿地技术的理论研究，提出相关的理论和参考设计参数。美国是世界上拥有人工湿地污水处理系统最多的国家，目前有600多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水。德国正在使用的人工湿地大约有5 000个，广泛用于从单个家庭到上千居民的社区生活污水的治理。应用较多的是地下潜流系统，种植有芦苇、菖蒲等湿地植物，大多采用砾石作为填料[5]。
3.2国内的应用现状
我国于“七五”期间才正式开始较大规模的人工湿地研究，我国第一座大规模的人工湿地为深圳白泥坑人工湿地，处理规模可达到3100m3/d，之后北京、天津、武汉等地都陆续建立了人工湿地的实验基地。2006年10月，“基于垂直潜流生态滤床技术的分散式污水及污泥处理系统”在常州市正式投入运行，出水水质已达到城镇污水处理厂一级排放B标准。人均建设成本476元，维护费用仅为每年12.5元/人。深圳石岩河15000m3／d处理量人工湿地，水力停留时间l2小时，占地24000m2，总投资800万元，运行成本0.18 元/吨[6]。广东汕头龙珠水质净化厂900m 3／d处理量人工湿地，水力负荷为0.5m 3／m2·d，占地2000m2 ，总投资60万元，运行成本0.05元/ 吨。
为了规范我国人工湿地污水处理工程实施，沈阳环境科学研究院对人工湿地进行优化研究，提出了适合我国气候和水质特点的设计参数，如表1，为我们农村地区污水处理的设计和运行管理提供相关依据。以潜流湿地为例，典型村庄人工湿地工程占地面积估算如表2所示[7]。
表1 小规模人工湿地设计参数
表2典型村庄人工湿地工程估算（安全系数取1.5）
4 人工湿地处理农村生活污水存在的问题
现我国农村的生活污水治理受到技术、经济等诸多因素的限制，主要问题有：
气候条件的制约。气候条件对人工湿地有重要影响，春季和夏季温度高时，植物生长快，对污染物吸收好，处理污水效果较好，而在秋冬季植物枯萎，吸收速度放慢，且死亡的植株释放污染物，处理效果差。
容易堵塞。污水没有经过预处理直接排入湿地或是在人工湿地运行初期，由于植物的根系尚不发达，去除悬浮物的能力差，会存在一定的堵塞问题。当堵塞现象发生时，使得废水的有效停留时间减少，原来的流动路径短路，废水在湿地表面径流，水力传导性、湿地处理效果和运行寿命降低。
5 人工湿地处理技术的发展对策
（1）建立人工湿地数据库。参考学习一些其他国家的数据库建立开发经验，但同时也要结合我国的实际情况，丰富数据库内不同地域、类型、用途的人工湿地系统设计运行等数据。
（2）减少气候温度的影响。人工湿地净化水质的适宜温度是20-25℃。冬季气温较低造成处理水质不达标，我们可采取科学的人工湿地冬季保温法。申欢等[8]采用了一种新型的潜流式人工湿地冬季保温方法，将收割的湿地植物就地覆盖在湿地表面作为保温层，这种保温方法可以避免或减轻冬季湿地填料的冻结。
（3）加强预处理，减少堵塞。减少人工湿地中进水难降解的SS。适当密度种植湿地植物，定期对基质进行更换，对植物进行收割。
6 总结
我国农村地大面广，污水排放具体情况千差万别。人工湿地作为一种高效、简易和低耗的污水处理技术，非常适合广大农村地区的污水处理。但国内对这项技术研究尚处于起步阶段，且还存在着许多制约与不足。研究与改进人工湿地技术，治理农村生活污水是我们的当务之急，以实现农村生态环境的改善。
参考文献：
[1] 车伍,周晓兵. 城市风景园林设计中的新型雨洪控制利用[ J ]. 中国园林, 2008, 24 ( 11) : 52 - 56.
[2] 刘昭军.陕南地区建设人工湿地初探[J].陕西林业科技,2008(4):135-137.
[3] 陈太长,王雪,祁继英.国外人工湿地技术的应用及研究进展[J].中国给水排水,2003,19(12):105-106.
[4] 吴晓磊．人工湿地污水处理机理[J]_环境科学，1995，16(3)：83-86．
[5] Brix H. Use of Constructed Wetlands in Water Pollution Control: Historical Development, Present Status, and Future Perspectives[J].Wat.Sci.Tech.,1994,30(8):209-223.
[6] 刘春常，夏汉平，简曙光．人工湿地处理生活污水研究一以深圳石岩河人工湿地为例[J]．生态环境，2005，14(4)：536-639
