农村水环境治理现状及人工湿地处理技术可行性分析

　　简述

　　简要说明目前农村水环境的现状，分析可用的工作，从规模，水量，经济投入，运行管理方面，论述，提出利用人工湿地的可行性。

　　农村污水是指农村地区居民在生活和生产过程中形成的污水。农村生活污水是指居民生活过程中厕所排放污水、洗浴、洗衣服和厨房污水等。农村生污污水量大面广，2001年，全国农村生活污水排放量约为83.2亿t，生活污水中大量的污染物质加重受纳水体的污染，造成水体水质恶化，特别是污水中含有大量氮、磷，会使水体富营养化，这个问题引起了人们的普遍关注[1]。

　　1 农村水环境和污水治理现状

　　1.1农村水环境现状

　　20世纪80年代以前，我国农村水环境总体状况良好，水污染问题是局部性的。1980年以来，我国农村水环境质量不断恶化，目前农村水环境问题主要表现在：①排污河两岸、污水灌溉农田及地下水污染严重，许多清水河变成了排污河；②乡镇企业布局分散、生产工艺落后，排污种类多、浓度高，往往是一个企业污染了一条小河、一个池塘、一片农村，对农村水环境造成了严重威害；③城郊集约化畜禽养殖场和农村生活排污问题日益突出，大量的粪便就地堆放、污水就地排放，污染了农村内部及周边水环境和卫生环境，使乡村小河、池塘变成了臭水沟、臭水塘；④农业内部化肥和农药的大量使用、流失，已成为农村地下水和大江、大河及湖泊污染的主要原因[2]。

　　农村水环境状况将面临一个非常严峻的问题，灌溉水污染严重，地下水超采，污染严重，地表水呈不断恶化趋势，逐渐丧失其原有的生态环境功能[1]。

　　1.2农村污水治理现状

　　目前，特别是在湖北省中西部农村及乡镇基本没有污水集中处理设施，村民产生的生活污水处理率基本为零，人畜粪便因得不到妥善处理，粪便污染物会随着雨水径流间接排入附近水体，严重污染当地农村的水源环境，这也是导致农村疫病流行的重要因素。据调查，农村周边已很少有3类水质以上水体，一些养殖业比较发达的的乡镇，周边水体甚至为劣5类水体，农村湿地生态系统已遭受严重破坏，丧失了原有水体自净的功能。污染严重的个别地区，农民饮用水的主要水源浅表层地下水也已不同程度的受到污染。农村人口居住分散，规划滞后，农村污水处理工作难度特别大。过去，我们一直把环保工作重点放在大中城市，而忽视了占全国总面积近90%的广大农村。从而致使农村环境问题日益恶化，而水污染环境问题尤为突出，呈现出迅速恶化趋势[2]。

　　目前农村污水治理工作尚属起步阶段，仍存在许多困难和问题。一是建设资金严重缺乏。农村生活污水治理设施属于公益性项目，需要大量公共财政资金投入，由于各地财政比较困难，加上大部分乡镇经济薄弱，资金投入严重不足，导致治污项目很难开展；二是认识不到位，农村污水治理尚未引起人们的足够重视。所以就湖北省而言，特别需要研究开发建设成本低、处理效果好、运行无费用或低费用、适合分散型处置的处理技术对农村水污染问题进行治理。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

　　1.3农村水污染治理的对策

　　湖北是水资源相对充足的省份，所以在充分利用水资源的同时也应积极保护水资源，对农村水污染进行治理。在制定水环境保护措施时，结合自身的经济、环境特点，因地制宜地寻找适合湖北省农村水环境治理与保护措施，达到治理和保护农村水环境的目的。

　　农村水污染治理应着眼于长远，做好村镇建设的规划，目前湖北省农村普遍存在规划滞后、规划不科学等问题。要加强村镇规划工作，将农村污水和生活垃圾处理等作为重要内容纳入其中。因地制宜，采用分散治理和集中治理相结合的方式进行。①对于畜牧业较发达的农村，宜采用沼气处理技术，结合改厕、改厨、改栏，综合处理畜禽粪尿和生活污水；②另外积极推广生活污水湿地处理模式，充分利用农村池塘、水田的自净能力，结合农村景观建设，开展清淤清洁、养鱼养萍行动，恢复和重建湿地生态系统。

　　2 利用人工湿地治理农村生活污水

　　2.1 人工湿地污水处理工艺简介

　　人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

　　人工湿地对废水的处理有十分复杂的净化机理，人工湿地运行稳定后，填料表面吸附了许多微生物形成的大量生物膜，植物根系分布于湿地表面，人工湿地依靠物理、化学、生物的协同作用完成污水的净化过程，强化了自然湿地生态系统的去污能力[3]。

　　2.1.1人工湿地对SS的去除

　　污水中可沉降的SS主要依靠湿地系统中物理沉降作用去除。由于湿地水流极其缓慢，水浅，加上植物茎杆的阻挡作用，SS在进水口几米内能有效地去除。实验表明，所有的固体物在系统最初的20%面积处得到去除。胶体状的SS主要依靠微生物的作用、填料渗滤作用去除。

　　2.1.2人工湿地对有机物的去除

　　人工湿地对有机物有着较强的降解能力，污水中不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留而被微生物利用，而污水中的可溶有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解去除，因此湿地床对有机物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的结果。反应过程中主要氧源来自水面复氧和植物向根区的过量氧传导。湿地系统对BOD5的去除可达80%以上。有研究表明，污水在湿地床内流动时，污水COD的降解速率会随着迁移距离的延长，呈现逐渐减慢的趋势，关于这一现象还有待研究。

　　2.1.3人工湿地对氮的去除

　　氮是植物生长不可缺少的一种元素，污水中的无机氮通常包括NH3－N和NO3－N，它们均可以被湿地中植物吸收。合成植物蛋白质，最终通过植物的收割从湿地中得到去除。另外，人工湿地中的填料也可通过一些物理和化学的途径如吸收、吸附、过滤、离子交换等去除一部分污水中的氮。

　　但是，湿地系统中氮的去除是主要的还是通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用。人工湿地中种植的水生物植物的重要功能之一就是将氧气从上部输送至植物根部，从而在植物根区附近形成一个好氧环境，而随着离根系距离的逐渐增大，湿地中依次出现缺氧、厌氧状态。这样的条件有利于硝化菌和反硝化菌的生长。为硝化反应和反硝化反应的进行提供了条件。

　　2.1.4人工湿地对磷的去除

　　污水中磷的存在形态取决于污水中磷的类型。最常见的有磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐等。人工湿地对磷的却除是通过植物的吸收、微生物的去除作用和填料的吸收过滤等几方面的作用共同完成的。