农村生活污水人工湿地处理工艺简介

Posted 2023-01-13 水田

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农村生活污水主要通过以下三种途径排入地表环境：（1）直接洒向地面；（2）就近排入河道；（3）通过下水道排入河道。农村生活污水收集处理不当，已对农村生态环境和人居环境造成严重破坏，对地表水和浅层地下水的污染，也已成为威胁农村饮水安全新的隐患。

根据农村生活污水没有规范的集中排放设施, 农田灌溉排水影响,其具有相对浓度较低、水量大的特点，采用人工湿地工艺处理农村生活污水，该工艺运行费用低，生态效果好，工艺先进成熟可靠，管理简单方便，建成后容易正常运行，不成为摆设，污水处理出水效果理想。对于水质污染严重的农村城市化地区，因其市政设施相对滞后、城市污水管网不完善，污水不能集中处理，但征地相对容易，此时采用人工湿地系统来进行污水处理有极大的优越性。

人工湿地是在一定长、宽比及地面坡度的洼地中, 由土壤和基质填料混合组成填料床, 污水在床体的填料缝隙或床体的表面流动, 并在床的表面种植水生植物, 形成一个独特的“土壤—植物—微生物”生态系统。按照系统中水流方式差异,通常分为表面流人工湿地( FWS) 、水平潜流人工湿地(HSF) 和垂直流人工湿地(VSF) 三种主要类型。
针对农村生活污水来源的单一性和污水水量间歇性波动等特点，通过间歇性曝气，进行生物接触氧化，使好氧—兼氧生化过程在一个处理单元中得以完成，这一过程在满足对主要污染物处理的同时，又提高了对氮的转化和去除的效率，并且降低处理运行费用。污水经斜管沉淀池沉淀后，进一步取出水中污泥等颗粒物，降低后续处理负荷。

生态模块（多介质生态床技术）是潜流型人工湿地的改进工艺，它将毛管浸润（滤层分离）、微生物氧化、介质吸附、固定和生物提取有机结合，采用在亚表层布水的方式投配污水，将污水投配到具有一定构造和良好扩散性能的介质层中，模块中绿化根系处于该层中，由于植物根系的左右，在根系周围形成好氧—兼氧—厌氧带，利于污水中氨氮的硝化与反硝化反应的进行，另外，布水管及集水管上的通气孔也可以对模块进行有效复氧，使污水中的污染物在生态系统的物质循环中进行分离、降解、吸附和固定，净化水质，使污水中的能量通过生态系统的能量流动逐级充分利用，以维持生态系统的良性平衡。

潜流型生物滤池
潜流型生物滤池由推流式滤池和垂流式滤池串联组成，污水经沉淀过滤后自流到潜流型生物滤池中的推流式滤池，布水管和集水管分设在池的两端，池内两边是4-5公分的碎石，中间部分是多介质层，由下往上依次为2mm厚塑料薄膜、公分石、砂层、绿化层，污水以推流的方式从左往右流动，一次经过碎石层、多介质层、碎石层，最后由右边碎石层中集水管收集后流入垂流式滤池。

垂流式滤池
垂流式滤池由多介质层由下往上依次为防渗膜、原质土保护层、碎石层、下层集水管道、公分石层、炉渣吸附层、上层布水管道、砂层、绿化层。污水进入垂流式滤池后，由上层布水管道进行向下布水，污水由于重力作用流经炉渣吸附层、公分石层后，由下层集水管道收集后流出垂流式滤池，达标排放。
潜流型生物滤池的作用主要是截留水中的污染物，在不同微生物的作用下，进行好氧、厌氧和兼氧反应，不同程度地把水中的含碳、氮、磷的有机物质分解成小分子物质及无机物质。同时，生长在潜流型生物滤池中的植物根据自身的需要，通过根系把废水中的营养物质吸收到体内，在光合作用下把该类物质转变成自身的组成部分。到此，水中的大部分氮磷等富营养化物质被转移到植物体内，使污水资源转化为植物体内的有用资源。水中的大量微小悬浮物流经生态模块时，被模块中的“土壤”拦截，从而污水得到净化。

人工湿地植物选择
人工湿地植物和所有进行光合自养的有机体一样，具有分解和转化有机物和其他物质的能力。植物通过吸收同化作用，能直接从污水中吸收可利用的营养物质，如水体中的氮和磷等。水中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体。植物的根系能吸附和富集重金属和有毒有害物质。植物的根茎叶都有吸收富集重金属的作用，其中根部的吸收能力最强。在不同的植物种类中，沉水植物的吸附能力较强。根系密集发达交织在一起的植物亦能对固体颗粒起到拦截吸附作用。植物为微生物的吸附生长提供了更大的表面积。植物的根系是微生物重要的栖息、附着和繁殖的场所。相关文献表明，植物根际的微生物数量比非根际微生物数量多得多，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用。植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。。

人工湿地没有自然湿地那样十分丰富的物种，但水田、水塘、湖泊等水域地区生长的动植物种类也很多，例如：水田中生育的植物随季节和水田的状态有所不同。在春耕之前，在水田中生长着雀枕草、野花之类，在干季则有莲花草、野菊草等生长，在湿季则有田芥、六节草等发育。在水田杂草中还有很多湿生植物，以及水豆儿、黑藻、水葫芦等水生植物，说明水田是多样的湿生、水生植物的生育地。另外，在水田中的动物也是多样的。龙虾要在水田中度过一生，青蛙、蜻蜓等要在水田中产卵，并且是幼虫的生息场地，鹭鸟之类的水鸟要在水田中觅食。水田中还有高目鱼、田螺等生存，以及生活在叶面的半翅虫等。这些动物中有草食性动物，也有肉食性动物，水田中的多样生物组成了复杂的食物链。同样，在水塘和湖泊中也生长有大量的水生植物和各种各样的鱼类、虾、蟹、蚌等动物和微生物，为鸟类、鱼类提供丰富的食物和良好的生存繁衍空间，对物种保存和保护物种多样性发挥着重要作用。