爱尔斯微课堂|人工湿地对农村生活污水的处理效果研究

在水体污染中，水体富营养化是水体污染的最大特性，同时也是其重要特征。未经处理直接排放的农村生活污水将会使水体呈现富营养化，使水中微生物呈现爆发性增长，造成环境的污染。人工湿地作为一种全新的技术，对于环境污染可以起到良好的治理效果，具有广泛的应用前景。但受其地区、环境、人力等不同因素影响，污水治理工作需要开展更深层度研究，取得实用性数据。人工湿地目前处理效果的稳定性备受关注，同时亦是检测人工湿地一年四季是否处于效果稳定的核心观点。本文主要就人工湿地对农村生活污水的处理效果进行讨论，并就人工湿地处理农村生活污水进行结果对比。

人工湿地是我国目前在环境治理中广泛使用的一项技术，人工湿地其由人工建造以及控制运行，因此人工湿地的性质与沼泽地面类似。人工湿地将污水、污泥通过一定的运行方法，将其按照某一方向进行流动。利用自身的土壤、微生物、化学、植物等协同作用，对污水、污泥进行净化处理。作为一种全新的处理技术，其包含了吸附、过滤、沉淀，分解、蒸腾等处理工序，是一个综合性、合理的生态系统。其可以使微生物能够对污染水体的污染源完成分解，实现功能协调原则，促使污水中的污染物完成循环，得到最佳效益。人工湿地还可以为植物提供额外的氧气，增加水体活力，对于水中的生物提供良好的生长环境。湿地中的微生物是处理污染物的主力军，如包含了好氧类生物以及厌氧细菌、反硝化细菌等。通过这些微生物，将有机污染物能够得到降解、同化，使其成为生物细胞的一部分，并将其余的污染物转化为对环境无害的无机物质，重新回归至自然界中。

1、运行优势

人工湿地技术具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、运行费用极低的优势，非常适合在农村污水处理中作为主流的处理方案。且人工湿地处理系统可以大致分为以下三种类型：其一，自由水人工湿地处理系统；其二，人工残留湿地处理系统；其三，垂直水流型人工湿地处理系统。其优势在于以下五点：

① 人工湿地的建造以及运行费用较低，具有充足的经济效益；

② 人工湿地易于维护、管理，所需技术含量较低；

③ 人工湿地可以进行有效的废水处理；

④ 人工湿地可以缓解水污染负荷的冲击力；

⑤ 人工湿地可以间接性的提供经济效益。例如，为畜牧业、绿化业、水产业提供额外的收益，是一项非常值得推广的综合性技术。

2、运行缺陷

人工湿地技术有一定的缺陷，其包含以下三点：

① 人工湿地占地面积较大；

② 人工湿地因其自身特性，因此较容易受到病虫害影响；

③ 在人工湿地中，其生物以及水利较为复杂。因此，对于其处理工艺以及影响因素将会产生一定的模糊性。在人工湿地设计中，经常出现由于设计不当导致人工湿地排放要求，无法达到预计目标，使人工湿地处理工艺下降。根据相关数据表明，当表面植物密度增大时，人工湿地效率处理提升，达到最优提升效率。但其需要2-3个生长周期，因此人工湿地在处理极为严重污水现象时，有可能需要2-3年的循环，才能够稳定运行。

人工湿地处理技术是一种良好的废水处理方法，其充分发挥资源生产的潜力，防止环境污染，并获得污水处理以及资源化处理的最佳收益。因此，在后续改良中，需要对人工湿地的运行缺陷进行更新，以保证人工湿地能够适用于全方面的污水处理场景，为我国农村小型城镇的污水处理提供全方面的改良措施。细致的研究不同地区特征以及运行数据，以便能够提供更合理的参数。

在实验期间，其人工床体内部的植物根系生长发达，历经12月后，温度保持在15℃-30℃。其采用连续进水的方法，每月两次采集人工湿地进出水样进行分析，并取得平均值。在实验污水特征中，其水质监测表如下表所示。

COD去除效果比较实验

经过实验分析，在比较人工湿地对COD的去除效果中，其COD的平均浓度为126.05mg/L以及19.5mg/L。在人工湿地改良中，其对于COD的去除效果较高，其去除率达到86.5%。在人工湿地系统中，COD去除效率明显下降，具有成长特性。例如，4月份人工湿地净化系统正处于生长初期，植物根系不发达，生长效率不佳。因此，生物膜并未形成，其COD去除效果不佳。但12月后，植物已生长完毕，生物膜挂起，并靠材料过滤以及吸附等辅助功能，COD的效果去除效率得到了显著的增强。

BOD5去除效果比较实验

在水平潜流系统中，其BOD5平均浓度保持在114.75mg/L以及16.42mg/L。因此，BOD5的进水浓度趋势变化保持相等关系，在人工湿地系统中，对于BOD5具有良好的去除率，去除率保持76.0%。但1月-3月期间，人工湿地中的BOD5去除率下降，其主要包含原因则是湿地床温度较低，因此系统内的微生物受到一定影响，导致其活性下降。

氨氮去除效果比较实验

在水平潜流系统中，其氨氮平均浓度为16.7mg/L以及4.34mg/L。因此，可以得知水平潜流人工湿地以及垂直流人工湿地对氨氮的去除效果相差不大。其可以分为垂直轴系统的水流方式，更利于复氧。经过实验研究得知，人工湿地氨氮出水浓度波动较大，其在气温较低的冬季随着温度上升，去除率有所提高。在人工湿地对氨氮去除效率下降后，其植物以及温度共同作用，以保障水生植物能够将氧气的90%传输至根部区域，形成有利于微生物消化作用的有氧环境。因此，植物的整体生长情况影响到人工湿地对于氨氮的去除效果。同时，也是生物消化作用的强度因素，在水温为10%硝化作用后，其受到抑制。

总磷去除效果比较实验

在水平潜流系统中，其出水总磷平均浓度为2.63mg/L以及0.38mg/L。因此，人工湿地对于总磷的去除效果良好，且前期对于总磷去除效果不稳定，中后期总磷去除率上升，并呈现稳定状态。分析此原因可以得知前期去除率不稳定可由美人蕉生长因素影响，因此在不同季节、温度等影响下，其整体的内部微生物活性发生变化，导致总磷去除呈现波动状态。