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摘要:近年来,随着农村生活水平的提升,农村居民对生活环境也有了较高的要求,政府也积极响应国家新农村建设的号召,努力改善农村生活环境。由于资金技术等问题,农村污水处理率远远低于城镇,且水环境状况十分恶劣,污水使用严重影响居民生活质量和身体健康。目前我国对农村污水的处理已经采取了一定的有效措施,但处理过程及效果上仍存在很大问题。作为一项新兴的农村污水处理方式,人工湿地可以促进污水中污染物质良性循环,防止环境再污染,有效处理污水问题。本文对近年来采用人工湿地处理农村污水的研究进行总结,旨在概括该技术在农村生活污水处理上运行推广的技术可行性,有助于以后继续此方面的研究。
关键词:人工湿地;农村生活污水;污水处理
1现有的农村污水处理技术及问题
1.1农村污水处理技术
目前,国内农村生活污水常规治理方式按作用原理分为物理法、化学法、物理化学法和生物法4种方法。按照主体技术单元构成,主要分为生物处理技术、生态处理技术和组合处理技术3种。
1.1.1生物处理技术
生物处理技术指微生物在酶的催化作用下,利用微生物的新陈代谢功能,将污水中的污染物质进行分解和转化。根据微生物对溶解氧需求的不同,生物处理技术分为好氧生物处理、缺氧生物处理和厌氧生物处理。污水处理中,好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法2大类。
1.1.2生态处理技术
生态处理技术是利用土壤-植物-微生物复合系统共同作用的原理,通过过滤、吸收和分解作用净化污水。常用方法有人工湿地、土壤渗滤净化系统和氧化塘等。
1.1.3组合处理技术
组合处理技术指上述2种处理技术的结合或某1种技术系统内部不同工艺形式的结合,主要包括3种:生物+生物处理组合,生态+生态处理组合,生物+生态处理组合。每种技术都有各自的优势和特点,利用生物处理可以降低污水中污染物浓度,生态处理可以控制运行成本,组合工艺可以进一步提高系统的处理效益。
1.2乡镇污水处理存在的问题
1.2.1排水系统不足
我国大部分乡镇对污水处理尚未建立完善的系统规则,雨水、污水沿路边水沟或道路排入河流,且乡镇道路建筑建设复杂,分布密集,加上经济条件等原因,污水收集处理更为困难。
1.2.2缺乏施工标准
由于城乡差异大,乡镇缺乏施工标准,只能沿用城市现行的污水处理标准和工艺,对部分乡镇显然不适用,易造成乡镇污水处理运营成本过高。
2农村生活污水处理技术应用效果
2.1高效藻类生物池应用原理及处理效果
早期,我国农村生活污水处理搭建的生物池较为简单,主要通过塑料、碎石等填料对生活污水进行简单的过滤,生活污水与填料中生长的微生物接触,以达到净化过滤的效果,该处理模式虽然造价低、使用简单,但处理效果并不显著;2013年,同济大学使用高效藻类生物池技术,以太湖地区的农村生活污水处理为试验,取得了非常高效的处理效果,进而推动了在我国各地农村的应用。高效藻类生物池应用技术最早应用于美国,在西方发达国家的农村生活污水处理中应用较为普遍,该技术传入我国以后,也得到了广泛的应用[1]。高效藻类生物池的原理是通过藻类和菌类共处,产生氧气,以达到对池塘内的生活污水进行有效降解的目的。
高效藻类生物池处理时,由于生活污水多富营养化,为抑制生物藻类的疯狂生长,通常在池塘内引入大量的高等水生生物,这些水生生物以藻类为食,在生物藻类通过有氧生长处理生活污水的同时,又能抑制生物藻类的疯狂生长,以达到生物池内污水处理的生态平衡效果。但是,由于生物藻类受温度变化及光照条件影响,因此,也使得该技术的应用及处理效果受季节变化而影响较大,根据同济大学的研究结果表明,一般夏季持续日照4天左右,处理效果可以达到最优化,冬季则需要至少一周时间以上,才能达到最佳的处理效果。
2.2渗透土地技术应用原理及处理效果
渗透土地处理技术主要分为快速渗透和慢速渗透两种形式。其中快速渗透处理技术主要原理是利用具有较强渗透性的土地,将污水引入该地区进行快速沉淀、过滤和氧化反应,通过一系列生物、化学等反应,达到快速渗透处理目的。该方式的处理特点较为明显,即处理速度快、处理效果显著,但是,该方式需要寻找具有较强渗透性的土地,受到场地条件限制,且为充分净化污水,快速营造厌氧环境,一次性排放的污水不宜过多,污水最好周期性排放,一次排放后使渗透地层表面快速干燥,内部营造厌氧环境,进而再进行二次排放,干湿交替,好氧与厌氧交互作用,以到达持续、高效净化污水的目的。而慢速渗透处理技术则需要多个系统的配合作用,以达到可持续净化和生态循环利用的目的。主要包括水稻系统、垂柳林地系统以及鱼池系统[2]。其中,水稻田为主系统,生活污水经过一定的沉淀、过滤、氧化池处理以后,引入水稻田系统内,周边种植抗污抗湿能力强的垂柳作为调节,经过一段时间处理以后,再引入鱼池内作为辅助调节,不仅解决生活污水处理问题,又能作为水稻等植物的生长养分,同时也可以作为鱼池内的肥料,可谓一举三得,效果显著。
2.3厌氧生物应用原理及处理效果分析
厌氧生物处理技术主要原理是利用生物降解法,通过厌氧细菌对生活污水中的有机物进行降解,以达到污水处理的目的。生物降解方式不仅经济而且高效,厌氧生物污水处理系统建立简单,维护和管理方便,且所需能耗低,特别针对于人畜排泄污水处理效果最佳。由于此类污水水质浓度高,是厌氧生物的最佳生存环境,也因此,厌氧生物对此类污水降解效果最好[3]。厌氧生物处理最为典型的例子就是搭建沼气池,将生活污水引入到沼气池内,经过沼气池形成厌氧环境,进行层层处理,生物降解。其中,沼气池产生的沼气也可以二次利用,作为沼气发电等能源类气体,处理后的污水也可变为肥沃的养料,灌溉农田等。以沼气池为代表的厌氧生物处理技术不仅污水处理效果好,而且经济方便,且能够促进可再生能源的产生,成为农村生活污水处理常见的有效方式。
2.4人工湿地处理技术应用及效果分析
人工湿地处理技术是利用自然生态系统降解的原理,通过人工搭建湿地处理基地,对生活污水进行处理的一种方式。其应用原理在于,首先需要寻找大小合适的洼地,并在洼地中种上生命力强且经济美观的植物,然后将生活污水引入洼地,利用植物、微生物以及水系构建完整的生态系统,从而形成类似于自然湿地效应的污水处理湿地系统[4]。为提高人工湿地处理技术的应用效果,通常在洼地周边填充一些碎石,以对生活污水进行过滤、沉淀。同时,在洼地区增设格栅,以增强洼地的污水处理效果,维持人工湿地处理系统的稳定。
结语
农村生活环境优劣对于农村居民生存质量的高低息息相关,由于早些年间,农村普遍缺乏环保意识,生活污水随处排放,已经对生态环境造成了一定的影响。为了及时解决生活污水的污染问题,政府也对农村生活污水处理问题给予了高度的重视。合理选择和利用生活污水处理技术,不仅能有效解决生活污水处理难题,同时,也能废物利用,提高农村的经济效益,可谓一举多得。
参考文献:
[1]郭润生.人工湿地在农村生活污水处理中的研究与应用[J].环境与发展,2019,31(02):44-45.
[2]刘明慧.人工湿地处理农村生活污水的应用研究[J].环境与发展,2018,30(04):56-57.
[3]卢敬斌.多级垂直流人工湿地处理农村生活污水的应用研究[J].低碳世界,2017(32):1-2.
[4]单治国.人工湿地技术处理农村生活污水的应用分析[J].中国高新技术企业,2016(17):79-80.