一、農村污水現狀

　　農村污水具有污染面積大，來源分布廣，結構成分復雜，收集難度大等特點。污水中懸浮物、有機物、氮磷含量較高。排放的污水就近排至路邊、水溝甚至農田，造成地表水和地下水污染嚴重，影響居民用水安全。農村地形復雜，居民分散，建筑設施不完善，且農村經濟基礎薄弱，難以建立完善的污水處理系統，農村污水處理率遠遠低于城鎮，農村污水的處理問題迫在眉睫。

　　二、現有的農村污水處理技術及問題

　　2.1 農村污水處理技術

　　目前，國內農村生活污水常規治理方式按作用原理分為物理法、化學法、物理化學法和生物法4種方法。按照主體技術單元構成，主要分為生物處理技術、生態處理技術和組合處理技術3種。

　　2.1.1 生物處理技術

　　生物處理技術指微生物在酶的催化作用下，利用微生物的新陳代謝功能，將污水中的污染物質進行分解和轉化。根據微生物對溶解氧需求的不同，生物處理技術分為好氧生物處理、缺氧生物處理和厭氧生物處理。污水處理中，好氧生物處理法有活性污泥法和生物膜法2大類。

　　2.1.2 生態處理技術

　　生態處理技術是利用土壤-植物-微生物復合系統共同作用的原理，通過過濾、吸收和分解作用凈化污水。常用方法有人工濕地、土壤滲濾凈化系統和氧化塘等。

　　2.1.3 組合處理技術

　　組合處理技術指上述2種處理技術的結合或某1種技術系統內部不同工藝形式的結合，主要包括3種：生物+生物處理組合，生態+生態處理組合，生物+生態處理組合。每種技術都有各自的優勢和特點，利用生物處理可以降低污水中污染物濃度，生態處理可以控制運行成本，組合工藝可以進一步提高系統的處理效益。

　　2.2 鄉鎮污水處理存在的問題

　　2.2.1 排水系統不足

　　我國大部分鄉鎮對污水處理尚未建立完善的系統規則，雨水、污水沿路邊水溝或道路排入河流，且鄉鎮道路建筑建設復雜，分布密集，加上經濟條件等原因，污水收集處理更為困難。

　　2.2.2 缺乏施工標準

　　由于城鄉差異大，鄉鎮缺乏施工標準，只能沿用城市現行的污水處理標準和工藝，對部分鄉鎮顯然不適用，易造成鄉鎮污水處理運營成本過高。

　　三、人工濕地

　　人工濕地是通過人為的控制條件，由水、濾料及水生生物組成，在物理、化學、生物條件下，具有較高的污染物去除效果的一種污水處理技術。其作用機理包括吸附、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化及各類動物的作用。在凈化污水的同時，防止環境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。

　　人工濕地有表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直流人工濕地3種。此外，也有與天然濕地組合的系統。可根據污水或廢水的性質、水質和水量選用其中任意1種或幾種設計其工藝流程。

　　3.1 表面流人工濕地

　　該項技術水流呈推流式前進，濕地表面形成一層地表水流，污水緩慢流動，流動過程中與土壤、基質、植物，特別是植物根部充分接觸，通過物理、化學、生物反應，達到凈化的目的。在表面流濕地系統中，種植挺水植物，如蘆葦、唐菖蒲等，向濕地表面布水，維持一定的水層厚度，一般為10~30cm，水力負荷可達200m3/(hm2·d)。表面流濕地類似于天然沼澤，造價成本運行費用較低，但占地面積大，水力負荷小，凈化污水能力較弱，且夏季易滋生蚊蠅，散發惡劣氣味。現有的研究成果如表1所示。

　　3.2 水平潛流人工濕地

　　水平潛流濕地由一個或多個填料床組成，床體填充材料基質，床底設隔水層，污水從布水管進入礫石區，按照特定順序流經各個填料床，最終從出水管流出。該項技術水力負荷及污染負荷較大，對BOD、COD、SS及重金屬處理效果較好，且沒有惡臭和蚊蠅現象。但與表面流濕地相比控制較復雜，對植物的運輸作用表現出較大的依賴性，且對植物根系凈化和脫氮除磷效果欠佳，使得整體凈化效果較差。在人工濕地填料床的兩側科學設置入水口礫石區和出水口礫石區，可以使中間基質區能夠具有較好的處理效果以有效解決這些問題。現有的研究成果如表2所示。

　　3.3 垂直潛流人工濕地

　　垂直潛流濕地指污水從表層流至不同介質層最終流向床底，通過物理、化學和生物反應使污水得到凈化。在濕地表層，溶解氧充足，硝化能力強，下層缺氧適于反硝化，當碳源足夠可以進行反硝化去除總氮。垂直潛流濕地占地面積較小，在建設施工時投入成本較低，但操作上較為復雜，受氣候因素和自然環境影響較大，這在很大程度上阻礙此項技術在我國農村大面積推廣應用。現有的研究成果如表3所示。

　　3.4 人工濕地凈化污水的基本原理

　　污水進入人工濕地以后，被水生植物吸收，植物根系發生生物化學反應，將污水中的有機污染物降解，并釋放出CO2，以氮磷作為營養元素，有機物經好氧微生物分解為無機物，被植物根系吸收，再加上土壤、砂石的過濾作用，水質得以凈化，詳見表4。

　　人工濕地實質是利用基質-微生物-植物的復合生態系統，經物理、化學和生物的綜合反應，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物吸附、吸收、分解等機制共同使污水高效凈化。

　　四、人工濕地的適用性

　　人工濕地的適用性相當豐富，其組合形式多樣，污水處理效果穩定，若運行管理得當，將會帶來很高的經濟效益、環境效益和社會效益。

　　污水處理效益方面，嚴格運行和管理機制的人工濕地處理污水效果穩定可靠，對B0D、COD、SS等處理效果明顯高于生物處理，此外，對重金屬及難降解有機污染物也有較高的凈化能力。建設成本上，投資費用低，一般為生物處理的1/3~1/4，運行費用低，為生物處理的1/5~1/6。操作簡便，不需復雜的自動控制系統，設備的管理工作也很少，可減少人力成本。

　　景觀美學價值方面，可在濕地表層種植水生植物，如蘆葦、唐菖蒲等，形成一個獨特的動植物生態體系。水生植物能夠結合污水處理功能形成自然景觀，對環境美化效益而言具有極高實際價值。

　　五、局限性

　　我國人工濕地自引用到發展至今日，其工藝成果隨著研究不斷發展，處理污水的能力不斷提高和完善。除了理論研究外，很多工程建設應用也推進了人工濕地的進一步研究和推廣。但是，目前應用經驗不足是我國人工濕地的最大問題。缺乏長期的運行系統，資料提供不足，使我國人工濕地的建設和應用發展相對緩慢，同時，人工濕地的建設和管理體制也無法快速更進。

　　從地域和氣候條件來看，人工濕地需要土地面積較大，需依附原有的天然濕地，再加上人工進行保護而組成的半人工半天然濕地才真正具有污染處理優勢。凈化能力受氣候條件、植物生長影響較大。我國南北跨越大，南北方氣候條件差異大，北方冬季氣候嚴寒，人工濕地難以過冬，大量植物腐敗，很容易造成二次污染，若將人工濕地翻新重建，則耗費大量人力財力。(來源：徐州工程學院環境工程學院)