小型垂直流人工湿地处理农村生活污水的研究

　　XX市区农村共有住户125户，总人口为510人。现阶段相关统计资料数据显示，按照人均日排水量120.0L的定额标准，该区域内的总排水量为61.2t。本区域所产生的生活污水源采取的处理模式为：不通过特殊处理直接排放，排放区域较为随意。在这一处理模式下，生活污水对地表水体结构以及水质产生了相当不良的影响，同时也对整个地下水环境造成了极为严重的威胁，长此以往也将导致农村居民的生活环境受到不良影响。从这一角度上来说，为了改变这一现状，XX市政府以该村作为试点研究对象，拟通过建设小型垂直流人工湿地处理系统的方式，在雨污分流的基础之上，管网收集雨水直接排放，污水流进化粪池后进入人工湿地系统中进行处理。在这一技术方案下能够使农村居民的生活环境得到有效改善。现针对小型垂直流人工湿地系统在其中所发挥的重要价值进行分析与研究。

　　1 工程概况分析

　　本工程设计处理水量为70.0m3/d，进水水质根据实测数据以及生活污水常规检测标准确定，出水水质按照我国现行《污水综合排放标准》一级标准进行控制。

　　为满足本区域农村生活污水的处理效果，要求建设小型垂直流人工湿地处理系统。本区整个污水处理工艺占地面积为0.15hm2，整体工艺流程概括为：农村生活污水在经过化粪池处理以后进入污水收集管网内部，参与到污水处理系统反应过程当中。污水处理期间，首先进入格栅池，在此环节中去除大量的悬浮物以及漂浮物杂质。然后进入调节池当中，对污水水质与水量进行合理调控，出水在经过沉淀池处理后进一步去除污水中的颗粒沉淀物。经过以上反应后流入垂直流人工湿地处理系统当中进行处理，出水妥善消毒后可满足外排标准。

　　2 小型垂直流人工湿地系统建设要点分析

　　结合我国在生活污水处理领域的现状来看，人工湿地系统的主要构成基质包括以下几个方面：其一为碎石，其二为土壤，其三为粗砂，其四为砂粒，其五为煤渣，其六为多孔介质，其七为工业废气物，其八为硅灰石。结合区域内生活污水的具体特性，对基质构成进行灵活选择，能够使本区域内的植物以及微生物生长提供必要的营养物质以及表面依附载体。同时，从人工湿地系统的角度上来说，在流经污水期间，基质可以对污水中存在的各种污染物进行吸收、吸附、沉积、以及过滤处理，以达到良好的处理效果。对于本工程中所构建的小型垂直流人工湿地处理系统而言，对应的建设要点包括以下几个方面：

　　①床体结构建设要点：本区域内所建设的小型垂直流人工湿地系统总长度为43.2m，总宽度为23.8m，建设总面积为1028.0m2。床体结构设置方案为：2*独立床体，以并列方式构成，每个单元独立面积为514.0m2。系统中床体结构最底层为排水层，排水层结构厚度为0.2m，使用原材料为砾石（砾石粒径取值以30.0mm作为控制标准，均匀铺设基础之上形成），砾石以上为粗砂层（粗砂层粒径取值以20.0mm作为控制标准，铺设厚度为1.0m），粗砂层以上为细砂层（细砂层厚度取值以20.0mm作为控制标准，铺设厚度为1.0m）。处于对冬季低温下基层保温因素的考量，细砂层以上铺设0.3m厚度的草炭土。保温层上方铺设厚度为0.2m的营养土，覆盖植被为芦苇，芦苇植株密度控制为每平方米20株标准。

　　②布水方式建设要点：对于垂直性人工湿地处理系统而言，所流入的生活污水经过使地表面纵向流入填料底部，由此导致人工湿地系统床体处于不饱和状态下，氧分会通过大气扩散或者是植物传输的途径进入人工湿地处理系统内部。整个系统的硝化能力明显优于一般意义上的水平潜流湿地系统，因而对于氮含量较高的农村生活污水而言，具有相当确切的适应性优势。

　　在建设小型垂直流人工湿地处理系统期间，处于对冬季低温保温要求的考量，在布水方式上选择采用穿孔管布水系统，设置上下两层布水管，第一层布水管位于保温层下方，使用阀门进行控制，第二层布水管则位于保温层上方，每层布水管网独立运行。在冬季低温状态下，特别是霜冻期间，阀门控制下使用保温层下方布水管网，而在环境温度正常的情况下，则可以依赖于阀门控制实现对上层布水管网的应用。

　　③保温措施建设要点：对于农村小型垂直流人工湿地处理系统而言，在冬季寒冷地区应当采取的保温防护措施为：空气层覆盖人工湿地处理系统，但这一措施下的保温效果不够理想，且区域性保温性能有一定的失衡问题。而有关工程实践中指出：选择草炭土，即经过碳化处理的芦苇屑，将其作用于保温层施工，按照0.2m的单位厚度进行铺设，能够使保温效果达到理想状态。在本文所研究的小型垂直流人工湿地处理系统当中，在砂层基础之上，铺设经过碳化处理的草炭灰，铺设厚度为0.3m。同时，在低温状态下，为了进一步强化整个系统的保温效果，在对表面湿地作物进行收割以后，使用芦苇秸秆覆盖人工湿地处理系统表面，以确保保温效果达到均衡理想的状态。

　　④防渗措施建设要点：对于人工湿地处理系统而言，在其对生活污水进行处理的过程当中，最主要的目标在于避免处理中的生活污水对地下水造成污染或其他的不良影响。从这一角度上来说，还需要在构建小型垂直流人工处理系统期间，重视对地下区域的防渗设计工作。为了确保防渗设计的效果可靠，要求将对防渗材料的选择作为重点关注对象。具体的防渗措施为：第一，在人工湿地处理系统基础平整环节作业实施期间，尽量减少基层平整对原土层产生的扰动与影响；第二，人工湿地周边与底部作为防渗处理工作，使用复合土工膜作为湿地防渗膜，防渗膜厚度为1.0mm，同时，需要在防渗膜上、下部区域分别敷设细河沙，铺设厚度为50.0mm，以达到保护防渗材料以及防渗层性能稳定的重要目的。

　　3 农村生活污水处理效果分析

　　在本小型垂直流人工湿地处理系统投入农村生活污水处理系统以后，表现出了相当确切的环境效益，可以明显降低CODCr的排放量，铵态氮排放量、磷排放量，由此使得农村生活污水外排中的水体污染问题得到明显的控制。由于整个处理系统运行后，农村生活污水的排放更加的规范，杜绝了传统意义上生活污水随意排放的问题，在改善农村生活环境方面有相当重要的价值。与此同时，整个垂直流人工湿地处理系统规模较小，工程建设阶段总投资较小，年运行费用较小，废水处理费用较小，故而认为其除具有质量可靠的优势以外，经济效益同样突出，具有较高的可行性。

　　4 结束语

　　大量的研究数据显示：人工湿地在降解能力以及污染物转化能力方面具有相当确切的优势，在净化污水，实现污水的循环再利用方面发挥着重要价值。当前，生态污水处理技术领域当中，人工湿地技术的重要性不容忽视，该技术综合优势确切，投资较小，操作稳定，管理阶段，运行维护便捷，能够在净化污水的同时，实现对环境的合理美化，特别是对于农村中小型污水处理工程而言，具有相当突出的实用性以及适用性优势。文章重点围绕小型垂直流人工湿地在处理农村生活污水中的相关问题进行了探讨与分析，望引起各方重视与关注。

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