多级垂直流人工湿地处理农村生活污水的应用研究

节能环保

多级垂直流人工湿地处理表村生活污水的应用研究

卢敬斌（中山市环保产业有限公司，广东中山528400)

【摘要】生活污水的处理问题一直是水污染治理的一个重点问题。相比于城市而言,农村地区由于污水处理水平低导致生活污水的处理效率 非常低下，进而对农村土地造成了很大的污染。本文通过对农村生活污水的排放特征以及小型垂直流人工湿地的净化功能进行介绍，通过模拟 垂直流人工湿地处理农村生活污水的流程进行试验分析，希冀为以后在农村生活污水处理方面提供一份可供参考的资料。【关键词】人工湿地;农村;生活污水；处理【中图分类号】703

X

【文献标识码

】A

【文章编号】2095-2066( 2017 )32-0001-02

1引言

近年来，我国城市生活污水在处理效果非常乐观，但是农 村的生活污水处理效率却非常低。由于农村经济发展相对城 市比较落后，污水处理技术水平不高，导致了农村污水处理率 一直都比较低，污水处理设备也不健全。长此以往，很有可能 对地下水产生威胁，最后导致水污染越来越严重。针对农村地 区的具体情况，我们采用小型垂直流人工湿地处理农村生活 污水，改善农村水质，有效地控制农村地区水体富营养化的 情况。

2农村生活污水排放特征

农村由于本身的生活习惯、经济发展状况和地域特点，因 此相比于城市而言农村生活污水排放具有自身的特征。

活污水。

(2) 湿地微生物。自然中生产者、分解者、消费者各司其 职，微生物作为有机物的分解者，在垂直流人工湿地中，有着 不可替代的作用。垂直流人工湿地主要通过硝化和反硝化作 用去除农村生活污水中的氮元素；微生物对磷的作用在于聚 磷菌好氧收磷和厌氧放磷，使有机磷化物降解成无机磷化物。

(3) 基质。基质是人工湿地的重要组成部分，关系着湿地 的净化能力和使用寿命。基质可以通过物理和化学作用来对 污水进行净化，比如对悬浮物的吸收、离子交换、络合反应等。 基质又可以称为填料，近年来，垂直流人工湿地的基质一般是 石灰石、页岩、塑料和陶瓷等，为垂直流人工湿地中的水生植 物提供营养物质，使微生物可以更稳定的依附在表面，进一步 加强净化功能。当然，基质的选择要根据垂直流人工湿地的特

(1 )农村的生活污水一般都是冲厕所、洗菜、洗衣、洗澡的

点，不同基质去除污染物的效果不同，强化基质的处理能力对

废水，这就导致农村生活污水水质差别比较小。在这些污水

净水有着决定性的作用，其净水功能包括:①使垂直流人工湿

中，含有大量的氮元素、细菌和病毒寄生虫等，不像城市污水

地植物根系更好的吸收、转化营养物质和载体。②使垂直流人

中，还可能会含有重金属。因此，农村生活污水相比城市而言，

工湿地微生物降解、转化和生物固定化作用。③不同基质为植

相对稳定。

物和微生物提供不同的生存环境，使气体更好的扩散，从而促

(2) 我国农村面积大，人口多，这就决定了我国农村污水

进净水效果。④基质可以对生活污水中的各类杂质进行分层

排放量特别大。由于各地经济发展水平不一样，农村居住地比

处理，使难溶解的固体形成沉淀，达到分离效果。

较分散，人口流动性很大，这就使得农村生活污水具有较大的 分散性，因此，农村生活污水治理的工艺技术一般不适用于分 4模拟实验

为了进一步的检验多级垂直流人工湿地处理农村生活污 散的生活污水处理。

水的效果，我们通过进行一组实验来模拟对广东省某地区的 (3) 农村生活污水的排放高峰期大多数集中在每日餐饮时

对处理结果进行检测和分析。间和晚上洗漱时间，排放量的日变化系数不稳定。各地区农村 生活污水处理过程，

试验装置发展和生活习惯都存在很大的差异，农村生活污水一般经过

本实验系统由下流池和上流池组成，两池中间有隔墙，底 简单的化粪池处理或者是直接排入水中。这表明农村分散生

部联通。水流方式是先垂直向下，经过联通层后再垂直向上。 活污水排放还具有间歇性和随意性。

下流池表面铺设布水管，上流池表面铺设集水管。污水在复合

3小型垂直流人工湿地的净化功能

垂直流湿地系统中运行完全不需要动力，依靠两池中的水位

小型垂直流人工湿地是人为建造、可控制生态工程化的

差，推动水流向前，处理流程见图1。

湿地系统。可以在一定的填料上种植特定的湿地植物，建立一 个人工湿地生态系统，利用所见设施的高度差异，并通过自然

4.1

生态系统中的物理、化学和生物作用，使流经湿地系统的污水 得到净化。垂直流人工湿地净化水质主要由湿地植物、基质和 微生物三部分共同完成，吸附污水中的悬浮物，达到净化水资 源的效果。

(1)湿地植物。在垂直流人工湿地系统净化水质中，湿地 植物可以直接吸收生活污水中营养物并转变为自身的生物 量，保证湿地植物随时都有充足的营养成分。植物的根部可以 为好氧微生物、细菌等的生长输送氧气，使他们能更好的分解 有机物。湿地植物的根系可以增强基质的水利传输能力，达到 最佳的净化效果。因此，应该根据农村当地的土壤、温度、湿 度、光照等特点，合理的选择湿地植物。目前，国外垂直流人工 湿地植物一般选用芦苇和香蒲。我们应该学习国外成功的经 验，根据实际情况，进行湿地植物的选择，进一步处理农村生

每块湿地为填料为2.8m(长）xl.8m(宽）x0.7m(高），上面

有10cm高的布水管空间，共两块。试验场所我们采用了自上 而下四层的湿地结构，每一层所采用的沙石介质的粒径也是 不相同的，上层使用的是20cm厚的土壤，第二层使用的是 10cm厚的细沙，使用这两种粒径的砂石主要是为了模拟湿地 植物所需的生长环境，同时这两层在冬季也可以起到保暖防

1

节能环保

LOW CARBON WORLD 2017/11

表4

项目

数值

进水（mg/L)

出水（mg/L)

去除率(豫）

冻的作用；在细沙之下的两层使用的是直径为2〜4cm的砾石，

这两层的厚度大约在40cm左右，是湿地植物的根系层，也就 是生物净化污水的一个主要的区域，也是底部的一个联通层。 在湿地上插入通气管，补充了水中的氧气含量。

植物选种:试验选用芦苇、菖蒲2种植物组合搭配种植。其 中芦苇的种植密度为20株/m2,菖蒲的种植密度为40株/m2。

CODBOD5

234

进水（mg/L)

110

出水（mg/L)

52.99

去除率(豫）

4.2试验水质4.3试验方法

103

进水 ( mg/L)

36

出水（mg/L)

65.05

去除率(豫）

氨氮

试验用水采用广东省佛山市更合镇的白石村的生活污 水，当生活污水进水浓度明显偏高时，通过采用增加降雨量比 例的方法来使试验的水质维持在相对稳定的浓度。

2016年10月对排水指标进行连续采样检测。

35

进水 ( mg/L)

18

出水（mg/L)

48.57

去除率(豫）

磷

1.05

表5

0.4061.90

4.4测定项目与方法

项目数值

进水（mg/L)

出水（mg/L)

去除率(豫）

CODBOD5

测试出水的COD、BOD5、氨氮、总磷及pH值等皆用国家

标准方法进行分析测试。

该人工湿地集中处理系统，其工艺路线如下。

污水一寅隔栅一寅调节沉降池一寅下流池一寅上流池一寅出水。 生活污水首先进入调节沉降池进行处理，在这一环节中 既可以起到对悬浮物进行沉降和过滤又能够防止人工湿地发 生诸塞，同时还可以起到对污水的调节，保证湿地入水量、指 标维持在稳定的状态。

204

进水（mg/L)

105

出水（mg/L)

48.53

去除率(豫）

114

进水 ( mg/L)

29

出水（mg/L)

74.56

去除率(豫）

氨氮

31

进水 ( mg/L)

17

出水（mg/L)

45.16

去除率(豫）

磷

0.650.3447.69

4.5试验结果及分析

根据中水回用于绿化用水的要求，经组合湿地处理后的

废水排放指标应符合《国家污水综合排放标准》（GB78- 1996)中的二级排放标准，见表1。

表1

废水净化后的排放标准

数值

地处理技术，在处理废水同时使环境得到美化和修复。它的使 用不仅使农村污水得以处理并实现中水回用，保护了地下水 资源，也为污水处理节省了大量资金且不用专人进行操作，几 乎没有运行成本和设备折旧，改善了人居环境。

5结束语

农村生活污水排量较大，容易对地下水造成一定程度的 污染。小型的垂直流人工湿地建设和运行费用都比较低、处理 效果好、便于操作管理，而且还有较高的景观生态价值。目前， 垂直流人工湿地是一个重点的研究课题，在对垂直流人工湿 地进行工程设计优化时，增加了基质层的填充，使得垂直流人 工湿地污水处理更好的适用于农村分散的污水处理环境，随 着技术水平的不断进步，垂直流人工湿地污水处理这种方法 会更加的完善，同时也会更好的为农村生活污水的处理提供 便利。

参考文献

[1] 宋荣荣.小型垂直流人工湿地处理农村生活污水的探索[].环境与 生活，2014(6):98.[2] 刘建，胡啸，李轶.垂直流人工湿地处理农村分散生活污水的应用 与工程设计[].水处理技术，2011，06:132~135.

[3] 应俊辉.利用人工湿地处理农村生活污水的研究[].安徽农业科技， 2007,35(4)：1104-1105.[4] 陈和平，张慎，朱建林，高华生，张德民.厌氧接触氧化池/垂直流人 工湿地处理农村生活污水[].宁波大学学报（理工版），2008,04:568~ 570.

[5] 陈世朋.小型垂直流人工湿地处理农村生活污水的研究[].中国人 民大学，2007.

[6] 李芳.垂直流人工湿地处理农村生活污水的试验研究[].华东交通 大学，2011.

pH6-9

COD(mg/L)BOD5(mg/L)氨氮(mg/L)

120

30

25

磷（mg/L)

1

人工湿地对各项水质指标的净化效果如表2〜3。

表2

项目

数值

进水(mg/L)

出水（mg/L)

去除率(豫）

CODBOD5

252

进水(mg/L)

110

出水（mg/L)

56.35

去除率(豫）

127

进水（mg/L)

20

出水（mg/L)

78.74

去除率(豫）

氨氮

j

35

进水（mg/L)

17

出水（mg/L)

48.57

去除率(豫）

磷

1.14

表3

0.3172.81

J

J

项目数值

进水(mg/L)

出水（mg/L)

去除率(豫）

CODBOD5

J

259

进水(mg/L)

112

出水（mg/L)

56.76

去除率(豫）

D

137

进水（mg/L)

37

出水（mg/L)

72.99

去除率(豫）

氨氮

D

33

进水（mg/L)

15

出水（mg/L)

.55

去除率(豫）

磷

1.010.3565.35

收稿日期:2017-11-2

4.6结果

采用组合工艺处理生活污水，对BOD5、氨氮、总磷和总氮

都有明显的去除效果，出水可以稳定达到《国家污水综合排放 标准》（GB78-1996)中的二级排放标准（见表4~5)。

4.7注意事项及结论

2

该实验依据农村具体情况和自然地理条件，优化不同湿