1、小城鎮的污水特點(diǎn)及處理現狀

近20年來(lái)，城市化進(jìn)程逐步加快，廣大小城鎮迅速崛起，城鎮人口快速增加，過(guò)快的人口增長(cháng)帶來(lái)了小城鎮的水環(huán)境問(wèn)題，尤其那些人口密度高、工業(yè)相對集中的小城鎮生活污水處理系統還不完善，大部分生活污水的隨意排放導致小城鎮生活污染源成為水污染的主要來(lái)源。小城鎮生活污水主要來(lái)源于居民日常淘米、洗菜、洗澡和洗廁廢水，這些污水中氮、磷含量高，生活污水水量占城鎮污水排放的50％以上，污水水質(zhì)和水量不穩定，懸浮物成分高。

2、人工濕地技術(shù)定義和去污機理

2．1 工濕地的定義

人工濕地是基于物理化學(xué)和生物對有機物、氮磷等吸附降解，通過(guò)人工設計模擬天然濕地的植物理化環(huán)境結構作為反應平臺來(lái)進(jìn)行污水處理的小型人工生態(tài)系統。人工濕地的設計原理來(lái)自天然濕地，其不同在于人工濕地是對污水特點(diǎn)進(jìn)行分析后，為達到一定的凈化和水質(zhì)標準而人為設計的具有一定配料比的帶有植物和去污有益菌的生態(tài)化濕地系統。人工濕地系統填料部分以土壤和巖石為主，被放入具有一定長(cháng)度、寬度、高度和地面坡度的床體中，并設計一定的污水流量促進(jìn)其在床體的填料縫隙滲流，在滲流過(guò)程中，人工濕地系統從填料充填床體為植物成長(cháng)的載體，由于污水中含有較多的重金屬離子和氮磷元素，一般選擇易于成活耐鹽堿的植物。

2．2 人工濕地污染物去除機理

城鎮生活污水的主要污染物包括有機物(COD)、總氮(TN)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)及總懸浮物(SS)。污水中的氮磷主要利用系統植物對這些元素的吸收，再通過(guò)新陳代謝作用將這些元素變成植物機體的一部分或者通過(guò)新陳代謝將其轉化為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大”氣中。另外，植物根系中大量的有益微生物如聚磷菌能對磷吸收降解。對于不溶性有機物，人工濕地中的填料可通過(guò)沉淀、過(guò)濾作用來(lái)完成去除，而可溶性有機物則通過(guò)植物根系中生物膜對有機物的吸附及生物降解過(guò)程完成?？傊?，人工濕地技術(shù)能通過(guò)自身填料和植物系統完成對不溶有機物和可溶有機物中氮磷的去除，在去污的同時(shí)通過(guò)對有機物的吸收轉化為微生物生長(cháng)所需的元素和物質(zhì)，實(shí)現對城鎮生活污水的處理。

2．3 人工濕地在污水處理中的優(yōu)勢

人工濕地對污水的處理效率高，研究數據表明，人工濕地對污水中BOD5的去除率在高達85％，COD去除率可達80％以上，對于BOD的濃度在10mg／L以?xún)取?/span>SS濃度在20mg／L以?xún)鹊?/span>N的去除率超過(guò)65％，對P的去除率超過(guò)90％，同時(shí)系統對農藥類(lèi)、細菌總數等去除率超過(guò)90％。不同人工濕地類(lèi)型，統一濕地類(lèi)型不同的填料和植物對于不同水質(zhì)的污水有著(zhù)不同的去污效果，因此可根據生活污水中污染物的濃度等水質(zhì)特征設計不同的填料，以實(shí)現最好的去污效果，充分發(fā)揮其靈活的優(yōu)勢。人工濕地處理系統對于資金和技術(shù)要求不高，其建造和運營(yíng)投資成本低，技術(shù)要求不高，為日常運營(yíng)和維護管理帶來(lái)了極大的便利。此外，由于人工濕地和自然濕地一樣，能在處理污水的同時(shí)綠化環(huán)境，還能消除熱島效應，在為人們提供城市生態(tài)景觀(guān)的同時(shí)也能改善氣候環(huán)境。

3、人工濕地在生活污水處理中的效果分析

3．1 實(shí)驗設計

本文以表面流一垂直流復合裝置為例，表流裝置部分的長(cháng)、寬、高分別為80cm、40cm、50cm，垂直流部分的載體長(cháng)、寬、高為40cm×40cm×80cm，上部開(kāi)口，下部設計排出口便于污水排出，反應裝置右側的集水槽與反應裝置底部連通，高處通過(guò)篩板與表流反應裝置相連。樣品取自南方某城鎮小區生活污水管道，通過(guò)測定，所取樣品中污染物濃度范圍為：COD為98．4~525．2mg／L；TN為23．3～329．8mg／L；TP為4．9-9．9mg／L；NH3-N為42．5～179．3mg／L。填料為陶瓷粒；卵石和火山巖碎屑巖。陶瓷環(huán)和火山巖良好的孔滲條件能為微生物繁殖提供生存空間，并能吸附一定的TP；卵石粒徑較大為支撐填料，將其鋪設在垂直流反應裝置的底部，便于垂直流反應裝置中水順利暢通。蘆葦莖稈直立，其葉、葉鞘、莖、根狀莖和不定根都具有通氣組織，故其垂直流部分的植物；鳳眼蓮莖葉懸垂于水上，蘗枝匍匐于水面，須根發(fā)達，分蘗繁殖快，管理粗放，選擇其作為表流部分植物。實(shí)驗開(kāi)始后每周3次以垂直流部分的進(jìn)水及出水處和表流反應裝置的出水處為采樣點(diǎn)，并測定污染物質(zhì)的含量。

3．2 實(shí)驗結果分析

3．2．1 COD。

垂直流一表流所組合人工濕地系統對有機物去除效果較好，總去除率超過(guò)75％。研究表明，實(shí)驗開(kāi)始時(shí)進(jìn)水COD濃度變化范圍比較大，表流部分出水COD濃度相比于垂直流部分小。反應后期垂直流環(huán)境溫度增加，填料上生物膜的生長(cháng)到達一定的數量，能使大量有機物通過(guò)強氧化作用大幅度提高濕地系統的處理效率。

3．2．2 TN。

反應前期TN的總去除率在20％-25％之間，處理效率較低。垂直流反應裝置中的蘆葦對水中的氮磷能夠直接吸收，鳳眼蓮中根系微生物的對氮磷的吸收有著(zhù)良好的降解。反應后期TN生活污水的濃度達到150mg／L后，垂直流部分的TN濃度快速下降，低至100mg／L以下，對于TN的去除率超過(guò)70％。

3．2．3 TP。

反應前期垂直流部分對TP的吸收，使得該階段的TP去除率高達45％。反應后期垂直和水平兩部分反應裝置去污效果穩定，垂直流部分TP的出水濃度穩定在3．5mg／L以下，而且進(jìn)水濃度穩定，去除率始終能保持在60％以上。

3．2．4 NH3一N。

反應裝置污水去除率在在35％以上，NH3一N的去除率超過(guò)95％，這是由于蘆葦的根系一方面生長(cháng)改善了土壤滲透環(huán)境；另一方面蘆葦的根系中硝化細菌發(fā)達，其硝化作用加快了NH3一N的降解揮發(fā)。此外，風(fēng)眼蓮在表流部分也對NHa-N具有很強的去除效果。

4、結語(yǔ)

研究表明，垂直流一表流所組合人工濕地系對小城鎮生活去污具有較高的處理效率，對于COD、TN、TP、NH3一N的去除率分別達75％、70％、60％和55％以上。整個(gè)系統對污水中污染物的處理在填料表面、植物根系以及微生物膜中完成，空間占用小，去污效果好，加上植物本身的綠化作用帶來(lái)了一定的景觀(guān)效應，具有良好的發(fā)展前景。（來(lái)源：安徽省城建設計研究總院有限公司）