东莞市虎门港管理委员会 523980
摘要：人工湿地法处理废水的技术是目前国际水处理研究领域的热点。文章简述该方法利用生态系统中物质循环的特点使污染物质得以去除，具有节能、无污染、管理费用低的特点，对农村水污染控制提出了一些建议。
关键词：生态湿地；水污染控制；农村
前言
由于我国城镇化步伐的加快，农村经济发展和生活水平有了提高，与此同时也使得农村水环境状况也日益严峻。湿地尤其是人工湿地的研究对水污染的控制具有重要意义,目前对全球湿地水污染的估计差异较大,由于湿地实际上是许多具有不同结构与功能的生态系统的集合，因此与其他生态系统相比人工湿地生态系统的区域污染控制评估变得非常困难而复杂,总体上看人工湿地生态系统的水污染控制研究还非常薄弱。
一、农村水污染源
1.1来源及特点
农村污水主要来源于当地居民的生产、生活污水、生活垃圾、人畜粪便、农田产生的面源污染(农田径流和农田固废物)以及旅游污染。排放的污水主要以村民生活污水为主，其特点为分布分散、有机物含量高、可生化性好、有毒有害物质含量低、水质水量波动性大等。
1.2现行的收集方式
由于农村排水设施不完善，距离城市排水系统又较远，且排水管网系统的投资费用高，加上污水收集与集中处理困难，所以污水收集模式应充分考虑当地可利用的有利条件，因地制宜，采用集中处理与分散处理相结合的方法。目前，农村污水收集模式主要有集中收集模式、分散收集模式以及管网截污收集模式。
二、湿地净化污水机理
人工湿地是一种由人工模拟自然湿地建造和监督控制的生态系统，它利用与自然生态系统相似的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对氮、磷等有机污染物的去除。污水流过湿地，经沉淀、过滤、吸附、离子交换、微生物分解以及植物吸收等过程，实现对污水的处理以及对水环境的修复，同时还可提高生物多样性及美化生态环境，具有一定的经济效益和生态环境效益。生化反应主要指微生物在好氧、兼氧及厌氧状态下，通过开环、断键分解成简单分子、小分子等作用，实现对污染物的降解和去除。其中构成人工湿地的四个基本要素都具有单独的净化污水能力，尤其是人工湿地基质中微生物类群在人工湿地污水净化过程中起到重要的作用。
2.1有机污染物的去除机理
人工湿地对废水的净化处理包括了物理、化学和生物三种作用。湿地系统在运转时,填料表面和植物根系由于大量微生物的生长而形成生物膜。废水流经生物膜会使大量的SS被填料和植物根系阻挡截留;有机污染物也通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。湿地床系统中因植物根系对溶解氧的传递释放,使其周围环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态,保证了废水中氮、磷不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收,而且还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用将其从废水中去除。污染物最终通过湿地床填料的定期更换或收割栽种的植物从系统中去除,人工湿地中各种物质的迁移和转化过程(见图1）。
2.2氮去除机理
污水中氮主要以有机氮和氨氮的形式存在，在处理过程中有机氮首先被异养微生物转化为氨氮，而氨氮在硝化菌的作用下被转化为亚硝态氮和硝态氮，通过反硝化菌以及植物根系的吸收作用而从系统中去除。人工湿地生态系统氮素去除途径主要为水生植物吸收、微生物的硝化和反硝化以及挥发等。氮在湿地系统生物化学循环较复杂，包括七种价态的转换，氮的转换受氧化还原特性及微生物分解过程的影响。研究表明，污水中的无机氮作为植物生长过程不可缺少的物质而直接被植物摄取，并合成植物蛋白质等有机氮，通过植物的收割可使之去除，但这部分仅占总氮量的8%－16%，不是主要的脱氮过程。
2.3磷去除机理
污水中无机磷是植物生长所必需的营养物质，植物吸收无机磷同化合成ATP,DNA和RNA等有机成分，通过对植物的收割而将磷从系统中去除;另一方面，微生物吸收磷，通过聚磷菌对磷的过量积累，将其从湿地水中去除。传统二级污水处理工艺，微生物对磷的正常同化吸收一般只能去除进水中磷含量4.5010－14010，主要由聚磷菌的过量摄磷作用实现的。人工湿地由于植物光合作用及呼吸作用(光反应和暗反应)的交替进行，植物根系输氧量的多少随光照强度而相应地发生变化，湿地床内不同区域耗氧速率不同，致使基质内部交替地出现好氧和厌氧状态，利于微生物对磷的释放和积累作用的发生;床体填料对磷的吸收及与磷酸根离子的化学反应(如离子交换作用等)，对磷的去除亦有一定的作用。含铁质和钙质的填料可与水中的磷酸根反应而沉淀下来，也有利于磷的去除。上述三种磷去除作用强弱不同，一般以植物对磷的吸收为主(如芦苇等快速且长期生长的挺水性植物对磷的需求量大)。人工湿地中磷的去除是由植物的吸收、填料床的沉淀过滤固结及微生物的积累协同作用完成的。
三、人工湿地的规划及水污染进行控制
3.1人工湿地的规划与设计原则
（1）遵重湿地自然生态过程；（2）充分利用自然资源；（3）提高自然生态系统抵御千扰的能力；（4）维护湿地生态系统具有功能；（5）恢复湿地考虑生态交错带特点；（6）注重生态系统的功能发挥；（7）防止外来种入侵和生物的死亡；（8）要有足够的时间；（9）模拟自然系统的现状和景观分布格局；（10）要遵循生态工程学的原理和设计原则及要求。
3.2人工湿地的规划方法
人工湿地规划并不是综合性的景观规划，而是只关注在大片景观基质中构建线性网络空间的专项规划。虽然人工湿地的规划实践已经有多年的历史，但只到20世纪60年代以来,才将人工湿地作为系统的规划纳入到景观保护和规划中,纳入到开放空间的规划中。
3.2对农村水污染进行控制。
(1)增强村民的环境保护意识，加强村民的社会参与度。(2)进行产业结构调整。因农村污水主要来源于农业面源污染，所以改善农村的产业结构中的比重，多发展生态农业，发展生态旅游，发挥生态湿地的景观效果。(3)退耕还林，退田还湖。由于村落中的植被物种单一，原有的生态系统退化，生态机能基本丧失，所以亟须重建和修复村落生态系统，提高系统的物种多样性，以增强其纳污能力。(4)完善村落污染治理设施。农村污水成分较简单，通过排水管网及排水沟集中收集、处理排放或用于灌溉;景区污水中含有餐饮废水、洗车废水等，成分较复杂，所以应建立相对独立的收集、处理设施;生活垃圾分类堆放，回收可再次利用的部分，提高资源利用率，降低其再次污染概率;人畜粪便集中堆放，可用作农田肥料、池塘鱼类饵料等。
结语
现在农村正处于产业结构转型的新时期，在发展经济的同时，能保护好生态环境，已成为今后农村污水处理技术研究的方向。因此，加强对农村水污染问题的研究，及时采取有效控制、治理的措施，对加快我国农村环境综合整治及生态文明建设具有重要的现实意义。
参考文献
[1]陈建伟，等人.中国湿地环境问题研究的现状及展望[J].林业资源管理2001（04）
[2]张甲耀，等人.潜流型人工湿地污水处理系统氨去除及氨转化细菌的研究[J].环境科学学报1999（02）
[3]高拯民，城市污水土地处理利用设计手册[Z].北京:中国标准出版社,1990.
论文作者:谢伟权
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/10
标签：湿地论文; 污水论文; 微生物论文; 植物论文; 水污染论文; 生态系统论文; 农村论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;