1、人工構(gòu)建土壤濕地對(duì)農(nóng)村生活污水的處理 農(nóng)村污水現(xiàn)狀我國(guó)有3億多農(nóng)村人口喝不到安全的飲用水，其中大約超過(guò)60%是 因?yàn)槿藶橐蛩貙?dǎo)致的水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。96%的農(nóng)村沒有排水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)，直接排入周邊的河流湖、泊，造成了水環(huán)境的污染。生活污水也是疾病傳播 擴(kuò)散的源頭，容易造成部分地區(qū)傳染病、人畜共生病的肆虐。首先農(nóng)村生活污水一般沒有固定的排污口，排放口比較分散，具有排放量小、點(diǎn)多、面廣等特點(diǎn)。其次農(nóng)村生活污水主要包括洗滌、洗浴和廚房用廢水及人、畜、糞、尿和家禽養(yǎng)殖廢水，具有污染物成分簡(jiǎn)單，易處理，水量變化大等特點(diǎn)。農(nóng)村污水的特殊性農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的農(nóng)村污水處理技術(shù)有化糞池、沼氣池、氧

2、化塘、土地處理、氧化溝等。國(guó)際主要應(yīng)用生物膜技術(shù)、人工濕地、土地處理等。人工濕地是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，具有高效率、低成本、出水品質(zhì)高，但其占地面積大、衛(wèi)生條件差、受季節(jié)影響大。土地處理系統(tǒng)是在用污水灌溉農(nóng)田的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的也是一種污水處理的生態(tài)工程技術(shù)。但土地處理系統(tǒng)不適合處理有機(jī)負(fù)荷大、酸堿度高的污水，因?yàn)橥寥罍\層容易發(fā)生嚴(yán)重的堵塞，另外處理效果也與當(dāng)?shù)赝寥李愋陀嘘P(guān)系。本實(shí)驗(yàn)采用的處理系統(tǒng)借鑒了土地處理系統(tǒng)和人工濕地的優(yōu)點(diǎn)，并取長(zhǎng)補(bǔ)短開發(fā)了有自身特色的新型污水處理技術(shù)。 試驗(yàn)裝置共四層：第一層為綠化層，第二層為土壤層，第三層為活性污泥基質(zhì)層主要為活性污泥 粘土和沙子，第四層為碎

3、石層，碎石直100mm150mm依次增加。氣候條件：試驗(yàn)地安徽蚌埠屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，雨量充沛，四季分明。年平均氣溫15.1度，1月氣溫最低，平均氣溫1度，7月氣溫最高，平均氣溫28.7度。年降水量905.4mm，夏季467.4mm，春季200.5mm,秋季160.7mm,冬季70.4mm。人工土壤濕地自2010年10月開始啟動(dòng)，采用連續(xù)進(jìn)水方式。系統(tǒng)經(jīng)歷了啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行階段，啟動(dòng)階段主要以植物生長(zhǎng)和培養(yǎng)微生物為目的。2010年11月系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段正式試驗(yàn)。配水：試驗(yàn)中系統(tǒng)進(jìn)水采用模擬蚌埠地區(qū)生活污水配水，系統(tǒng)進(jìn)水量150L/d,連續(xù)進(jìn)水，水力停留時(shí)間為2.5天，水力負(fù)荷為0.14m/(

4、m*d)。取樣：2010年11月至2011年10月進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，分析進(jìn)水 出水及沿程取樣管的水質(zhì)，每周兩次下午5點(diǎn)取樣。檢測(cè)方法：樣品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按照國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行污染指標(biāo)測(cè)定。季節(jié)變化對(duì)CODcr變化的影響圖二表明，從總體趨勢(shì)來(lái)看，隨季節(jié)的變化濕地中CODcr的變化依次是：夏季春季秋季冬季。4,5月份為春季，植物生長(zhǎng)迅速，根系對(duì)有機(jī)物的吸收在增加。在夏季達(dá)到頂點(diǎn)，最高達(dá)90%。在8月份植物由成熟逐漸枯萎，對(duì)有機(jī)物的吸收也開始降低。值得注意的是季節(jié)的變化即植物的生長(zhǎng)狀態(tài)對(duì)CODcr的總體變化趨勢(shì)影響并不大，在冬季，CODcr去除率仍達(dá)74%，出水CODcr仍低于40mg/l。可見植

5、物在CODcr去除過(guò)程中作用并不占主要地位，甚至較小。氨氮去除效率的季節(jié)性變化規(guī)律從圖三中可以看出，氨氮的去除效果隨季節(jié)的變化趨勢(shì)與CODcr，但變化程度要較CODcr大很多，由此可見氨氮的去除效果更容易受季節(jié)變化的影響。主要原因是，人工土壤濕地中氨氮的去除主要依靠好氧硝化細(xì)菌的硝化作用和植物的吸收作用。硝化細(xì)菌為好氧微生物，對(duì)溫度的變化非常敏感，夏季溫度高，硝化細(xì)菌的活性高數(shù)量多，同時(shí)植物光合作用增加了水中的氧，有利于硝化作用;另一方面夏季對(duì)氨氮的吸收也增強(qiáng)，吸收率98%。秋季植物枯萎對(duì)氮的吸收下降，溫度降低也使硝化細(xì)菌活性降低，導(dǎo)致氨氮去除率下降。由于土壤層起到一定保溫作用，使處在系統(tǒng)中部

6、的硝化細(xì)菌在冬天也能保持一定的活性。TP去除效率的季節(jié)變化規(guī)律從圖4可以看出，夏季總磷去除率最高，春秋冬季的總磷去除率相差不大，總體變化趨勢(shì)同CODcr，但變化程度要比CODcr大很多。土壤濕地中磷主要通過(guò)植物吸收和土壤吸附及土壤的物理化學(xué)作用去除，微生物作用較小。土壤對(duì)磷的作用不收季節(jié)和溫度的影響，因此總磷去除率變化趨勢(shì)較為緩和，克服了人工濕地的缺點(diǎn)。夏季氣溫高，植物生長(zhǎng)處于旺盛期植物的吸收及根系的生長(zhǎng)對(duì)磷的截留利用程度大，總磷的去除率也達(dá)到了90%。 由于土壤濕地處理系統(tǒng)效果在8月份處于中等水平，具有代表意義，因此，選取2011年8月15日到8月21日的檢測(cè)數(shù)據(jù)展現(xiàn)污染物隨垂直方向的變化趨

7、勢(shì)。從圖5可以看出，進(jìn)水CODcr濃度有波動(dòng)（167203mg/l），但出水CODcr濃度均低于50mg/l，穩(wěn)定達(dá)到城鎮(zhèn)污水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。這說(shuō)明人工土壤濕地處理系統(tǒng)具有一定的耐沖擊負(fù)荷能力。污水通過(guò)植物土壤層、好氧微生物層，CODcr即降低至50mg/l以下。根據(jù)CODcr關(guān)于季節(jié)變化對(duì)去除效率的結(jié)論，可以得出以下結(jié)論：土壤和好氧微生物對(duì)有機(jī)物的去除有很大的作用。污染物，土壤層被截留下來(lái)，為微生物的生長(zhǎng)提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而由于系統(tǒng)中部設(shè)有水平布?xì)夤?，有利于好氧微生物的生長(zhǎng)，更強(qiáng)化了微生物對(duì)有機(jī)物的吸收和降解，解決了土地處理系統(tǒng)和人工濕地對(duì)CODcr去除效率較低的問(wèn)題。如圖6所示氨氮的去除主要集

8、中在植物土壤層和好氧微生物層，這與氨氮的去除機(jī)理是相符合的。.氨氮經(jīng)過(guò)植物根系的吸收和表層土壤中硝化細(xì)菌的作用，氨氮濃度降低至20mg/l以下。.氨氮被處于系統(tǒng)中部的好氧微生物層的硝化細(xì)菌和其他好氧微生物進(jìn)一步的吸收和利用，其濃度降低至10mg/l以下。.進(jìn)入兼氧缺氧層，被兼氧和厭氧微生物利用由于該類微生物的活性較弱對(duì)氨氮的需求較小，因此作用較小，氨氮濃度降至8mg/l以下。但此層中存在的反硝化細(xì)菌可以利用硝態(tài)氨，將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)忉尫诺酱髿庵?。磷在人工土壤濕地中去除的原理主要包括微生物的正常同化作用、聚磷菌的過(guò)量攝磷作用、土壤的物理化學(xué)作用及植物根系的吸收。污水中磷主要以正磷酸鹽、多磷酸鹽、有機(jī)磷酸酯的形式存在，而磷酸鹽極易在土壤中產(chǎn)生化學(xué)沉淀固定下來(lái)，而土壤中的次生粘土礦物也容易吸附和