摘要：目前我國農(nóng)村水環(huán)境污染現(xiàn)狀不容樂觀，通過對(duì)近年來新興的人工濕地污水處理技術(shù)進(jìn)行總結(jié)歸納，分析此項(xiàng)治污技術(shù)將對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的改善帶來良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：人工濕地,農(nóng)村生活污水,應(yīng)用
近年來，農(nóng)村水污染嚴(yán)重，水環(huán)境狀況越來越惡化，污染事故時(shí)有發(fā)生，不僅對(duì)糧食造成減產(chǎn)，而且直接威脅著廣大農(nóng)村地區(qū)農(nóng)民的身體健康。由于大量生產(chǎn)和生活廢棄物未經(jīng)處理直接排入水體，加之公共衛(wèi)生設(shè)施跟不上發(fā)展的需要，農(nóng)村飲用水源大多受到污染，我國9.196 億鄉(xiāng)村人口中大量人口飲用水不安全。農(nóng)村水環(huán)境既是農(nóng)村大地的脈管系統(tǒng)，對(duì)雨、洪、旱、澇起著調(diào)節(jié)作用，又是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生命之源。因此，保護(hù)好農(nóng)村水環(huán)境是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)。
1 人工濕地簡(jiǎn)介
1.1 人工濕地的概念及特點(diǎn)
人工濕地是近年來迅速發(fā)展的生物—生態(tài)治污技術(shù)，可處理多種工業(yè)廢水，包括化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各類廢水，后又推廣應(yīng)用為雨水處理[1-2]。這種技術(shù)已經(jīng)成為提高大型水體水質(zhì)的有效方法。人工濕地的顯著特點(diǎn)之一是其對(duì)有機(jī)污染物有較強(qiáng)的降解能力。廢水中的不溶性有機(jī)物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留進(jìn)而被微生物利用；廢水中可溶性有機(jī)物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。隨著處理過程的不斷進(jìn)行，濕地床中的微生物也繁殖生長，通過對(duì)濕地床填料的定期更換及對(duì)濕地植物的收割而將新生的有機(jī)體從系統(tǒng)中去除。
1.2 人工濕地污水處理技術(shù)原理
人工濕地的工藝原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重共同作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化。這種濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合組成填料床，污染水可以在床體的填料縫隙中曲折流動(dòng)，或在床體表面流動(dòng)。在不同材質(zhì)、不同粒徑配比的基質(zhì)填料上種植特定的處理性能好、成活率高的凈水植物，形成一個(gè)獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境，對(duì)污染水進(jìn)行處理，從而成為人工建造的、可控制的、工程化的濕地生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)污水通過濕地系統(tǒng)時(shí)，其中的污染物質(zhì)通過沉積、過濾、吸附和分解等作用得到凈化。同時(shí)，人工濕地中的植物除了增加濕地基質(zhì)的透水性，還能與周圍環(huán)境的原生動(dòng)物、微生物等形成各種小環(huán)境，通過氧的傳遞，形成特殊的根際微生態(tài)環(huán)境，這一微生態(tài)環(huán)境具有很強(qiáng)的凈化廢水的能力。研究表明，城市污水在3~5 h 內(nèi)流過200 hm2 以上的沼澤濕地后，硝酸鹽即可減少63%，磷減少57%。人工濕地對(duì)磷的去除是通過植物的吸收、微生物的積累和填料床的物理化學(xué)等幾方面的共同協(xié)調(diào)作用完成的。由于該系統(tǒng)出水質(zhì)量好，適合于處理飲用水源，或結(jié)合景觀設(shè)計(jì)，種植觀賞植物改善風(fēng)景區(qū)的水質(zhì)狀況。其造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)遠(yuǎn)低于常規(guī)處理技術(shù)。英、美、日、韓等國都已建成一批規(guī)模不等的人工濕地。
2 人工濕地技術(shù)在我國的應(yīng)用和發(fā)展
人工濕地處理污水是我國近年來才興起的一種新型生態(tài)處理法。作為一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益[3]。
2.1 復(fù)合垂直流人工濕地技術(shù)
近年來，我國不斷地對(duì)人工濕地處理技術(shù)加以深入研究和實(shí)踐，中國科學(xué)院水生生物研究所的專利———復(fù)合垂直流人工濕地技術(shù)在海南推廣使用，并取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其突出優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)凈化功能強(qiáng)，劣Ⅴ類的地表水經(jīng)過處理后出水指標(biāo)可達(dá)到Ⅱ~Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，原生活污水經(jīng)過處理可達(dá)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB/T8978-1996 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。這一技術(shù)不僅可對(duì)污水進(jìn)行集中處理，而且可因地制宜進(jìn)行分散處理，這一系統(tǒng)常年運(yùn)行比較穩(wěn)定，即使在冬季也有較好的凈化效果[4]。工程建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用較低也是人工濕地技術(shù)的重要特點(diǎn)。采用復(fù)合垂直流人工濕地技術(shù)的單位投資成本約1 100 元/t，大約為一般二級(jí)污水處理廠的1/3；運(yùn)行成本低于0.1 元/t，僅為一般二級(jí)污水處理廠的1/6。同時(shí)，這一系統(tǒng)日常運(yùn)行管理維護(hù)只需1 名兼職管理人員。
2.2 組合式人工濕地處理生活污水技術(shù)
“物理—生物—人工濕地”組合的生活污水處理技術(shù)工藝流程為：污水→格柵井→隔油池→調(diào)節(jié)沉淀池→厭氧消化池→生物濾池→填料池→人工濕地→排灌溝渠。這項(xiàng)工藝不需建設(shè)居住區(qū)外的排水管道，投資省；“物理＋生物＋人工濕地”可以分建或合建，利用河塘邊坡、綠化地，不占或少占田地；人工濕地可與小區(qū)綠化有機(jī)結(jié)合，栽種觀賞植物，成為小區(qū)的一個(gè)景觀，可謂一舉多得。人工濕地凈化出水水質(zhì)優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》的Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可直接排入環(huán)境水體中，也可作小區(qū)景觀水體的補(bǔ)充水，或用作農(nóng)灌，在缺水地區(qū)是水資源循環(huán)利用的有效措施。污水處理過程中如地形允許，可利用水位差，無須動(dòng)力提升，故無運(yùn)行能耗，只需少量定期維護(hù)管理的人工費(fèi)。在鄂州市百里長港示范區(qū)磨刀磯村等地，人工濕地已經(jīng)成為農(nóng)村新景觀。通過對(duì)生活污水進(jìn)行處理，農(nóng)村臟、亂、差現(xiàn)象大為改觀，農(nóng)村居民的生產(chǎn)、生活環(huán)境質(zhì)量得到改善和提高。廣大術(shù)、好氧技術(shù)等綜合處理，再利用土地自然凈化或人工濕地凈化處理或農(nóng)田灌溉等技術(shù)同時(shí)也可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多人工濕地處理技術(shù)處理生活污水的技術(shù)文檔。
3 養(yǎng)雞場(chǎng)
目前寧夏灌區(qū)中衛(wèi)等養(yǎng)雞業(yè)集中的地區(qū)在雞糞資源化利用方便主要采取高溫烘干制作有機(jī)肥的方法，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化和產(chǎn)業(yè)化，在雞場(chǎng)的污染控制及資源化利用方面起到了重要的作用。雞場(chǎng)對(duì)環(huán)境污染的另一個(gè)主要方面是臭氣的控制，目前畜禽場(chǎng)臭氣控制方面的研究也比較多，灌區(qū)養(yǎng)雞場(chǎng)可采用吸附及吸收法，向糞便或舍內(nèi)投放沸石、膨潤土、海泡石、凹凸棒石、蛭石、硅藻土等常見的吸附劑來減少氣味的散發(fā)，也可采用化學(xué)與生物除臭法減少臭氣。
雞糞的資源化利用除了有機(jī)肥制作外，間接飼料化利用對(duì)雞糞的營養(yǎng)和資源利用更為充分。因雞糞養(yǎng)分含量比其他動(dòng)物糞中養(yǎng)分含量要高，可利用雞糞養(yǎng)蠅蛆和蚯蚓，蠅蛆和蚯蚓都含有豐富的營養(yǎng)成分，是畜禽和高檔水產(chǎn)養(yǎng)殖的優(yōu)質(zhì)高蛋白飼料，蛆粉和蚓粉可代替魚粉。這種方法其實(shí)是將畜禽糞間接用作飼料，與直接利用相比，飼用的安全性和營養(yǎng)價(jià)值更高。
4 結(jié)語
以上幾個(gè)技術(shù)模式主要結(jié)合寧夏灌區(qū)奶牛、豬、雞等畜禽養(yǎng)殖業(yè)的特點(diǎn)及某些問題初步從糞便、污水等的無害化資源化利用角度提出的建議。而寧夏灌區(qū)畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖業(yè)污染控制及治理等要靠畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等相關(guān)部門的共同的努力，農(nóng)業(yè)、畜牧、環(huán)境工程等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用推廣以及從業(yè)人員的環(huán)保意識(shí)的提高。
畜禽養(yǎng)殖業(yè)自身的飼養(yǎng)管理水平的提高，應(yīng)用合理的配方，改善飼草料結(jié)構(gòu)、應(yīng)用綠色添加劑，選擇適宜的飼喂方式以及合理的用藥等，可從生產(chǎn)過程中減少污染物的排放，減輕對(duì)周圍環(huán)境的影響。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的科學(xué)選址，合理的布局和排污系統(tǒng)、控制養(yǎng)殖規(guī)模等是畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)前的重要環(huán)境污染控制措施。通過劃定禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)和準(zhǔn)養(yǎng)區(qū)等，可避免對(duì)重要水資源、風(fēng)景區(qū)及居民居住區(qū)等造成環(huán)境污染。在保證畜禽養(yǎng)殖業(yè)有充足資金支持的前提下，可以引進(jìn)國內(nèi)外一些先進(jìn)的污染綜合處理技術(shù)及相關(guān)配套技術(shù)。但無論選擇何種技術(shù)模式，一定要根據(jù)寧夏灌區(qū)的自然條件等進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)或組裝，這樣才能取得預(yù)期的污染控制與綜合利用的目的。
目前在畜禽糞便的資源化利用上主要采用的是肥料化還田技術(shù)，畜禽糞便無害化處理后的有機(jī)肥、沼渣、沼液等最終都要通過農(nóng)田回歸自然界。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周圍及配有的土地消納量有限，因此畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)既使采取了糞便無害化處理，但在資源化利用上可能會(huì)有些困難。畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便等的資源化利用，最終可能要走專業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化的路子，結(jié)合當(dāng)?shù)赜袡C(jī)種植業(yè)的發(fā)展才能真正解決污染防治與資源化利用。另外畜禽糞便除肥料化還田技術(shù)外，尋找其他更好的用途和路子，比如牛糞新燃料的開發(fā)等將是另外一種趨勢(shì)。
隨著寧夏灌區(qū)社會(huì)的發(fā)展，規(guī)模化集約化飼養(yǎng)場(chǎng)呈急劇上升趨勢(shì)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境的影響也日益突出。在發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，要樹立和增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，提高對(duì)清潔生產(chǎn)、環(huán)境友好型的生態(tài)畜牧業(yè)重要性的認(rèn)識(shí)和宣傳，發(fā)展既符合當(dāng)?shù)刈匀粭l件，又能改變不良生態(tài)環(huán)境的畜禽養(yǎng)殖業(yè)。保證經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益各方面兼顧，促進(jìn)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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