人工土壤渗滤_湿地系统农村污水分散式处理_孙宗健

目前，农村地区的污水排放量不断增加，60%以上的县城、80%以上的小城镇、90%以上的村庄没有有效的处理设施，往往随意地排入周围的水系之中，造成地表和地下水源的严重污染[1]。“十一五”国家科技支撑计划重大项目中的村镇小康住宅关键技术研究与示范课题明确提出了要研究村镇污水人工湿地处理关键技术，使之成为分散、量少、无集中收集系统的村镇污水处理的主流推广技术之一，本研究符合此重要决策。1人工土壤渗滤-湿地系统构建农村健康水环境的提出1.1我国农村传统的水环境系统随着农村经济、人口的快速发展，以及城镇化的推进，农村给水网络的不断扩大，污水排放与污水治理的传统方式已经不能满足新的污染物处理要求，这就要求开发和建设适应中国新农村的污水处理系统。可以说按照自然界自身规律去恢复自然界的本来面貌，强化自然界自身的自净能力以治理被污染水体，这是人与自然和谐相处的合乎逻辑的治污思路，也是一条治污技术创新的根本之路。1.2人工土壤渗滤-湿地系统的提出本文研究的人工土壤渗滤-湿地系统就是在土地处理技术基础上吸收了现代污水处理技术的先进技术经验，对土地处理技术的占地多，污染负荷低，易发生粘闭、堵塞的缺点进行了改进，并且结合了生态学中生态构建，形成的新型农村分散式污水处理系统。人工土壤渗滤-湿地系统的工艺流程如图1所示。2人工土壤渗滤-湿地系统的构建人工土壤渗滤-湿地系统主要是利用土壤-微生物-植物系统的陆地生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理生活污水及一些工业废水，使水质得到不同程度改善，实现废水资源化与无害化的常年性生态系统工程[2]。2.1人工土壤渗滤-湿地系统的两个反应阶段2.11人工土壤渗滤反应阶段人工土壤渗滤是采用由滤砂和特殊填料组成的人工土壤，模拟和加强土壤对污染物的过滤、吸附以及其中的微生物降解等多种作用，通过这多种作用的相互结合，使废水中的有机物得到分解去除，从而收稿日期：2007-03-28基金项目：国家自然科学基金项目（50539010）作者简介：孙宗健（1977-），男，博士研究生，研究方向为环境模拟与污染控制；联系电话：010-82027782；E-mail：sunzongjian@126.com。人工土壤渗滤-湿地系统农村污水分散式处理孙宗健，滕彦国，王金生（北京师范大学水科学研究院，水沙科学教育部重点实验室，北京100875）摘要:根据仿生学的理论,和自然界恢复能力与自净能力的强化作用,对农村传统的污水处理设施进行合理改善,构建人工土壤渗滤-湿地系统。通过试验,对系统的去除机理和组合优点进行了有益的探索;经过长期的稳定运行,表明即使在进水浓度较高的情况下,系统COD、BOD5去除率分别为70%～90%、70%～80%,TN、NH4+的去除率分别达到70%～95%、80%～95%。关键词:人工湿地;农村污水处理;人工土壤渗滤;分散式中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1000-3770(2007)-082-03图1人工土壤渗滤-湿地系统工艺流程Fig.1Technologicalprocessforartificialsoilinfiltration-wetlandsystem�������������������������������������第33卷第11期2007年11月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.33No.11Nov.,200782DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2007.11.023孙宗健等，人工土壤渗滤-湿地系统农村污水分散式处理达到水质净化的目的。此阶段的反应主体是人工建造；采用了人工土壤回填和简便易行的自然复氧方式提高了水力负荷，系统占地面积大大减小。2.1.2湿地反应阶段湿地处理系统的核心是土壤-微生物-植物系统，该系统具有生命的基本特征，好比一个“活的过滤器”[3]，其本身就是可再生的资源，具有高效、安全、可调控的特征。湿地阶段的突出作用是微生物作用过程和植物作用[4]。系统中的土壤和植物根区环境是一个由大量的细菌、真菌、酵母菌、霉菌、原生动物、后生动物和蚯蚓等构成的相互依存、协同作用、又相互制约的生态系统[5]，污水中的有机质及氮磷等营养素，由于被系统降解和吸收而被去除。2.2人工土壤渗滤-湿地系统构建的技术可行性目前人工湿地系统普遍存在着占地大，负荷低，易堵塞，长期稳定运行困难等难题。本研究立足农村地区特点，结合人工土壤渗滤为预处理技术，开发人工土壤渗滤-湿地联合工艺。人工土壤渗滤作为湿地的预处理工艺主要是强化土壤的快速净化能力，可以在短时间内达到去除污水中污染物质的目的；湿地是一种自然生态，它作为污水深度处理和水体恢复功能的过程，生化作用复杂，自然周期长，污染负荷低；两个过程在整个系统中分工不同，互相协