炭廠村是一個十分典型的水污染地區(qū)。這一地區(qū)在處理污水方面率先引入了人工濕地污水處理技術，并取得了良好成效。本文以炭廠村為案例，結合人工濕地污水處理技術在該地區(qū)的發(fā)展應用過程，來進一步分析農村地區(qū)水污染解決的路徑。接下來本文將做具體探討。
1、人工濕地污水處理技術
1.1 技術原理
人工濕地污水處理技術實質上是依據大自然中一種常見的植物——蘆葦的凈化過濾原理而構建的一種成本低廉、效果明顯的污水處理技術。具體來看，早在1953年，德國專家和學者基于大量的實驗數據信息發(fā)現(xiàn)蘆葦能夠對水中的無機質、有機物進行凈化。也正是基于蘆葦的這一啟發(fā)，德國科學家研發(fā)植物過濾系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，主要起保護作用的成分是蘆葦，因而該系統(tǒng)屬于天然無公害技術，具備顯著的環(huán)保性和低成本性特點。該技術從1977年開始在西方逐步推廣，并得到西方國家的廣泛認可。從該技術的構建層面來看，人工濕地的主要成分是人工基質。利用人工基質、水生植物來構建獨立的生態(tài)系統(tǒng)，并通過系統(tǒng)中的基質、植物、微生物三者之間的相互作用來實現(xiàn)處理污水的目的。
1.2 技術類型
基于工程設計的原理、系統(tǒng)水體流動的差異性，可以將人工濕地污水處理技術的實現(xiàn)形態(tài)劃分為3種類型，即水平潛流濕地系統(tǒng)、垂直流濕地系統(tǒng)、表面流濕地系統(tǒng)。水平潛流濕地系統(tǒng)的優(yōu)勢在于對重金屬、有機物物質的過濾，具有極強的穩(wěn)定性。垂直流濕地系統(tǒng)造價成本較高，但功能比較完善。表面流濕地系統(tǒng)的優(yōu)勢在于造價成本低，不需要填充人工基質，但對污染水體的凈化能力有限。這3種不同的技術類型有著不同的優(yōu)勢。這就要求我們在選擇人工濕地污水處理技術類型的過程中，充分結合不同的地區(qū)的特殊情況有針對性地選擇合理的類型。
1.3 技術的優(yōu)勢
相較傳統(tǒng)水污染凈化中的二級生化處理方式，人工濕地污水處理技術不論是在成本投入、凈化效果還是在功能方面都具有顯著的優(yōu)勢。具體來看：
首先，在成本投入方面。人工濕地污水處理系統(tǒng)在建造的過程中多取材大自然，因而有效地降低成本，且在系統(tǒng)運行的過程中，系統(tǒng)的核心構成——基質的選擇范圍較廣，土壤、沙石、石灰石都是比較理想的填充物。
其次，在凈化效果方面。人工濕地污水處理技術中的人工基質能夠起到良好的凈化水體作用，同時該系統(tǒng)中的重要組成——水生植物，如燈芯草、浮萍、蘆葦等這些都是人工濕地污水處理系統(tǒng)中良好的去污元素，這些植物和人工濕地污水處理系統(tǒng)中所填充的人工基質能夠去除污染水體中的農藥、重金屬殘留等，實現(xiàn)良好的凈化效果。
最后，在功能方面。人工濕地污水處理系統(tǒng)功能齊全，與周邊環(huán)境的融合度較高，見效快、作用持久，而且具備地面綠化、空氣土壤保濕的功能。相比較而言，傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)的功能則相對單一。
2、人工濕地污水處理技術在炭廠村的發(fā)展應用
炭廠村位于北京市門頭溝區(qū)。該地區(qū)擁有豐富的水資源和綠植、山地等旅游資源。近年來在國家和當地政府的引導下，該村大力開發(fā)旅游業(yè)，在經濟上取得了豐厚的回報。與此同時，隨著旅游業(yè)的興盛，所帶來的以水污染為主的生態(tài)破壞問題也比較突出?；谶@一背景，本文將以人工濕地污水處理系統(tǒng)在炭廠村的發(fā)展應用為主題來展開探究。
2.1 人工濕地污水處理技術在炭廠村應用的可行性分析
從炭廠村的氣候條件來看，人工濕地污水處理系統(tǒng)主要借助植物、微生物來實現(xiàn)對污染水體的凈化作用，而這些植物和微生物受到氣候氣溫的影響。炭廠村位于河北省，氣候是典型的溫帶季風氣候，春季、夏季和秋季比較適宜植物、微生物的生長繁殖，冬季氣候寒冷。因此在炭廠村，我們可以選擇潛流人工濕地系統(tǒng)類型，以應對季節(jié)氣溫變化。
從炭廠村的植被情況來看，炭廠村屬于北方地區(qū)，是典型的溫帶季風氣候。這一地區(qū)的氣候特別適宜根系發(fā)達、生長速度快的水生植物，如水葫蘆、蘆葦、燈芯草、香蒲等等，而這些植物正是構成人工濕地污水處理系統(tǒng)的重要基質。
從炭廠村的污水情況來看，炭廠村產生的廢水主要為村民及游客產生的生活污水和餐廚廢水，預計最高日污水量約為100m3/d。本項目污水產生特點是：污水產生量變化較大，旅游旺季(夏季前后)時游客多，污水產生量較大；旅游淡季(冬季前后)時游客少，污水產生量較小。炭廠村排水體制采用雨污分流制。生活污水經化糞池、餐廚廢水經過隔油池后采用暗管系統(tǒng)匯流排至污水處理系統(tǒng)。雨水由雨水管網就近排放入村內河道中。為保證生活污水達標排放，不對地下水和地表水造成污染，根據《北京市水污染物排放標準》(DB11/307-2013)的要求，本設計方案對炭廠村生活污水提出切實可行、經濟合理的處理措施，確保污水排放達標。
2.2 人工濕地設計
綜合炭廠村的污水產生量、污水排放情況等具體要素分析，目前炭廠村的污水處理日設計處理量可以設定為100t/d。目前炭廠村的水污染中，N、P和有機物是水中的主要污染物。進水BOD、COD=0.5>0.35，建議可以將生化二級處理和人工濕地污水處理相結合。人工濕地污水處理的類型選擇為潛流式人工濕地系統(tǒng)。整體的人工濕地系統(tǒng)的處理設計流程如圖1所示：
系統(tǒng)的設計參數主要有：面積是740m2/座。長寬比例是3∶1。深度、坡度分別是1.6m、0.5%～2%;BOD的復合、水力負荷分別是100kg/hm2/d、0.25m3/m2/d；數量為3座。結構采用磚混材質，尺寸是L×B×H=15m×45m×1.6m，選取的濕地水生植物主要有：浮萍、蘆葦、睡蓮。
2.3 人工濕地水質監(jiān)測
水質監(jiān)測能夠直觀有效地反饋人工濕地污水處理系統(tǒng)的效果。人工濕地污水處理工程投入應用180d之后，相關工作人員對炭廠村的水質污染等一系列數據信息展開搜集檢測?；趯祿畔⒌臍w納、整合，可知目前的水質情況：該系統(tǒng)在炭廠村運行180d。該地區(qū)的生活用水已經完全達到國家和北京市的劃定排放標準。這一點有效地說明該系統(tǒng)效果較為明顯，即人工濕地污水處理技術對污染水體的凈化作用明顯。如圖2所示，目前進水和出水的污染物成分之間的差值區(qū)分度明顯，與最初的設計標準預測一致。
3、炭廠村污水綜合治理效果
人工濕地污水處理技術的效果在上述實踐應用中得到了顯現(xiàn)。從效果方面來看，人工濕地污水處理技術和傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)相差不大；從投入成本來看，人工濕地污水處理系統(tǒng)的建造成本僅是傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)成本的50%不到。同時經過處理后的水質合乎國家漁業(yè)和農業(yè)用水標準，可以在這些產業(yè)中得到循環(huán)利用。由此來看，人工濕地污水處理系統(tǒng)具有顯著的經濟效益價值，在我國很多地區(qū)具備推廣的可行性。
4、結束語
總之，人工濕地污水處理技術作為一種環(huán)保高效、成本低廉的新技術值得在越來越多的地區(qū)推廣。本文以炭廠村為案例，分析了人工濕地污水處理技術在該地區(qū)的應用，通過可行性分析、設計體系和水質監(jiān)測、治理效果評估等一系列環(huán)節(jié)，來探究人工濕地污水處理技術與水污染地區(qū)的融合路徑。期待后續(xù)研究進一步推廣該技術在其他地區(qū)的應用，使得人工濕地污水處理技術發(fā)揮更大價值。( >
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