我國水資源面臨著“水多、水少、水臟、水渾”四大問題。總體而言,我國農村生活污水治理尚處于起步階段。中國大多數地區(qū),尤其是中西部地區(qū),還未開展農村生活污水治理工作。大部分農村地區(qū)生活污水都是不加處理,直接排放到自然水體。很多農村無力建設排水管網系統,以及集中的污水處理設施。
建設部2005年《村莊人居環(huán)境現狀與問題》調查報告顯示,超過90%的村莊沒有合理的污水處理系統。水利部2013年對全國農村生活排水典型(涉及16個省、市、自治區(qū))調查顯示:沒有經過處理的生活污水直接排放村莊占調查村莊總數的67%。東部調查村莊數的40%、中部調查村莊數的94%和西部調查村莊數的73%生活污水直接排放。有污水處理措施村莊僅占調查村莊總數的6.1%。
家庭式人工濕地污水處理系統由具有透水性的各類人工填料、水生植物、微生物群落、填料表面及內部流動的水體等幾部分組成。
一是根據宅院地形確定建造濕地的類型。人工濕地主要表流型、水平潛流型、垂直潛流型及混合性四種類型。每種類型在污水處理中各有利弊,在實際運用中如何選擇和搭配,揚長避短是關鍵。經過WWF的實際運用,在農村生活污水的處理上主要提倡以水平潛流加表流為主,或表流加水平潛流加表流。
二是根據“預處理加人工濕地加濕地生態(tài)經濟塘”的組合思路做整體規(guī)劃。預處理階段廚房廢水通過格柵濾除粗大雜質后,與廁所沖洗廢水一起排入改進型三格化糞池(三格容積比為2:1:3),通過厭氧發(fā)酵處理使生活污水得到初步降解,提高其可生化降解性,同時實現水質、水量調節(jié)作用,從而降低人工濕地處理負荷。根據實際地形和可用土地面積,采用多級水平潛流人工濕地對化糞池出水進行深度處理。
三是填料選擇。填料一方面通過吸收、吸附、離子交換、絡合反應等物理化學途徑來凈化污水中的污染物;另一方面為微生物及植物的生長提供穩(wěn)定依附表面,常用的填料有粗砂、礫石、沸石、石灰石等,所選填料應比表面積大、孔隙率高、吸附能力強、水頭損失小、穩(wěn)定性好,以利于增加生物量、防止系統堵塞、提高使用壽命。
四是選擇人工濕地的植物。目前全球發(fā)現的濕地植物有6700余種,但是已經被應用于濕地污水處理的只有幾十種,大概分為漂浮植物、根莖植物、挺水植物、沉水植物幾種。漂浮植物中常用作人工濕地系統處理的有水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。根莖、球莖及種子植物主要包括睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角、薏米、芡實等。挺水草本植物包括蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、草、水蔥、水莎草、紙莎草等,為人工濕地系統主要的植物選配品種。沉水植物是指整個植株都生活于水中,只在花期將花及少部分莖葉伸出水面的水生植物,如蓖齒眼子菜、菹草、金魚藻、輪葉狐尾藻、大茨藻、角茨藻、輪葉黑藻,沼生植物如莎草、藨草、燈心草等。植物的種類不同地區(qū)有不同選擇,在四川,濕地植物可以選擇風車草、美人蕉、鳶尾、狐尾藻等具有較強凈化能力常見物種,總而言之,需要篩選凈化效果好、生態(tài)經濟價值高的濕地植物。
關于建造費用和建筑周期:人工濕地的建造材料主要是水泥、磚、砂石、土壤及排污管,農村建材市場就能滿足需要,建造技術也簡單,一般鄉(xiāng)村建筑施工隊伍即能勝任。由于取材容易,每平方米費用只需600到800元左右,不同地區(qū)因建材和勞動力成本不同而有差異。家庭式人工濕地的建設周期一般為一周左右。建成后無需動力裝置,管理成本低,占地面積小,靈活程度高。在中國南方如果日排污量為1噸污水的話,那么大約需要10到15平方米大小的人工濕地就能把污水盡數處理掉,而且可以根據地形變化來設計,形態(tài)可以多樣化,還可根據排污量的變化不斷調整、優(yōu)化。排污量增加,只需再增加處理單元即可。
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