人工濕地污水處理技術
炭廠村是一個十分典型的水污染地區。這一地區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的發展應用過程，來進一步分析農村地區水污染解決的路徑。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現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，德國科學家研發植物過濾系統。在這一系統中，主要起保護作用的成分是蘆葦，因而該系統屬于天然無公害技術，具備顯著的環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系統，并通過系統中的基質、植物、微生物三者之間的相互作用來實現處理污水的目的。
1.2 技術類型
基于工程設計的原理、系統水體流動的差異性，可以將人工濕地污水處理技術的實現形態劃分為3種類型，即水平潛流濕地系統、垂直流濕地系統、表面流濕地系統。水平潛流濕地系統的優勢在于對重金屬、有機物物質的過濾，具有極強的穩定性。垂直流濕地系統造價成本較高，但功能比較完善。表面流濕地系統的優勢在于造價成本低，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的特殊情況有針對性地選擇合理的類型。
1.3 技術的優勢
相較傳統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勢。具體來看：
首先，在成本投入方面。人工濕地污水處理系統在建造的過程中多取材大自然，因而有效地降低成本，且在系統運行的過程中，系統的核心構成——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中良好的去污元素，這些植物和人工濕地污水處理系統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，實現良好的凈化效果。
最后，在功能方面。人工濕地污水處理系統功能齊全，與周邊環境的融合度較高，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，傳統的污水處理系統的功能則相對單一。
2、人工濕地污水處理技術在炭廠村的發展應用
炭廠村位于北京市門頭溝區。該地區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，該村大力開發旅游業，在經濟上取得了豐厚的回報。與此同時，隨著旅游業的興盛，所帶來的以水污染為主的生態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在炭廠村的發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主要借助植物、微生物來實現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類型，以應對季節氣溫變化。
從炭廠村的植被情況來看，炭廠村屬于北方地區，是典型的溫帶季風氣候。這一地區的氣候特別適宜根系發達、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匯流排至污水處理系統。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。整體的人工濕地系統的處理設計流程如圖1所示：
系統的設計參數主要有：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 人工濕地水質監測
水質監測能夠直觀有效地反饋人工濕地污水處理系統的效果。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：該系統在炭廠村運行180d。該地區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。從效果方面來看，人工濕地污水處理技術和傳統的污水處理系統相差不大;從投入成本來看，人工濕地污水處理系統的建造成本僅是傳統污水處理系統成本的50%不到。同時經過處理后的水質合乎國家漁業和農業用水標準，可以在這些產業中得到循環利用。由此來看，人工濕地污水處理系統具有顯著的經濟效益價值，在我國很多地區具備推廣的可行性。
4、結束語
總之，人工濕地污水處理技術作為一種環保高效、成本低廉的新技術值得在越來越多的地區推廣。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的應用，通過可行性分析、設計體系和水質監測、治理效果評估等一系列環節，來探究人工濕地污水處理技術與水污染地區的融合路徑。期待后續研究進一步推廣該技術在其他地區的應用，使得人工濕地污水處理技術發揮更大價值。
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