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人工湿地作为一种生态处理技术，已经在国内外广泛应用于农村生活污水处理中。它通过模拟自然生态系统的方法来净化水质，主要由基质、植物和微生物组成，利用物理吸附、过滤、化学沉淀以及生物降解等过程去除污水中的污染物。

对于农村生活污水的处理，人工湿地系统具有诸多优势：首先，成本相对较低，建设和维护费用不高；其次，能够处理多种类型的有机物、氮、磷等营养物质，并能有效净化水质；再次，它兼具生态和景观价值，可以改善农村环境面貌。在具体应用中，通常将污水引入到多层结构的人工湿地系统内，如垂直流或水平潜流人工湿地，通过不同的植物根系和基质层的作用来进一步去除水中的污染物。

人工湿地技术对于解决农村地区生活污水处理问题具有积极意义，不仅可以减轻传统处理设施的负担，还能减少化学品使用带来的环境影响。同时，合理设计的人工湿地不仅能够改善水质，还能成为乡村休闲公园的一部分，促进当地旅游业发展。因此，在推广和应用过程中需要结合实际情况进行科学规划与管理，确保系统长期稳定运行并发挥最大效益。

人工构建土壤湿地对农村生活污水的处理

Ⅰ我国有3亿多农村人口喝不到安全的饮用水，其中大约超过60%是因为人为因素导致的水质不达标。Ⅱ96%的农村没有排水系统和污水处理系统，直接排入周边的河流湖、泊，造成了水环境的污染。Ⅲ生活污水也是疾病传播扩散的源头，容易造成部分地区传染病、人畜共生病的肆虐。

首先农村生活污水一般没有固定的排污口，排放口比较分散，具有排放量小、点多、面广等特点。其次农村生活污水主要包括洗涤、洗浴和厨房用废水及人、畜、粪、尿和家禽养殖废水，具有污染物成分简单，易处理，水量变化大等特点。

Ⅰ国内应用较多的农村污水处理技术有化粪池、沼气池、氧化塘、土地处理、氧化沟等。国际主要应用生物膜技术、人工湿地、土地处理等。Ⅱ人工湿地是20世纪70年代发展起来的技术，具有高效率、低成本、出水品质高，但其占地面积大、卫生条件差、受季节影响大。Ⅲ土地处理系统是在用污水灌溉农田的基础上发展起来的也是一种污水处理的生态工程技术。但土地处理系统不适合处理有机负荷大、酸碱度高的污水，因为土壤浅层容易发生严重的堵塞，另外处理效果也与当地土壤类型有关系。Ⅳ本实验采用的处理系统借鉴了土地处理系统和人工湿地的优点，并取长补短开发了有自身特色的新型污水处理技术。

试验装置共四层：第一层为绿化层，第二层为土壤层，第三层为活性污泥基质层主要为活性污泥粘土和沙子，第四层为碎石层，碎石直100mm~150mm依次增加。

气候条件：试验地安徽蚌埠属亚热带季风性气候，雨量充沛，四季分明。年平均气温15.1度，1月气温最低，平均气温1度，7月气温最高，平均气温28.7度。年降水量905.4mm，夏季467.4mm，春季200.5mm,秋季160.7mm,冬季70.4mm。

人工土壤湿地自2010年10月开始启动，采用连续进水方式。系统经历了启动和稳定运行阶段，启动阶段主要以植物生长和培养微生物为目的。2010年11月系统进入稳定运行阶段正式试验。配水：试验中系统进水采用模拟蚌埠地区生活污水配水，系统进水量150L/d,连续进水，水力停留时间为2.5天，水力负荷为0.14m³/(m²*d)。取样：2010年11月至2011年10月进行系统监测，分析进水出水及沿程取样管的水质，每周两次下午5点取样。检测方法：样品在规定时间内按照国家环境监测标准的方法进行污染指标测定。

季节变化对CODcr变化的影响

图二表明，从总体趋势来看，随季节的变化湿地中CODcr的变化依次是：夏季>春季>秋季>冬季。4,5月份为春季，植物生长迅速，根系对有机物的吸收在增加。在夏季达到顶点，最高达90%。在8月份植物由成熟逐渐枯萎，对有机物的吸收也开始降低。值得注意的是季节的变化即植物的生长状态对CODcr的总体变化趋势影响并不大，在冬季，CODcr去除率仍达74%，出水CODcr仍低于40mg/l。可见植物在CODcr去除过程中作用并不占主要地位，甚至较小。

氨氮去除效率的季节性变化规律

从图三中可以看出，氨氮的去除效果随季节的变化趋势与CODcr，但变化程度要较CODcr大很多，由此可见氨氮的去除效果更容易受季节变化的影响。主要原因是，人工土壤湿地中氨氮的去除主要依靠好氧硝化细菌的硝化作用和植物的吸收作用。硝化细菌为好氧微生物，对温度的变化非常敏感，夏季温度高，硝化细菌的活性高数量多，同时植物光合作用增加了水中的氧，有利于硝化作用;另一方面夏季对氨氮的吸收也增强，吸收率98%。秋季植物枯萎对氮的吸收下降，温度降低也使硝化细菌活性降低，导致氨氮去除率下降。由于土壤层起到一定保温作用，使处在系统中部的硝化细菌在冬天也能保持一定的活性。

TP去除效率的季节变化规律

从图4可以看出，夏季总磷去除率最高，春秋冬季的总磷去除率相差不大，总体变化趋势同CODcr，但变化程度要比CODcr大很多。土壤湿地中磷主要通过植物吸收和土壤吸附及土壤的物理化学作用去除，微生物作用较小。土壤对磷的作用不收季节和温度的影响，因此总磷去除率变化趋势较为缓和，克服了人工湿地的缺点。夏季气温高，植物生长处于旺盛期植物的吸收及根系的生长对磷的截留利用程度大，总磷的去除率也达到了90%。

由于土壤湿地处理系统效果在8月份处于中等水平，具有代表意义(全套)2011建造师真题及答案，因此，选取2011年8月15日到8月21日的检测数据展现污染物随垂直方向的变化趋势。

从图5可以看出，进水CODcr浓度有波动（167~203mg/l），但出水CODcr浓度均低于50mg/l，稳定达到城镇污水一级排放标准。这说明人工土壤湿地处理系统具有一定的耐冲击负荷能力。污水通过植物土壤层、好氧微生物层，CODcr即降低至50mg/l以下。根据CODcr关于季节变化对去除效率的结论，可以得出以下结论：土壤和好氧微生物对有机物的去除有很大的作用。污染物，土壤层被截留下来，为微生物的生长提供了营养物质，而由于系统中部设有水平布气管，有利于好氧微生物的生长，更强化了微生物对有机物的吸收和降解，解决了土地处理系统和人工湿地对CODcr去除效率较低的问题。

如图6所示氨氮的去除主要集中在植物土壤层和好氧微生物层，这与氨氮的去除机理是相符合的。Ⅰ.氨氮经过植物根系的吸收和表层土壤中硝化细菌的作用，氨氮浓度降低至20mg/l以下。Ⅱ.氨氮被处于系统中部的好氧微生物层的硝化细菌和其他好氧微生物进一步的吸收和利用，其浓度降低至10mg/l以下。Ⅲ.进入兼氧缺氧层，被兼氧和厌氧微生物利用由于该类微生物的活性较弱对氨氮的需求较小，因此作用较小，氨氮浓度降至8mg/l以下。但此层中存在的反硝化细菌可以利用硝态氨，将其转化为氮气释放到大气中。

磷在人工土壤湿地中去除的原理主要包括微生物的正常同化作用、聚磷菌的过量摄磷作用、土壤的物理化学作用及植物根系的吸收。污水中磷主要以正磷酸盐、多磷酸盐、有机磷酸酯的形式存在，而磷酸盐极易在土壤中产生化学沉淀固定下来，而土壤中的次生粘土矿物也容易吸附和固定磷。从图7可以看出，湿地系统的一二三层都对磷有去除作用。第一层是植物土壤层，土壤对有机磷的吸收有很大作用。第二层是好氧微生物层，这里的微生物对磷的作用主要以同化作用为主，但土壤的物理化学作用仍存在。第三层为兼氧和缺氧层，主要是厌氧聚磷菌和土壤在起作用。