【正文】 面擴(kuò)散、植物根系 的傳輸和植物的光合作用 ， 水深多在 之間，難以利用填料表面和生長(zhǎng)豐富的植物根系對(duì)污染物的降解作用。從工程設(shè)計(jì)的角度出發(fā) ,按照系統(tǒng)布水方式的不同或水在系統(tǒng)中流動(dòng)方式不同一般可分為自由表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地。在實(shí)際運(yùn)用中，人工濕地可由單一或多個(gè)植物床 (具有一種或多種植物、一種或多種基質(zhì)及 一種或多種水流方式構(gòu)成 )，又可是一個(gè)或多個(gè)植物床和植物塘或兼性塘、氧化塘等多種類型濕地單元組合而成。 污水處理型人工濕地是以人工濕地 (床和塘系統(tǒng) )處理為主的包括前處理和后處理的污水處理工藝。 人工濕地污水處理系統(tǒng)利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化作用。 美國(guó)著名濕地研究 、 管理和設(shè)計(jì)專家 Hammer 等將 人工濕地定義為 : 為人類的利用和利益，通過模擬自然濕地人為設(shè)計(jì)與建造的 ， 以飽和基質(zhì) 、 挺水和沉水植物 、 動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體 。而且它在抵御洪水 、 調(diào)節(jié)徑流、改善氣候、控制污染、美化環(huán)境和維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡等方面有非常重要的作用 ,被譽(yù)為“自然之腎 ” 。 第三章 人工濕地 概述 在 1971 年 《 濕地公約 》 中，濕地定義為 :不論其為天然或人工 、 長(zhǎng)久或暫時(shí)的沼澤地 、泥炭地或水域地帶，帶有靜止或流動(dòng)，或淡水 、 半咸水或咸水水體者 ， 包括低潮時(shí)水深不超過 6m的水域 。 此外，通過在反應(yīng)器中設(shè)置特殊輕質(zhì)濾料層，防止了污泥流失，提高了反應(yīng)器的容積負(fù)荷和處理效果 。 上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院根據(jù)多年積累的污水治理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合農(nóng)村生活污水處理的實(shí)際需求，自主開發(fā)了復(fù)合厭氧反應(yīng)器，并成功應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理 。 另外，若將厭氧生物濾池技術(shù)與好氧生物技術(shù)聯(lián)合使用，出水水質(zhì)可達(dá)到 《 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 》 （ GB 18918— 2021）的一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn) [20]。 （ 2）厭氧生物濾池 厭氧生物濾池的構(gòu)造類似好氧生物接觸氧化池，不同之處在于池頂密封 [12]，其工程投資 、 運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)維護(hù)人員的要求不高，已在我國(guó)農(nóng)村應(yīng)用 。由于采取厭氧消化工藝 , 污泥減量明顯 , 一般僅需 3 5年清掏 1次 , 運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理簡(jiǎn)便。生物接觸氧化法適于可生化性較好的廢水，無(wú)常規(guī)活性污泥法的污泥膨脹等問題，但存在耗電量高、設(shè)備材料維護(hù)困難等問題，處理效率不如常規(guī)活性污泥法。填料上長(zhǎng)滿生物膜，污水與生物膜相接觸。 (5)生物接觸氧化法 生物接觸氧化法是生物膜法的一種。在傳統(tǒng) SBR 工藝的基礎(chǔ)上又發(fā)展了很多改良工藝，如 ICEAS、CAST、 UNITANK、 MSBR 等。該工藝具有以下特點(diǎn)： （ 1） 總水力停留時(shí)間少于其它脫氮除磷工藝； （ 2） 缺氧（厭氧）、好氧交替運(yùn)行，不利于絲狀菌繁殖，無(wú)污泥膨脹之虞； （ 3） A段維持缺氧 （厭氧）環(huán)境，不需曝氣，只需緩慢攪拌，運(yùn)行費(fèi)用較低。 (3)A/O 工藝 若在 A2/O工藝的基礎(chǔ)上取消缺氧階段和內(nèi)回流（硝 化液回流），降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除 CODcr、 BOD5和磷為主，就是 A/O 除磷工藝；如果在 A2/O工藝的基礎(chǔ)上取消厭氧段 ,抑制磷的釋放，以去除 CODcr、 BOD5和反硝化脫氮為主，就是 A/O 脫氮工藝。 A2/O 工藝出水優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定，是一種高效的污水處理工藝。 A2/O 工藝通過污泥回流和內(nèi)回流（硝化液回流），在流程中形成厭氧 缺氧 好氧三個(gè)反應(yīng)階段。 (2)A2/O工藝 (AnaerobicAnoxicOxic) A2/O工藝是隨著污水中的氮、磷濃度越來越高 ,而排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮、磷的排放要求也越來越高的情況下開發(fā)出來的一種具有除磷、脫氮功能的二級(jí)處理工藝。適用于進(jìn)水濃度高的各種規(guī)模的污水處理廠。 A、 B 兩級(jí)各設(shè)沉淀池單獨(dú)成系統(tǒng)。 A 級(jí)負(fù)荷高，減省了曝氣池的容積曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷在()以上。 (1)AB工藝 (AdsorptionBiooxidation) AB 工藝是吸附生物氧化工藝的簡(jiǎn)稱， 80 年代初應(yīng)用于工程實(shí) 踐。 其中， 高效藻類塘應(yīng)用較多， 是對(duì)傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的改進(jìn)，其充分利用菌藻共生關(guān)系，對(duì)污染物進(jìn)行處理，正因其最大限度地利用了藻類產(chǎn)生的氧氣，塘內(nèi)的一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)常數(shù)值比較大，故稱之為高效藻類塘 15。 為進(jìn)一步強(qiáng)化處理效果，國(guó)內(nèi)外相繼推出了許多新型塘和組合塘 。 穩(wěn)定塘建造投資少 、 運(yùn)行維護(hù)成本低 、 無(wú)需污泥處理，但負(fù)荷低 、 占地大 、 受氣候影響大 、 處理效果不穩(wěn)定 。 其凈化原理類似自然水體的自凈機(jī)理，通過微生物（細(xì)菌 、 真菌 、 藻類 、 原生動(dòng)物等）的代謝活動(dòng)，以及相伴的物理 、化學(xué) 、 物化過程，使污水中污染物進(jìn)行多級(jí)轉(zhuǎn)換 、 降解和去除 。土地處理技術(shù)包括慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流等處理技術(shù)，進(jìn)入土地處理前需考慮預(yù)處理，污水預(yù)處理的程度和方式應(yīng)綜合土壤性質(zhì)、污水土地處理的方法、處理后水質(zhì)要求及場(chǎng)地 周圍環(huán)境條件等因素確定，一般來說，慢速滲濾和快速滲濾系統(tǒng)需要一級(jí)沉淀預(yù)處理，地表漫流系統(tǒng)需要格柵和沉淀池。 污水土地處理技術(shù)屬于 土壤滲濾系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)污水資源化的重要途徑，它對(duì) BOD、 COD、氨氮、總氮和總磷有著較高的去除率，具有投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，管理簡(jiǎn)單和處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，有凈化污水，美化綠化環(huán)境和節(jié)約水資源的綜合效果，但有占地面積大、受氣候影響大、對(duì)土質(zhì)要求較高等缺點(diǎn)，一般以土質(zhì)通透性能強(qiáng)，活性高，水力負(fù)荷大，處理效率好為原則。 據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 人工濕地 對(duì)不同污染物成分的處理效果見表 111。 人工濕地的造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的生物吸附氧化和 活性污泥處理工藝費(fèi)用低 ， 且土建施工較簡(jiǎn)單 ， 污水可自流進(jìn)入 ， 無(wú)需額外動(dòng)力 ， 據(jù)調(diào)查 ， 人工濕地處理系統(tǒng)比普通污水處理系統(tǒng)的工程投資節(jié)省 40%～ 50%， 運(yùn)行費(fèi)用僅為普通污水處理系統(tǒng)的 10%～ 30%。 其中 ， 基質(zhì)表面巨大的生物膜一方面為微生物的生長(zhǎng)提供穩(wěn)定依附表面 ， 同時(shí)也為水生植物提供了載體和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ， 目前 ， 廣泛應(yīng)用的主要為砂 、 礫石和卵石 。 生態(tài)處理系統(tǒng) 人工濕地污水處理技術(shù)是利用人工水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多級(jí)生物的稀釋降解作用來去除或削弱水中污染物的方法 。好氧生物處理是通過動(dòng)力給污水充氧，培養(yǎng)微生物菌種，利用微生物菌種分解、消耗吸收污水中的有機(jī)物、氮和磷，常用的有： AB法、 A2/O法、 A/O法、SBR法 、 生物接觸氧化法 等。 常用的有：人工濕地處理系統(tǒng)、 土地處理系統(tǒng)、穩(wěn)定塘 等 。 居民生活 規(guī)律 相近，導(dǎo)致農(nóng)村生活污水排放量早晚比白天大，夜間排水量小，甚至可能斷流，水量變化明顯，即無(wú)水排放呈不連續(xù)狀態(tài)，具有變化幅度大的特點(diǎn)； （ 3）在上午、中午、下午都有一個(gè)高峰時(shí)段。 （ 4）不同時(shí)段的水質(zhì)不同 。 Almeida等 7針對(duì)生活污水進(jìn)行分析 , 發(fā)現(xiàn)黑水對(duì)生活污水中 COD、 TSS、 NH3N、 PO4P 的貢獻(xiàn) 率分別達(dá)到了 43～ 9%、 77～ 4%、 97～ 1%、 79～ 8%,可見黑水是生活污水的主要污染來源。研究表明 6, 將灰水回用于沖廁或澆灌 , 可節(jié) 約家庭用水總量的 30%～ 50%。 （ 2）農(nóng)村 生活污水中的黑水 (包括糞尿及廁所沖洗水 )和灰水 (洗浴、洗衣和 廚房產(chǎn)生的水 ) 在水質(zhì)、水量上均存在很大差異 。 水質(zhì)特 征 （ 1） 農(nóng)村生活污水水質(zhì)呈現(xiàn)有機(jī)物和氮磷濃度高的特點(diǎn) , 但由于家庭生活污水中可生化 有機(jī)物含量高 , 農(nóng)村生活污水的生化性一般較好。此外 , 我 國(guó)農(nóng)村技術(shù)力量還比較薄弱 , 很難滿足常規(guī)城市生活污水處理廠的技術(shù)要求。 隨著新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快 , 農(nóng)村生活污水的有組織排放量將會(huì)大大增加，而 現(xiàn)階段我國(guó)小城鎮(zhèn)污水處理率還不到 10%3, 農(nóng)村地區(qū)生活污水的處理率更低 , 絕大部分生活污水未經(jīng)處理直接排放。 4 個(gè)村莊下雨出不來 。 9 個(gè)村莊還在使用傳統(tǒng)旱廁 。 3 個(gè)村在豬圈或廁所旁打了一口井 , 供人們飲用 。 同時(shí) ， 由于農(nóng)藥等化學(xué)物質(zhì)的廣泛使用 ， 致使許多地方的地方水已經(jīng)不適用于飲用 ， 嚴(yán)重影響了人民群眾的身體健康和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展 。而 建設(shè)部 《 村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀與問題 》 調(diào)查報(bào)告 ， 對(duì)我國(guó)具有代表性的9個(gè)省 43個(gè)縣 74個(gè)村莊的入村入戶調(diào)查顯示 ， 96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng) ， 生產(chǎn)生活污水隨意排放 ， 造成河流和水塘污染 ， 導(dǎo)致農(nóng)村人口飲水困難 ， 影響村民居住環(huán)境 ， 嚴(yán)重威脅農(nóng)民的身體健康 。 第一章 農(nóng)村生活污水概述 農(nóng)村生活污水現(xiàn)狀 農(nóng)村生活污水是指農(nóng)村地區(qū)居民在生活過程中形成的污水 , 主要來源是單戶型的家庭生活污水 。 據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局在《國(guó)家農(nóng)村小康環(huán)境保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃》中指出 ,全國(guó)農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水約 80億 t1。 在我國(guó)農(nóng)村 ， 有 3 億多人喝不上干凈的水 ， 其中超過 60%是由于非自然因素導(dǎo)致的飲用水源水質(zhì)不達(dá)標(biāo) ， 7億人的飲用水中大腸桿菌超標(biāo) ， 億人的飲用水受到有機(jī)污染 2。 有人這樣形容中國(guó)農(nóng)村的人居環(huán)境現(xiàn)狀 : 如果把全國(guó)的村莊合并為 10 個(gè)村的話 , 4 個(gè)村沒有自來水 。 10 個(gè)村莊都把臟水往外潑 。 9 個(gè)村莊仍然隨便找個(gè)地方填埋垃圾 。5 個(gè)村莊夜里進(jìn)不去。盡管城市生活污水二級(jí)生物處理技術(shù)已經(jīng)較完善 , 但目前用于農(nóng)村生活污水的治理還存在一個(gè)較大的難點(diǎn) , 即一般城市污水處理廠投資和運(yùn)行費(fèi)用較大 , 對(duì)于一個(gè)日處理 1萬(wàn) t 城市生活污水的處理廠 , 投資約在 1500萬(wàn)元左右 , 年運(yùn)行費(fèi)用約為 150～200 萬(wàn)元 , 因此農(nóng)村生活污水處理廠就算建得起 , 也運(yùn)行不起。為了根本解決這一問題 , 必需尋求一種投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)便、處理效果好的技術(shù)用于農(nóng)村生活污水的治理中 , 確保已建成的污水處理廠能長(zhǎng)期穩(wěn)定正常運(yùn)行。徐洪斌等 4針對(duì)我國(guó)太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水研究發(fā)現(xiàn) , 其總體排水水質(zhì)為 ? ( COD)=350～ 770mg/L,? (BOD5)=200～ 400mg/L,? (TP) = ～ ? ( TKN) =30～ 40mg/L, ? ( BOD5)/? ( COD)在 ～ 之間。 灰水水量較大 ,一般占總水量的 50%～ 80% 5,但水中污染物 質(zhì)含量明顯較低 , 便于處理 ,且存在回用價(jià)值。黑水雖然水量小 , 但污染物質(zhì)、病原菌含量高 ,處理難度大。 （ 3） 大部分農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大，水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質(zhì)（但 隨著人們生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金屬和有毒有害物質(zhì)），含一定量的氮、 磷，水質(zhì)波動(dòng)大 。 水量特征 （ 1）一般農(nóng)村的生活污水量都比較小，除小城鎮(zhèn)外，農(nóng)村人口居住分散，水量相對(duì)較少，相應(yīng)地產(chǎn)生 的生活污水量也較??； （ 2）變化系數(shù)大， 一般在 ～ 之間。 第二章 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)狀 況 目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用農(nóng)村生活污水治理的處理技術(shù)比較多，從工藝原理上可歸為兩類：第一類是 自然 處理系統(tǒng) ,利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理，又稱為生態(tài)處理系統(tǒng) 。 第二類是生物處理系統(tǒng)，又可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程，在無(wú)需提供氧氣的情況下把有機(jī)污染 物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物和少量的細(xì)胞物質(zhì)，常用的有： 厭氧 兼氧 無(wú)能耗污水生物凈化處理 、厭氧濾池 、 復(fù)合厭氧處理技術(shù) 等。 主要由人工基質(zhì) 、 水生植物 、 微生物三部分組成 。 濕地中植物在污水凈化工程中有直接和間接作用 ， 水生植物通過通氣組織的運(yùn)輸 ,將氧氣運(yùn)送到根區(qū) ， 在植物根系周圍微環(huán)境中依次會(huì)出現(xiàn)好氧區(qū) 、 兼氧區(qū)和厭氧區(qū) ， 廢水中大部分有機(jī)物可在好氧區(qū)被好氧微生物氧化分解 ， 常見的微生物有放線菌 、 磷細(xì)菌 、 硫細(xì)菌 、 亞硝化細(xì)菌 、 硝化細(xì)菌等 ， 它們?cè)诜纸庥袡C(jī)物 、 脫 N 除P 的過程中發(fā)揮了重要作用 。 此系統(tǒng)不僅能使 COD和 BOD的去除率達(dá)到 85%以上 ， 還能除磷脫氮 。 因此人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng) ， 具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益 、 生態(tài)效益和社會(huì)效益 ， 適合我國(guó)國(guó)情 ， 尤其適合廣大農(nóng)村 、 中小城鎮(zhèn)的污水處理 ， 具有極其廣闊的應(yīng)用前景 。適用于地下水位深、有廢棄土地資源的村鎮(zhèn)。 穩(wěn)定塘 穩(wěn)定塘是經(jīng)過人工適當(dāng)修整后設(shè)圍堤和防滲層的污水池塘 。 按凈化作用機(jī)理分為兼性塘 、曝氣塘 、 好氧塘 、 厭氧塘和綜合生物塘等 。 適 宜我國(guó)村鎮(zhèn)以生活污水為主的小水量污水處理 。 如裝有連續(xù)攪拌裝置的高效藻類塘 、 利用水生維管束植物提高處理效