在水体污染中，水体富营养化是其最大特性，同时也是其重要特征。未经处理直接排放的农村生活污水会使水体呈现富营养化，使水中微生物呈现爆发性增长，造成环境的污染。而人工湿地作为一种全新的技术，对于环境污染可以起到良好的治理效果，具有广泛的应用前景，但受地区、环境、人力等不同因素影响，人工湿地目前处理效果的稳定性备受关注。本文主要就人工湿地对农村生活污水的处理效果进行讨论及结果对比。

人工湿地是我国目前在环境治理中广泛使用的一项技术，由人工建造及控制运行，性质上与沼泽地面类似。它是通过一定的运行方法，使污水、污泥按照某一方向进行流动，利用自身的土壤、微生物、植物等协同作用，对其进行净化处理。作为一种全新的处理技术，它包含了吸附、过滤、沉淀、分解、蒸腾等处理工序，是一个综合性的生态系统。

湿地中的微生物如好氧类微生物以及厌氧细菌、反硝化细菌等是处理污染物的主力军，这些微生物将有机污染物降解、同化，使其成为生物细胞的一部分，并将其余的污染物转化为对环境无害的无机物质，重新回归至自然界中，通过微生物完成对水体污染源的分解，实现功能协调原则，促使污水中的污染物完成循环，得到最佳效益。人工湿地还可以为植物提供额外的氧气，增加水体活力，为水中的生物提供良好的生长环境。

一、人工湿地技术的运行特点

1、运行优势

人工湿地技术具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、运行费用极低的优势，非常适合作为农村污水处理的主流处理方案。人工湿地处理系统大致可分为以下三种类型：其一，自由水面人工湿地处理系统；其二，人工潜流湿地处理系统；其三，垂直水流型人工湿地处理系统。其优势有以下五点：

(1) 建造以及运行费用较低，具有充足的经济效益；

(2) 易于维护、管理，所需技术含量较低；

(3) 可以进行有效的废水处理；

(4) 可以缓解水污染负荷的冲击力；

(5) 可以间接提供经济效益，如畜牧业、绿化业、水产业。

2、运行缺陷

人工湿地技术有一定的缺陷，包含以下三点：

(1) 占地面积较大；

(2) 因其自身特性，较容易受到病虫害影响；

(3) 因人工湿地的生物及水利较为复杂，因此对于其处理工艺以及影响因素将会产生一定的模糊性。经常出现由于设计不当导致排放要求无法达到预计目标，使人工湿地处理工艺作用下降的事例。根据相关数据表明，当表面植物密度增大时，人工湿地处理效率提高，但要达到最优提升效率需要2-3个生长周期，因此人工湿地在处理极为严重的污水现象时，有可能需要2-3年的循环，才能够稳定运行。

作为一种良好的废水处理方法，人工湿地处理技术可通过充分发挥资源生产的潜力，达到防止环境污染、获得污水处理及资源化处理最佳收益的目的，因此，对人工湿地的运行缺陷进行更新以保证其能适用于全方面的污水处理场景是十分有必要的，日后应细致研究不同地区特征和运行数据，提供更合理的参数，从而为我国农村小型城镇的污水处理提供全方面的改良措施。

二、人工湿地建造材料与方法

1、人工湿地的构建

人工湿地床壁和内装土编织袋是基础结构，底层为粘土层，池内壁铺设HDPE防渗膜，调节池为2m×2m×1m，出水积水池为1m×1m×0.6m，底部为混凝土结构。湿地床体植物种植选择美人蕉与风车草。水平潜流湿地系统与垂直流湿地系统的填充顺序为从池子底部向上依次填充，填充粒径为40mm-50mm的碎石、20mm-40mm的碎石、10mm-20mm的碎石。在底部铺设多孔PVC管，垂直流系统水管排列成“王”字形，位于基质表层10cm处。

2、水平潜流湿地系统

水平潜流湿地系统床体选择6m×2m×0.6m，水流停留时间为4.5d，出水位为0.4m。为了确保其潜流效果选择了粒径不同的碎石。

3、垂直流湿地系统

垂直流人工湿地床体选择5m×2m×0.7m，水体停留时间保持在6d，其初始水位为0.4m。距离池底20cm以上填充碎石和沙子，池子顶部填沙子，其余为碎石。

4、农村污水治理的全面发展阶段

2021年，《中华人民共和国乡村振兴促进法》发布，生态保护被放到突出位置，要求加大农村污水治理力度，持续改善农村人居环境。同年，国家乡村振兴局正式挂牌成立。

三、运行管理条件、实验污水分析

在实验期间，人工床体内部的植物根系生长发达，历经12月后，温度保持在15℃-30℃。采用连续进水的方法，每月采集两次人工湿地进出水样进行分析，并取得平均值。在实验污水特征中，其水质监测表如下表所示。

实验污水水质情况分析

四、实验结果与分析

COD去除效果比较实验

在比较人工湿地对COD的去除效果中，COD的平均浓度为126.05mg/L以及19.5mg/L，去除率达到86.5%。人工湿地系统对COD的去除具有成长特性，例如4月份人工湿地净化系统正处于生长初期，植物根系不发达，生长效率不佳，生物膜并未形成导致COD去除效果不佳。但12月后，植物已生长完毕，生物膜挂起，并靠材料过滤和吸附等辅助功能，使COD的去除效率得到了显著的增强。

BOD5去除效果比较实验

BOD5平均浓度保持在114.75mg/L以及16.42mg/L，进水浓度趋势变化保持相等关系。人工湿地系统对BOD5具有良好的去除率，去除率保持在76.0%。但1月-3月期间，BOD5去除率下降，主要原因是湿地床温度较低，系统内微生物受到一定影响，导致其活性下降。

氨氮去除效果比较实验

氨氮平均浓度为16.7mg/L以及4.34mg/L，可得知水平潜流人工湿地以及垂直流人工湿地对氨氮的去除效果相差不大。经过实验研究得知，人工湿地氨氮出水浓度波动较大，在气温较低的冬季随着温度上升去除率有所提高。在人工湿地对氨氮去除效率下降后，其植物以及温度共同作用以保障水生植物能够将90%的氧气传输至根部区域，形成有利于微生物消化作用的有氧环境。因此，植物的整体生长情况影响到人工湿地对于氨氮的去除效果，同时也是生物硝化作用的强度因素。

总磷去除效果比较实验

出水总磷平均浓度为2.63mg/L以及0.38mg/L，证明人工湿地对于总磷的去除效果良好。在实验过程中前期总磷去除效果不稳定，中后期总磷去除率上升，并呈现稳定状态。经分析可知前期去除率不稳定的原因是美人蕉生长因素影响，在不同季节、温度等影响下，人工湿地整体的内部微生物活性发生变化，导致总磷去除呈现波动状态。

人工湿地对COD、BOD5、氨氮、总磷的去除效果已然达到我国一级b标准，且根据波度分析可知去除效果较为稳定。因此，人工湿地对于污水的处理具有良好的应用效果，可以在农村生活污水处理中发挥积极作用。