人工湿地-水危机下的一剂良方

如何建造一方家庭人工湿地

我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源占有量不足2200立方米，只有世界平均水平的三分之一，是全球人均水资源最贫乏的国家之一，水资源面临着“水多、水少、水脏、水浑”四大问题。总体而言，我国农村生活污水治理尚处于起步阶段。中国大多数地区，尤其是中西部地区，还未开展农村生活污水治理工作。大部分农村地区生活污水都是不加处理，直接排放到自然水体。很多农村无力建设排水管网系统，以及集中的污水处理设施。

2005 年，建设部村庄的《村庄人居环境现状与问题》调查报告显示，超过 90%的村庄没有合理的污水处理系统。水利部农村饮水安全中心2013年对全国农村生活排水典型(涉及16个省、市、自治区)调查显示：没有经过处理的生活污水直接排放村庄占调查村庄总数的67%。东部调查村庄数的40%、中部调查村庄数的94%和西部调查村庄数的73%生活污水直接排放。有污水处理措施村庄仅占调查村庄总数的6.1%。

那么，一位农家乐经营者如何才能建立一个家庭式人工湿地污水处理系统?人工湿地由具有透水性的各类人工填料、水生植物、微生物群落、填料表面及内部流动的水体等几部分组成。

首先，要根据宅院地形确定建造湿地的类型。人工湿地主要有四种类型：表流型、水平潜流型、垂直潜流型及混合性四种。几种类型在污水处理中各有利弊，在实际运用中如何选择和搭配，扬长避短是关键。经过WWF的实际运用，在农村生活污水的处理上主要提倡以水平潜流+表流为主，或表流+水平潜流+表流。

所谓表流型人工湿地，即水流在湿地表面呈推流式前进，有利于废水的自然复氧，在流动过程中，与土壤、植物及植物根部的生物膜接触，通过物理、化学以及生物反应，污水得到净化，并在终端流出。但表流人工湿地不能充分利用填料及植物根系的作用，水力负荷较低、占地面积大、容易生长蚊蝇、产生臭味，影响景观。潜流型则是指污水在湿地床的内部流动。潜流型人工湿地，水面位于湿地填料层以下，污水在填料床中沿水平方向缓慢流动，通过填料表面生长的生物膜，丰富的植物根系及填料截留等的作用对污染物进行去除由于水流在地表下流动，保温性较好，受气候影响较小，卫生条件好，是目前研究及应用最为广泛的湿地流态。垂直流人工湿地，水流在填料床中处于自上而下的垂直流动状态，水流流经床体后被铺设在出水端底部的集水管收集而排出，与水平潜流湿地相比，该类型湿地增大了污水与空气接触面积，有利于氧的传输，提高了处理效果，但系统控制复杂，落干/淹水时间长，夏季易滋生蚊蝇。垂直潜流型人工湿地是在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的介质层，达到净化的目的。其占地面积较其它形式湿地小，单位面积处理效率高。而水平潜流型人工湿地是潜流式湿地的另一种形式，污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，从而净化水体。几类人工湿地各有优缺点，需针对不同的污水类型和地理条件灵活选用。

其次，根据“预处理+人工湿地+湿地生态经济塘”的组合思路做整体规划。预处理阶段厨房废水通过格栅滤除粗大杂质后，与厕所冲洗废水一起排入改进型三格化粪池(三格容积比为2：1：3 )，通过厌氧发酵处理使生活污水得到初步降解，提高其可生化降解性，同时实现水质、水量调节作用，从而降低人工湿地处理负荷。根据实际地形和可用土地面积，采用多级水平潜流人工湿地对化粪池出水进行深度处理。

等到夏季，湿地植物生长茂盛，以冬日景观完全不同，同时净化功能也大大提高。

再次是填料选择，填料一方面通过吸收、吸附、离子交换、络合反应等物理化学途径来净化污水中的污染物;另一方面为微生物及植物的生长提供稳定依附表面，常用的填料有粗砂、砾石、沸石、石灰石等，所选填料应比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、水头损失小、稳定性好，以利于增加生物量、防止系统堵塞、提高使用寿命。

最后，选择人工湿地的植物。目前全球发现的湿地植物有6700余种，但是已经被应用于湿地污水处理的只有几十种，大概分为漂浮植物、根茎植物、挺水植物、沉水植物几种。漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。根茎、球茎及种子植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。挺水草本植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、草、水葱、水莎草、纸莎草等，为人工湿地系统主要的植物选配品种。沉水植物是指整个植株都生活于水中，只在花期将花及少部分茎叶伸出水面的水生植物，如蓖齿眼子菜、菹草、金鱼藻、轮叶狐尾藻、大茨藻、角茨藻、轮叶黑藻，沼生植物如莎草、藨草、灯心草等。植物的种类不同地区有不同选择，在四川，湿地植物可以选择风车草、美人蕉、鸢尾、狐尾藻等具有较强净化能力常见物种，总而言之，需要筛选净化效果好、生态经济价值高的湿地植物。

关于建造费用和建筑周期。人工湿地的建造材料主要是水泥、砖、砂石、土壤及排污管，农村建材市场就能满足需要，建造技术也简单，一般乡村建筑施工队伍即能胜任。由于取材容易，每平方米费用只需600到800元左右，不同地区因建材和劳动力成本不同而有差异。家庭式人工湿地的建设周期一般为一周左右。建成后无需动力装置，管理成本低，占地面积小，灵活程度高。在中国南方如果日排污量为1吨污水的话，那么大约需要10到15平方米大小的人工湿地就能把污水尽数处理掉，而且可以根据地形变化来设计，形态可以多样化，还可根据排污量的变化不断调整、优化。排污量增加，只需再增加处理单元即可。

“潮农”李学友，地里硕大的圆白菜就是在不施加任何农药和化肥的情况下长出来的。现在只要他的家庭农场没有配送猪肉，他那的72户成都会员就会一直不买肉等着李学友杀猪。

人工湿地应用生态系统中物种共生、物质循环再生的原理，以结构与功能相协调为原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

美丽中国，从乡村起步。通过建设庭院式的人工湿地，用水生植物从生活污水中吸收氮、磷和其他污染物质，可在一定程度上有效化解日益严峻的农村污染问题。建设美丽乡村，承载着广大农民的新期待，是我国生态文明建设最坚实的载体。

组织“亲子活动”一直是李学友的心愿，他希望“给城市里的孩子普及一下植物的知识，增添课外乐趣。”

饮水危机下的治水新思路

2015年的3月22日是第23届“世界水日”，也是第28届“中国水周”的开启。本届“世界水日”的宣传主题是“水与可持续发展”，而中国的宣传主题为“节约水资源，保障水安全”。

毋庸置疑，在中国越来越多的城镇居民已经享受到公共供水服务，但供水水质到底如何，仍不得而知。2011年起，中国设立了一系列着眼于提升“从水源到水龙头”的饮用水水质保障能力的目标，并将之纳入“十二五”(2011-2015)规划。2012年颁发的《全国城镇供水设施改造与建设“十二五”规划及2020年远景目标》中显示，4100亿元会在“十二五”期间投入全国城镇供水领域，分别用于水厂改造465亿元、管网改造835亿元、新建水厂940亿元、新建管网1843亿元、水质监测监管能力建设15亿、供水应急能力建设2亿，可以看到其中重点是放在了水厂和管网改造上。这巨额投资成效如何，或许2013年启动的“十二五”规划的中期评估能够给出答案，但这些评估报告并未对外公开，理由为“涉密”。在此背景下，民间的自检报告纷纷出炉，这些报告虽不足以还原中国饮用水水质的全景，却足以勾勒出中国饮用水安全面临的风险和挑战。

饮用水处于水链条的末端。这意味着，为实现饮用水水质的高标准，需要在整个供水链条上采取从源头到龙头的全面配套标准、政策法规与行动。从源头看，我国一直没有出台“饮用水水源标准”，而是参照现行《地表水环境质量标准》和《地下水环境质量标准》中的相关规定。以地表水水源为例，根据环保部《饮用水水源保护区污染防治管理规定》，饮用水地表水源取水口一级保护区内，水质应不低于地表水Ⅱ类标准，二级保护区水质应不低于地表水Ⅲ类标准。但实际上，水源地保护区的水质远未达到此标准。往上追溯。工业污染无须赘述，中国也是农药和化肥使用大国，而且使用效率极低，这意味着，大部分化肥和农药都流向了河流和土壤，再加上无处不在的生活污染。

三期云桥湿地建成后将与一期，二期连成一片，形成345亩集水源涵养，净化功能和知识性，观赏性为一体的“生态屏障”。

再从水源地往下看，自来水厂处境尴尬。2006年，原卫生部于国家标准化委员会联合发布最新生活饮用水水质国家标准《生活饮用水卫生标准》，与1985年发布的旧标准比，水质指标从35项跃升到106项，这不仅是中国史上最严格的饮用水标准，更使得中国饮用水水质标准跻身国际领先水平。将世界上最复杂的水源水变成符合世界上最先进水质标准的安全饮用水，成了中国绝大多数属供水企业面临的最大挑战：不合格水源加重水处理难度，常规处理工艺难以去除水源中的复杂成分，深度处理工艺被推崇，但投资成本过高。目前中国仅5%的城镇水厂上马深度处理设备，可以预见的是，中国的城市扩张速度将在很长一段时间内快于供水系统的改进速度。显然，以基础设施建设为主的饮用水安全解决方案并不适合中国，综合治理手段下的水源保护和水污染防控才能使饮用水水质进入良性循环的轨道上来。

以当今的水处理技术，纵然再污浊的水也可以处理成直饮水，但代价是高耗能、昂贵，此外还需消耗大量化学品。而湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统，以自然的办法治理自然使“人工湿地”成为当今国内外最具开发及应用前景的污水处理工艺之一。从WWF在郫县水源地、阆中五星级农家乐等地实施的“人工湿地”治理污水的案例来看，在保护水源地和控制污染，尤其是解决我国分散、面广的农村生活污水处理难题上，“人工湿地”都是非常有效的途径，特别是在脱磷、脱氮方面的显著效果。微环保，聚力量。作为兼具多功能效益的人工湿地生态经济系统，以其环保经济、低碳高效，既帮助农民解决环境和发展问题，也为流域水环境保护提供了借鉴，具有良好的示范作用和推广价值。试想如果每个直排口的水都是经过人工湿地净化过的，那么自来水厂的负担也会减轻许多。

人工湿地是从源头解决城镇，农村饮水安全的有效方法之一，试想如果每个直排口的水都是经过人工湿地净化过的，那么自来水厂的负担也会减轻很多。

人工湿地，不仅是从源头解决城镇、农村饮水安全的有效方法之一，也为解决统筹城乡环境基础设施、美丽乡村建设提供了样板，更为中国生态文明的建设提供了一个重要的结实抓手。