為實現節能減排的整體目標，我們在大力推進城市污水處理工程建設的同時，不得不重視農村污水處理工程的建設。現階段廣州農村隨著經濟的發展，農民生活與工作方式的改變，農村的生活污水日漸增多。據統計，廣州市約有7000多個自然村，約300萬農村人口，加上大量外來流動人口，農村污水量漸漸超出附近水體的承載能力，農村的水環境嚴重惡化。
為全面改善水環境，廣州市政府在全力整治城鎮污水的同時，也不遺余力地開展農村污水的治理工作。要完成全市7000多條自然村的污水建設是一個非常艱巨的工作。本文所述案例作為河網型農村的典型，房屋沿涌分散分布，污水就近排入河涌。筆者仔細踏勘現場，根據污水排放情況與地形地貌，提出采用人工濕地的污水分散處理方案，力求改善農村原有水環境，建造一流的社會主義新農村示范點。
1工程背景
該農村面積約為445公頃，村民及外來流動人口共有5000人。河涌遍布村內每一個角落，村民以種植農作物與養魚為生，大部份土地用作農田與魚塘，只有一小部分為小型加工廠。該村是一條典型的河網型農村(見圖1)，村民房屋基本是沿河兩岸建設，因歷史習慣，村民的生活污水基本就近排入河涌，現狀沒有任何的污水收集管道。污水包括糞便及洗滌污水，在旱季，河涌水質已為劣V類水質。村內道路、村屋等經過建設已煥發新貌，但貫通全村的河涌污染嚴重，與村容形成強烈的反差。本工程的建設讓社會主義新農村建設達到更高的高度，是一個很有示范意義的工程。
圖1 村河網及人工濕地位置示意圖
2 工程設計方案
2.1 設計依據
作為河網型農村，村民居住地分散在河涌邊，排水分散，全村面積較大，地勢平坦，污水收集集中處理難度大，管網敷設的長度與埋深都較大，投資金額高。因此我們考慮進行劃分區域，分區域建設污水收集管道與處理設施，降低建設成本與運營成本。
(1)污水量
村內常住人口3500人，流動人口1500，統計實際用水19000m3/月，共計用水量633m3/d，排水量以用水量的80%計算，實際統計污水排放量為633×0.8=507 m3/d=21.2 m3/h。考慮隨著經濟發展，預留20%遠期人口增長空間，本項目的污水排放量以600m3/d計算。
(2)污水進出水水質
農村生活污水包括廚房、洗滌、洗浴廢水及廁所和家禽養殖廢水等，污染物主要以有機污染物為主。相對城鎮生活污水，農村生活污水具有分散、污染物成分簡單、易處理，水量變化大等特點。現場抽樣檢測村民生活污水水質，并考慮隨著建設的發展，排水系統將逐步完善，進水濃度將進一步提高，推薦設計進水水質如下表示：
名 稱BOD5 (mg/L)CODCr(mg/L)SS
(mg/L)NH4+-N(mg/L)TP(mg/L)PH
平均值1502402504056.0~9.0
本工程排放口水體為IV類水體，處理后出水水質按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》出水標準要求執行二級標準(GB18918-2002)。主要污染物排放指標見下表：
名 稱BOD5 (mg/L)CODCr(mg/L)SS
(mg/L)NH4+-N(mg/L)TP(mg/L)PH
平均值30100150253.06.0~9.0
2.2 污水收集管道設計方案
我們考慮把該地區劃分為四個區域，不同區域的污水單獨收集處理，管道建設成本將會大大降低，同時也降低日后運行污水提升的用電量。
建設村內污水收集系統，將每戶污水接入到該系統中，最大程度地完成村內的雨污分流系統建設。對于目前已經建有雨污合流的溝渠，大部分緊貼化糞池和房屋外墻而建，村內的巷道上除了化糞池和雨水溝外，幾乎沒有空間來建設新的排水管道，考慮到這個因素，污水管道宜按以下兩個方式建設：
(1)當巷道內有位置敷設污水管道時，宜將污水管緊挨現狀雨水排水溝建設，并且在滿足排水要求的情況下，應盡可能的減少埋設深度。
(2)當巷道沒有位置敷設污水管道時，可考慮將原有合流溝渠改造為污水收集渠，雨水采用地表漫流的方式排放。
污水管道的設計要根據農村排水的特點，增加個性化的設計，以確保最大量收集污水：
(1)連接每戶衛生間出水的管道不應小于DN100，坡度不小于1%，出戶后首先接入化糞池，化糞池有效容積2～3m3。
(2)連接每戶生活洗滌水出水的管道不應小于DN100，坡度不小于2.5%。
未經化糞池的生活污水在排入收集系統前應設置格柵或格網，攔截固體物。
(3)污水管道宜根據地形沿道路鋪設，在滿足排水標高的情況下，應盡可能的減小埋深，管道規格采用DN150～DN300，車行道下管道覆土不小于0.7m，非車行道下采用淺埋方式，覆土不應小于0.6m，管道坡度不應小于3‰。
(4)管材采用UPVC管。采用檢查口替代檢查井，每隔30～40m設置污水檢查口，在管道的交匯點，選用D700或者600x600的檢查井。
2.3 人工濕地設計方案
人工濕地近年大量應用到污水處理中。人工濕地凈化機理就在于充分利用濕地環境中發生的物理、化學和生物學作用的綜合效應來凈化污水，它們包括沉淀、吸附、過濾、溶解、氣化、固定化、離子交換、絡合反應、硝基化、反硝基化、營養元素的攝取，生物轉化和細菌、真菌的異化作用等具體過程。
復合垂直流人工濕地是在原來水平潛流與表面流人工濕地改良過來，它創新地把下滲流與上滲流相耦合，形成復合水流方式，更高效地處理流經的污水。垂直流人工濕地，污水從濕地表面縱向流向填料床的底部，床體處于不飽和狀態，氧通過大氣擴散和植物傳輸進入人工濕地系統，垂直流人工濕地的硝化能力高于水平潛流濕地，可用于處理氨氮含量較高的污水。
(1)工藝流程
污水先經過格柵處理，隔離塑料等較大的雜質;格柵池出水通過泵井提升流入一級植物塘，植物塘是一個升流式厭氧池，將大分子有機化合物轉化為小分子有機物，可提高污水的可生化性，出水再自流進入垂直流人工濕地，利用植物的吸收，微生物的降解、填料過濾吸附等作用去除污水中的污染物。經過兩級碎石過濾后，最后是采用細顆粒的砂過濾，這樣處理后的水質可以達標排放。處理工藝流程圖如圖2：
圖2 人工濕地處理工藝流程圖
(2)濕地構筑物設計
本設計處理規模為600m3/d，按區域劃分為四個人工濕地，分別編號為1#、2#、3#、4#人工濕地，根據接入的污水量，1#和3#濕地的處理規模可達到為100 m3/d，2#和4#濕地的處理規模可達到為200 m3/d。1#和3#濕地具體構筑物分別如下：
格柵井,采用地下式鋼筋混凝土結構，設計尺寸0.6m×0.8m×1.0m，設置兩道格柵，第一道10mm粗格柵，第二道5mm細格柵，人工定期清渣。
提升泵池，總占地面積：12m2，設計尺寸3.0mx4.0mx2.5m;內設50WQ10-15-1.1潛水污水泵2臺，1備1用。
一、二級植物塘，采用鋼筋混凝土結構，每級設計尺寸4.8m×12.8m×2.2m;
一、二級碎石床，采用鋼筋混凝土結構，每級設計尺寸8.5m×12.8m×1.7m;
砂濾池，采用鋼筋混凝土結構，設計尺寸7.3m×12.8m×2m，。
2#和4#濕地的具體構筑物如下：
格柵井，采用地下式鋼筋混凝土結構，設計尺寸1m×1m×2m，
設置兩道格柵，第一道10mm粗格柵，第二道5mm細格柵，人工定期清渣。
提升泵池，總占地面積：14m2，設計尺寸3.5mx4.0mx3m;內設50WQ25-10-1.5潛水污水泵2臺，1備1用。
一、二級植物塘，采用鋼筋混凝土結構，每級設計尺寸5.8m×19.8m×2.2m;
一、二級碎石床，采用鋼筋混凝土結構，每級設計尺寸12.8m×19.8m×1.7m;
砂濾池，采用鋼筋混凝土結構，設計尺寸6.8m×19.8m×2m，。
關于濕地的填料和植物：
一級碎石床碎石粒徑為30～50mm，二級碎石床碎石粒徑為25-30mm，砂濾池用碎石和粗砂，池底先填100mm厚碎石，碎石粒徑25-30mm，再填1500mm厚粗砂，砂粒徑為5-10mm。
植物種植：花葉蘆荻、鳳眼蓮、風車草、蘆葦等耐污性強、凈化效果好的植物，并根據實際情況種植少量觀賞性植物，既達到凈化污水的目的，又產生美化環境的效果。植物塘每平方米種植30棵植物，碎石床與砂濾池每平方米種植10棵植物。
2.4人工濕地運行管理措施
(1)一級植物塘底部設有排泥管，每月排一次泥，排泥時可人工清理。
(2)人工濕地進水時應盡量做到均勻進水，碎石床的水位控制在碎石床面以下2公分處。
(3)人工濕地中植物的維護工作主要包括：水位調節、補種、雜草控制、病蟲害控制，收割。嚴格養護好各系統中的高等植物，缺苗時應及時補苗，及時清除人工濕地的雜草和凋落物。無論水位如何調節，絕不可將植物完全暴露在水位線以上。
3 運行成本
為了保證工程將來的正常運行，應對濕地系統進行適當地管理，但是由于濕地系統管理簡單，維護方便，故整個工程勞動定員為1人，由村內人員培訓合格后兼管濕地。產生的費用如下：
管理費：濕地設備管理員1人(工人)，管理費800元/月，則800×12=9600元/年;電費：以一千瓦時0.8元計費，提升泵:：每天工作20h，一臺工作，產生電費5.2×20×0.8×365=30368元;
本工程綜合運行費用：39968元/年，年處理水量219000m3，折合處理成本為0.18元/ m3。其它污水處理工藝在同樣出水水質條件下的運行費為0.4~1.0元/m3，故本項目的經濟性、合理性是顯而易見的。
4 結語
采用人工濕地處理農村污水有節省投資成本，運營費用低，管理要求低等優點，適合推廣到其它類似的工程項目中去。本項目投入使用后，村內的水環境得到徹底的改變，污水不再隨意排放，河涌也不再黑臭，慢慢恢復往日生機。
參考文獻：
[1] 張克強，楊鵬，李野，等, 農村污水處理技術，北京：中國農業科學技術出版社，2006
[2] 廣州市水務局，廣州市農村生活污水處理適用技術指引，2008
