農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件落后、居住比較分散，生活污水難以集中收集處理，90%以上生活污水未經(jīng)處理直接排放到附近水體，導(dǎo)致農(nóng)村地區(qū)及其周邊水生態(tài)環(huán)境惡化。人工濕地具有基建投資小、污染去除效果好、布置靈活和運(yùn)行維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)，十分適宜用于農(nóng)村污水凈化處理。
但是人工濕地在實(shí)際運(yùn)行方面仍然存在許多問題，主要包括低溫季節(jié)污染去除率低、填料易堵塞和溶氧供給不足等。具體如下：在氣溫較低的季節(jié)，當(dāng)濕地水溫低于4 ℃時(shí)，微生物活性基本處于最低狀態(tài)甚至休眠，加上植物干枯，濕地出水水質(zhì)較差，難以達(dá)到設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求。堵塞問題被視為濕地運(yùn)行維護(hù)過程中最大難題，水體中有機(jī)負(fù)荷和懸浮固體是濕地系統(tǒng)堵塞的最主要貢獻(xiàn)者，高有機(jī)負(fù)荷可以加速微生物代謝，產(chǎn)生更多污泥，而過高的總懸浮固體濃度則可直接積聚造成填料堵塞，通過曝氣反沖洗等手段可以降低或避免濕地堵塞。另外，填料粒徑也被視為影響堵塞的重要原因，孔徑較大的填料可有效地延遲堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。濕地系統(tǒng)溶解氧供給主要源于大氣溶氧和濕地植物泌氧，但由于量小，難以滿足有機(jī)物降解、氨氮硝化等需求，采取相應(yīng)措施提高溶解氧利用水平是改善濕地污染去除效果的重要途徑。
但是人工濕地在實(shí)際運(yùn)行方面仍然存在許多問題，主要包括低溫季節(jié)污染去除率低、填料易堵塞和溶氧供給不足等。具體如下：在氣溫較低的季節(jié)，當(dāng)濕地水溫低于4 ℃時(shí)，微生物活性基本處于最低狀態(tài)甚至休眠，加上植物干枯，濕地出水水質(zhì)較差，難以達(dá)到設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求。堵塞問題被視為濕地運(yùn)行維護(hù)過程中最大難題，水體中有機(jī)負(fù)荷和懸浮固體是濕地系統(tǒng)堵塞的最主要貢獻(xiàn)者，高有機(jī)負(fù)荷可以加速微生物代謝，產(chǎn)生更多污泥，而過高的總懸浮固體濃度則可直接積聚造成填料堵塞，通過曝氣反沖洗等手段可以降低或避免濕地堵塞。另外，填料粒徑也被視為影響堵塞的重要原因，孔徑較大的填料可有效地延遲堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。濕地系統(tǒng)溶解氧供給主要源于大氣溶氧和濕地植物泌氧，但由于量小，難以滿足有機(jī)物降解、氨氮硝化等需求，采取相應(yīng)措施提高溶解氧利用水平是改善濕地污染去除效果的重要途徑。
目前太陽能利用主要分為2 方面: ①利用光熱效應(yīng)，即把太陽光的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，用于加熱或保溫; ②利用光伏效應(yīng)將太陽輻射直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆?chǔ)存于蓄電池，應(yīng)用于其他領(lǐng)域。在污水處理領(lǐng)域，太陽能的光催化、光伏加熱和光伏發(fā)電等成功用于淡水生產(chǎn)、污水凈化及資源回收等。
光催化降解污染物是太陽能污水處理中運(yùn)用最為廣泛的技術(shù)。光催化也能夠與其他污水處理技術(shù)相結(jié)合。光伏加熱的基本原理是通過太陽能輻射收集，轉(zhuǎn)換成熱能加以利用，輔助污水處理系統(tǒng)保溫。光伏發(fā)電具有發(fā)電效率高、功率大、占地小和布置靈活等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)光線采集方式不同，可分為槽式、塔式、碟式、菲涅爾式光熱發(fā)電系統(tǒng)，其中槽式是目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。有研究申請(qǐng)了農(nóng)村人工濕地的太陽能供電專利，計(jì)劃利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)解決偏遠(yuǎn)山區(qū)和農(nóng)村污水處理站無常規(guī)電網(wǎng)、用電難等問題，在節(jié)約資源的同時(shí)為農(nóng)村污水的濕地凈化處理提供可靠的清潔能源。
太陽能光熱和光電效應(yīng)能解決濕地系統(tǒng)低溫處理效率下降、溶解氧供給不足和堵塞等問題。將太陽能利用與濕地工藝相結(jié)合，探討提出太陽能濕地保溫和濕地供氧及防堵技術(shù)，能夠?yàn)檗r(nóng)村生活污水高效處理提供新的技術(shù)支撐。太陽能濕地保溫技術(shù)：采用太陽能光熱效應(yīng)儲(chǔ)存能量，在低溫季節(jié)和夜間為濕地系統(tǒng)供熱保溫，能夠提高濕地填料吸附滯留、微生物新陳代謝和植物組織吸收污染物效率。太陽能濕地供氧及防堵技術(shù)：太陽能光電效應(yīng)為濕地供氧和防堵塞提供了技術(shù)可能。利用太陽能供電驅(qū)動(dòng)濕地填料內(nèi)部布置曝氣管或曝氣頭，既能提高濕地溶解氧可利用率，還能夠氧化降解有機(jī)物，預(yù)防因有機(jī)物積累導(dǎo)致的堵塞。對(duì)已堵塞物，還可利用氣流破壞淤積物，再生濕地填料內(nèi)孔隙和污染去除性能。
為了推動(dòng)太陽能濕地技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，今后還需進(jìn)一步提高太陽能光熱和光電生成和儲(chǔ)存技術(shù)、降低太陽能裝置成本，提高其經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。
