農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟技術條件落后、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、布置靈活和運行維護管理方便等優(yōu)點，十分適宜用于農(nóng)村污水凈化處理。
但是人工濕地在實際運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)，當濕地水溫低于4 ℃時，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，難以達到設計出水水質(zhì)要求。堵塞問題被視為濕地運行維護過程中最大難題，水體中有機負荷和懸浮固體是濕地系統(tǒng)堵塞的最主要貢獻者，高有機負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，難以滿足有機物降解、氨氮硝化等需求，采取相應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。
但是人工濕地在實際運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)，當濕地水溫低于4 ℃時，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，難以達到設計出水水質(zhì)要求。堵塞問題被視為濕地運行維護過程中最大難題，水體中有機負荷和懸浮固體是濕地系統(tǒng)堵塞的最主要貢獻者，高有機負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，難以滿足有機物降解、氨氮硝化等需求，采取相應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，即把太陽光的輻射能轉換為熱能，用于加熱或保溫; ②利用光伏效應將太陽輻射直接轉變?yōu)殡娔軆Υ嬗谛铍姵�，應用于其他領域。在污水處理領域，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用最為廣泛的技術。光催化也能夠與其他污水處理技術相結合。光伏加熱的基本原理是通過太陽能輻射收集，轉換成熱能加以利用，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，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最成熟、應用最廣泛的技術。有研究申請了農(nóng)村人工濕地的太陽能供電專利，計劃利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)解決偏遠山區(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合，探討提出太陽能濕地保溫和濕地供氧及防堵技術，能夠為農(nóng)村生活污水高效處理提供新的技術支撐。太陽能濕地保溫技術：采用太陽能光熱效應儲存能量，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：太陽能光電效應為濕地供氧和防堵塞提供了技術可能。利用太陽能供電驅(qū)動濕地填料內(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物，預防因有機物積累導致的堵塞。對已堵塞物，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。
為了推動太陽能濕地技術在實際工程中的應用，今后還需進一步提高太陽能光熱和光電生成和儲存技術、降低太陽能裝置成本，提高其經(jīng)濟技術效益。
