城鎮(zhèn)污水治理中人工濕地的應(yīng)用

　　城鎮(zhèn)污水治理中，首先要解決的是優(yōu)化水體環(huán)境的問(wèn)題，從水資源環(huán)境容量、進(jìn)出水水質(zhì)、治理水量等方面進(jìn)行綜合考慮；其次是在污水治理技術(shù)方面，在采取脫氮除磷技術(shù)的同時(shí)，選用安全可靠、能耗較低、工藝成熟、管理方便、投資適宜的較為先進(jìn)的污水處理技術(shù)；最后是在治理污水的過(guò)程中，必須結(jié)合處理方式的經(jīng)濟(jì)性和安全性，并考慮治理過(guò)程的自動(dòng)控制程度，在降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用和勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，采用自動(dòng)化程度較高的設(shè)備，以提高污水處理系統(tǒng)的管理水平。

　　一、城鎮(zhèn)污水治理工藝選擇

　　城鎮(zhèn)污水處理工藝的選擇，首先必須對(duì)城鎮(zhèn)污水的可生化處理進(jìn)行判別，污水的BOD/COD比值是判別污水可生化處理的最簡(jiǎn)便且最常用的方法，城鎮(zhèn)污水主要是生活污水，其進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。

　　BOD/COD比值一般大于0.45，污水可生化性較好，適合采用生物活性污泥法處理。

　　針對(duì)城鎮(zhèn)污水的處理，根據(jù)污染物質(zhì)的去除要求，僅采用污水二級(jí)處理工藝很難得到滿足，一般情況下二級(jí)生物處理出水還含有污染物，例如BOD520~30mg/L、COD60~80mg/L、SS20~30mg/L、NH3-N15~25mg/L、P6~10mg/L，因此，為達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918―2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，在二級(jí)生物處理以后還需采用深度處理(或三級(jí)處理)，以便進(jìn)一步去除出水中的有機(jī)物，懸浮物及N、P污染物，人工濕地生態(tài)濾場(chǎng)深度處理是其中最經(jīng)濟(jì)、實(shí)用且環(huán)保的處理方式。

　　二、人工濕地污水處理技術(shù)

　　人工濕地屬于半生態(tài)型的污水處理系統(tǒng)，主要是利用現(xiàn)有的天然條件，通過(guò)設(shè)計(jì)和改造建成，主要由濕地水生植物、微生物以及土壤基質(zhì)構(gòu)成。人工濕地滿足污水處理系統(tǒng)建設(shè)中，管理方便、低能耗、低投資的條件，同時(shí)通過(guò)水生植物的培育，可以起到美化環(huán)境的作用，可以利用廢舊池塘、溝谷等閑置土地建設(shè)，無(wú)植物遮蓋，日照時(shí)間長(zhǎng)。

　　2.1 人工濕地的分類

　　人工濕地分為四種類型，分別為垂直流人工濕地、表面流人工濕地、水平流人工濕地以及潮汐流人工濕地。垂直流人工濕地利用水體自身重力條件，通過(guò)濕地床體內(nèi)部氧氣作用，對(duì)污水進(jìn)行脫磷脫氮的氧化處理，其優(yōu)點(diǎn)是氮磷整體去除效果較好，但在水質(zhì)污染負(fù)荷過(guò)高時(shí)，容易引起水流堵塞；表面流人工濕地主要是利用自然形成的濕地，經(jīng)過(guò)人工處理后，通過(guò)濕地內(nèi)的植物及微生物對(duì)污水進(jìn)行再次處理，其主要優(yōu)點(diǎn)是易于建造，同時(shí)可以結(jié)合河道及濕地的環(huán)境修復(fù)工程同時(shí)進(jìn)行，缺點(diǎn)為污染物去除效率不高；水平流人工濕地是利用人工建造污水處理床體，通過(guò)污水在填料下自然流動(dòng)從而達(dá)到去除污水中重金屬及其他污染物的目的，其優(yōu)點(diǎn)為占地面積小，幾乎沒(méi)有蚊蟲(chóng)滋生的情況，缺點(diǎn)為建造成本較高，容易形成滯水情況，不利于污水處理系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行；潮汐流人工濕地包括進(jìn)水、反應(yīng)、排水、空置四個(gè)污水處理步驟，主要是利用模擬潮汐控制模式，定期將外部污水引入，進(jìn)氧化處理后在排出的方式實(shí)現(xiàn)污水處理，其優(yōu)點(diǎn)是水體凈化程度較高，且治理過(guò)程先進(jìn)，缺點(diǎn)是建設(shè)成本過(guò)高，實(shí)用率偏低。

　　2.2 生態(tài)機(jī)理

　　利用自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水體進(jìn)行凈化處理，是人工濕地處理水污染主要的原理，人工濕地的生態(tài)機(jī)理包含一套完整的生態(tài)體系。首先在水體有機(jī)物的去除過(guò)程中，人工濕地將懸浮物去除和水體生物處理相結(jié)合，其次是利用水體中N元素的硝化過(guò)程和反硝化反應(yīng)，降低水體中氮元素的含量，最后可以利用水生微生物，對(duì)污水進(jìn)行進(jìn)一步的深化處理。人工濕地的生態(tài)機(jī)理，是其進(jìn)行污水處理的主要方式，在提高水體的透明度、降解污染物、緩解富營(yíng)養(yǎng)、凈化水質(zhì)等方面都有較高的處理效率。

　　2.3 污染處理模式

　　人工濕地采用生態(tài)化的污水處理方式，其運(yùn)行維護(hù)成本不高，管理方便，建設(shè)投資較低，技術(shù)的可行性較高，是目前城鎮(zhèn)中較為可靠和有效的污水處理方法。人工濕地首先利用水槽在濕地前端布置進(jìn)水系統(tǒng)，確保進(jìn)水的水量均勻，其次利用適宜的水生植物，通過(guò)其生態(tài)特性，凈化水體，利用根部的吸附能力，降低污水中的有機(jī)物含量，利用植物的呼吸作用，增加水體中的含氧量，提高水體活性，最后利用水生植物附著的微生物，進(jìn)一步凈化水體，加速污水的處理時(shí)間，可有效降低對(duì)水污染負(fù)荷和水力的沖擊。人工濕地的結(jié)構(gòu)剖面如圖1所示。

　　2.4 人工濕地SS及氮磷化合物去除方式

　　人工濕地SS的去除方式：主要是利用活性污泥的吸附性來(lái)進(jìn)行污水中SS的處理，通過(guò)調(diào)節(jié)出水堰負(fù)荷，充分利用污泥的二次沉降來(lái)進(jìn)行吸附，同時(shí)為保持活性污泥的沉降性和凝聚性，可以在人工濕地中啟用一定的污泥負(fù)荷。

　　人工濕地中的活性污泥可有效去除SS，預(yù)處理SS的處理率可達(dá)40%~55%，活性污泥法SS處理效率可達(dá)90%以上。

　　人工濕地氮磷化合物的去除：在城鎮(zhèn)污水中，氮主要以NH3-N及有機(jī)氮形式存在，采用生物脫氮工藝消除污水中的氮化物；利用聚磷菌一類的微生物，從污水中攝取磷元素，并將磷元素以聚合的形態(tài)貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥排出，達(dá)到去除磷化物的目的。

　　三、人工濕地在城鎮(zhèn)水污染治理中的應(yīng)用

　　進(jìn)入人工濕地的污水，先經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理，去除部分污染物，然后通過(guò)相應(yīng)的污水管道進(jìn)入污水處理廠的格柵池，利用格柵池去除污水中體積較大的不適合進(jìn)行人工濕地處理的污染物，然后進(jìn)過(guò)厭氧池進(jìn)行沉淀處理，在污水通過(guò)沉淀和分解后進(jìn)入人工濕地，最后利用人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)以及生物作用，進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)物，提高污水處理廠出水的整體水質(zhì)。

　　3.1 人工濕地的設(shè)計(jì)

　　人工濕地在城鎮(zhèn)污水治理的應(yīng)用中，必須結(jié)合一定的污水二次處理來(lái)進(jìn)行，其總體設(shè)計(jì)平面如圖2所示。

　　人工濕地設(shè)計(jì)剖面如圖3所示。

　　3.2 人工濕地建設(shè)方案

　　人工濕地的建設(shè)有一定的技術(shù)要求，首先是濕地場(chǎng)地的建設(shè)，濕地的長(zhǎng)寬比不能小于3：1，濕地的總深度控制在0.6~0.7m之間，池底的坡度應(yīng)該小于0.5%；其次是對(duì)濕地土壤和填充材料的要求，濕地土壤以黏土-壤土最為合適，其厚度應(yīng)該在20~40cm之間，土壤的滲透系數(shù)保持在0.025~0.35cm/h之間，填料應(yīng)以卵石、砂子、土壤、碎石為主，表層土壤的選擇要適合當(dāng)?shù)厮参锏纳L(zhǎng);最后是在濕地植物的選擇上，為了確保水生植物的成活率，大部分人工濕地選擇以千屈菜、睡蓮、水蔥、黃花鳶尾、花葉香蒲、水生美人蕉為主，在具體設(shè)計(jì)上，以滿足水體凈化要求為主，美化環(huán)境為輔。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中，人工濕地具有非常高的應(yīng)用價(jià)值，但是整個(gè)系統(tǒng)占地面積大，有可能會(huì)產(chǎn)生滲漏，導(dǎo)致地下水受污染的缺點(diǎn)。在目前城鎮(zhèn)污水治理人工濕地的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)城鎮(zhèn)的實(shí)際情況，選擇合適的濕地建設(shè)地點(diǎn)，同時(shí)確保進(jìn)入濕地的污水是經(jīng)過(guò)二級(jí)生物處理后的出水，且進(jìn)入濕地生態(tài)濾場(chǎng)時(shí)已進(jìn)行過(guò)消毒處理。為避免人工濕地對(duì)地下水產(chǎn)生污染，在進(jìn)行場(chǎng)地設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量確保人工濕地內(nèi)的污水出現(xiàn)滲漏，在水平方向和垂直方向上，減少水體之間的水力聯(lián)系。（來(lái)源：華容縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局）