潛流人工濕地在污水深度處理方面的應(yīng)用研究

1、    潛流人工濕地在污水深度處理方面的應(yīng)用研究    侯芳摘要：介紹了研究人工濕地的工程概況及相關(guān)參數(shù)，對(duì)幾種指標(biāo)去除率及運(yùn)行中存在的不足進(jìn)行了分析，探討了潛流人工濕地在北方污水深度處理的可行性。關(guān)鍵詞：潛流人工濕地；污水深度處理；去除率；研究：x703：a：16749944（2014）090177031引言隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷提高，越來(lái)越多的技術(shù)被應(yīng)用于環(huán)保產(chǎn)業(yè)。濕地因其對(duì)地球自然水體的凈化和處理等諸多有益功能被喻為“地球之腎”。人工濕地亦因其獨(dú)有的優(yōu)越性被應(yīng)用到污水深度處理工藝中，并引起愈來(lái)愈多地關(guān)注。人工濕地指用人工構(gòu)成水池或溝槽，底面鋪設(shè)防滲

2、漏隔水層，充填一定深度的基層質(zhì)，種植水生植物，利用基質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)同作用使污水得到凈化。與傳統(tǒng)污水處理方法相比，人工濕地污水處理系統(tǒng)具有建設(shè)投資低、后續(xù)運(yùn)行成本相對(duì)便宜、技術(shù)含量低且易于操作、實(shí)施和維護(hù)與自然景觀協(xié)調(diào)相融等諸多優(yōu)點(diǎn)。本研究主要通過(guò)義縣污水廠潛流人工濕地的建設(shè)及運(yùn)行，總結(jié)其技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)，分析了其中存在的不足，為潛流人工濕地在北方地區(qū)推廣提供可靠依據(jù)。2人工濕地的凈化原理人工濕地對(duì)廢水的處理體現(xiàn)了物理、化學(xué)和生物3種綜合作用。濕地系統(tǒng)成熟后，大量微生物的生長(zhǎng)將在填料表面和植物根系形成生物膜。當(dāng)廢水流經(jīng)生物膜時(shí)，填料和植物根系阻擋截留大量懸浮物，通過(guò)生物

3、膜的吸收、同化及異化作用有機(jī)污染物被去除。濕地系統(tǒng)中因植物根系對(duì)氧的傳遞釋放，使其周圍環(huán)境中依次呈現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，保證了廢水中氮、磷不僅能被植物和微生物作為營(yíng)養(yǎng)成分直接吸收，而且還可以通過(guò)硝化和反硝化作用及微生物對(duì)磷的過(guò)量積累而將其從廢水中去除，最后通過(guò)濕地床填料的定期更換或栽種植物的收割而將污染物最終從系統(tǒng)中去除1。3現(xiàn)有人工濕地系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)及工藝流程3.1單元尺寸及填料等方面的設(shè)計(jì)參數(shù)濕地總占地面積45畝，分為6個(gè)并聯(lián)單元（每個(gè)單位寬38m，長(zhǎng)106136m），每個(gè)單元均為水平潛流，水力負(fù)荷為0.5m3/m2·d。濕地由防滲膜、濕地植物、集配水系統(tǒng)及倒膜管構(gòu)成。填料深度1

4、.20m，自上而下各層填料的分布依次為：草炭灰20cm，豆粒石50mm厚，主填料850mm厚，防滲層100mm厚。主填料層從進(jìn)水端開(kāi)始依次為碎石、沸石、碎石，防滲采用700g/m2hdpe膜作為防滲方式。濕地表層種植蘆葦，種植密度為9棵/m2。3.2濕地工藝流程一級(jí)處理的二沉池出水后，經(jīng)管線輸送至人工濕地前端入進(jìn)水渠，通過(guò)配水進(jìn)入6個(gè)水平潛流濕地單元。出水入集水渠后經(jīng)管道連接的伸縮管，控制每個(gè)單元運(yùn)行水位，通過(guò)管道連接每個(gè)出水井，從出水井的總出水口排放至大凌河。一級(jí)處理和人工濕地的結(jié)合，不僅可以通過(guò)濕地入水進(jìn)行初級(jí)處理保證濕地系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行，更重要的一點(diǎn)在于通過(guò)調(diào)節(jié)一級(jí)處理的處理濃度，保證

5、整個(gè)處理系統(tǒng)在各季節(jié)的運(yùn)行效果2。在春夏秋三季，充分利用濕地的凈水功能進(jìn)行污水深度處理，冬季則強(qiáng)化一級(jí)處理進(jìn)行補(bǔ)充。此舉可確保在保障污水處理效果的前提下，大大降低運(yùn)行成本。3.3潛流人工濕地對(duì)幾種主要指標(biāo)去除效率的研究本研究以2013年12個(gè)月份監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)：每月取周監(jiān)測(cè)均值，每周監(jiān)測(cè)一次，每次分別在濕地入口和出口處取日混合水樣。3.3.1季節(jié)對(duì)去除率的影響濕地4種指標(biāo)（化學(xué)需氧量、懸浮物、氨氮、總磷）全年去除率變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。該濕地種植植物主要為蘆葦，蘆葦展葉期5月初，繁盛期610月，10月底落葉。從圖1可直觀看出，610月是4種指標(biāo)污染物去除效果最好的月份；10月以后濕地植物葉落，4種指

6、標(biāo)污染物去除率開(kāi)始呈下降趨勢(shì)，氨氮和總磷尤為明顯。故夏秋去除效果優(yōu)于冬春。3.3.2去除率對(duì)出水水質(zhì)的影響人工濕地全年進(jìn)水測(cè)值范圍：化學(xué)需氧量21.146mg/l，懸浮物2029mg/l，氨氮3.911.2mg/l，總磷1.581.78mg/l。濕地4種指標(biāo)全年去除率見(jiàn)表1。從表1看出：化學(xué)需氧量最高去除率為71%，懸浮物最高去除率為76%，氨氮最高去除率為64%，總磷最高去除率為69%。取濕地最低去除率與最高進(jìn)水測(cè)值可以得知4種指標(biāo)出水測(cè)值最大值：化學(xué)需氧量2576mg/l，懸浮物1885mg/l，氮氮538mg/l，總磷085mg/l，均符合設(shè)計(jì)處理（城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)gb189

7、18-2002一級(jí)b）的要求。但一旦進(jìn)水測(cè)值超過(guò)一定范圍，出水水質(zhì)就會(huì)超標(biāo)，所以應(yīng)隨時(shí)監(jiān)控進(jìn)水水質(zhì)并進(jìn)行調(diào)控，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。3.3.34種指標(biāo)去除率高低的分析懸浮物>化學(xué)需氧量>總磷>氨氮，從4種指標(biāo)去除率分析可以看出，懸浮物和與化學(xué)需氧量的去除效果明顯高于總磷和氨氮。4潛流人工濕地運(yùn)行中存在的問(wèn)題及對(duì)策4.1替代傳統(tǒng)污水處理的局限性影響人工濕地應(yīng)用的一大限制因素就是水質(zhì)。尤其在夏季，濕地很難維持設(shè)計(jì)要求的水文狀況和污染物、營(yíng)養(yǎng)物濃度。隨著季節(jié)轉(zhuǎn)換，污水的濃度、有機(jī)負(fù)荷、營(yíng)養(yǎng)物負(fù)荷和氣候都會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)入汛期后雨量過(guò)大可能會(huì)淹沒(méi)濕地，導(dǎo)致濕地不能正常運(yùn)行，還可能使其變成地

8、表水和地下水的污染源。這就要求人工濕地在運(yùn)行中必須確保水位調(diào)控設(shè)施有效可控，可采取設(shè)溢流堰、可調(diào)管道或閘門等方式進(jìn)行調(diào)控。4.2脫氮除磷問(wèn)題總磷和氨氮的去除主要依附于濕地植物。潛流人工濕地的有機(jī)氮在微生物作用下發(fā)生氨化反應(yīng)，生成的銨鹽可以直接被植物攝取并合成植物蛋白等物質(zhì)供給植物生長(zhǎng)；磷的去除主要通過(guò)植物、介質(zhì)吸附、化學(xué)沉淀、和微生物同化作用去除。有研究表明，濕地植物對(duì)氮的吸收量為00303g/m2·d、對(duì)磷的吸收量為1.818.0g/m2·年，并且通過(guò)收割植物來(lái)最終完成氮磷的去除。因此潛流人工濕地系統(tǒng)不能有效去除氮磷。提高脫氮率的主要措施是提高氧氣的供給以提高硝化能力，本

9、研究添加了沸石作為氮吸附介質(zhì)進(jìn)行介質(zhì)優(yōu)化以提高脫氮率；提高除磷效果也可通過(guò)添加爐渣、廢鐵屑等工業(yè)廢物作為磷吸附介質(zhì)進(jìn)行提高3。4.3堵塞堵塞一般發(fā)生在基質(zhì)上層015cm處，導(dǎo)致堵塞的主要因素有有機(jī)負(fù)荷過(guò)高、系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的生物量不斷增加，種植植物過(guò)多和維護(hù)不及時(shí)也是造成堵塞的原因。清瘀是最簡(jiǎn)單易行的辦法。4.4溫度問(wèn)題冬季氣溫偏低會(huì)影響人工濕地運(yùn)行，導(dǎo)致污染物去除率降低。研究表明，采取保溫措施后，各種深度的濕地單元凍土深度都在0.2m以內(nèi)4。薄膜保溫法操作簡(jiǎn)單成本低廉，非常適合北方污水廠濕地保溫5。5結(jié)語(yǔ)該濕地自2010年9月開(kāi)始試運(yùn)行至今，效果良好，操作可行，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三方效益共贏。

10、不僅為企業(yè)節(jié)約了投資和運(yùn)行成本，還營(yíng)造了優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境。濕地運(yùn)行四年來(lái)，凌河岸局部小氣候與生態(tài)環(huán)境得到顯著改善：不僅動(dòng)植物種類增多，還吸引了大量鳥(niǎo)類棲息，成為義縣中小學(xué)環(huán)境保護(hù)科普基地。本研究是在特定設(shè)計(jì)參數(shù)下進(jìn)行，故分析存在一定局限性，影響因素等方面的諸多研究還有待加強(qiáng)。參考文獻(xiàn)：1 李榮林.人工濕地污水處理技術(shù)j.山西化工，2007，27（1）.2 朱雪生.利用人工濕地處理池塘養(yǎng)殖廢水效果分析j.漁業(yè)現(xiàn)代化，2009，36（4）.3 周艷麗.水平潛流人工濕地脫氮除磷研究進(jìn)展j.水資源保護(hù)，2011，27（2）.4 陳曉東.北方人工濕地污水處理技術(shù)應(yīng)用研究與示范工程j.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2007

11、（2）.5 朱礪之，黃娟，傅大放，等.人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中的微生物作用及pcr-dgge技術(shù)的應(yīng)用j.安全與環(huán)境工程，2012（2）.endprint摘要：介紹了研究人工濕地的工程概況及相關(guān)參數(shù)，對(duì)幾種指標(biāo)去除率及運(yùn)行中存在的不足進(jìn)行了分析，探討了潛流人工濕地在北方污水深度處理的可行性。關(guān)鍵詞：潛流人工濕地；污水深度處理；去除率；研究：x703：a：16749944（2014）090177031引言隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷提高，越來(lái)越多的技術(shù)被應(yīng)用于環(huán)保產(chǎn)業(yè)。濕地因其對(duì)地球自然水體的凈化和處理等諸多有益功能被喻為“地球之腎”。人工濕地亦因其獨(dú)有的優(yōu)越性被應(yīng)用到污水深度處理工藝中，并引起愈來(lái)愈多地關(guān)

12、注。人工濕地指用人工構(gòu)成水池或溝槽，底面鋪設(shè)防滲漏隔水層，充填一定深度的基層質(zhì)，種植水生植物，利用基質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)同作用使污水得到凈化。與傳統(tǒng)污水處理方法相比，人工濕地污水處理系統(tǒng)具有建設(shè)投資低、后續(xù)運(yùn)行成本相對(duì)便宜、技術(shù)含量低且易于操作、實(shí)施和維護(hù)與自然景觀協(xié)調(diào)相融等諸多優(yōu)點(diǎn)。本研究主要通過(guò)義縣污水廠潛流人工濕地的建設(shè)及運(yùn)行，總結(jié)其技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)，分析了其中存在的不足，為潛流人工濕地在北方地區(qū)推廣提供可靠依據(jù)。2人工濕地的凈化原理人工濕地對(duì)廢水的處理體現(xiàn)了物理、化學(xué)和生物3種綜合作用。濕地系統(tǒng)成熟后，大量微生物的生長(zhǎng)將在填料表面和植物根系形成生物膜。當(dāng)廢水流經(jīng)生物

13、膜時(shí)，填料和植物根系阻擋截留大量懸浮物，通過(guò)生物膜的吸收、同化及異化作用有機(jī)污染物被去除。濕地系統(tǒng)中因植物根系對(duì)氧的傳遞釋放，使其周圍環(huán)境中依次呈現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，保證了廢水中氮、磷不僅能被植物和微生物作為營(yíng)養(yǎng)成分直接吸收，而且還可以通過(guò)硝化和反硝化作用及微生物對(duì)磷的過(guò)量積累而將其從廢水中去除，最后通過(guò)濕地床填料的定期更換或栽種植物的收割而將污染物最終從系統(tǒng)中去除1。3現(xiàn)有人工濕地系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)及工藝流程3.1單元尺寸及填料等方面的設(shè)計(jì)參數(shù)濕地總占地面積45畝，分為6個(gè)并聯(lián)單元（每個(gè)單位寬38m，長(zhǎng)106136m），每個(gè)單元均為水平潛流，水力負(fù)荷為0.5m3/m2·d。濕地由防滲

14、膜、濕地植物、集配水系統(tǒng)及倒膜管構(gòu)成。填料深度1.20m，自上而下各層填料的分布依次為：草炭灰20cm，豆粒石50mm厚，主填料850mm厚，防滲層100mm厚。主填料層從進(jìn)水端開(kāi)始依次為碎石、沸石、碎石，防滲采用700g/m2hdpe膜作為防滲方式。濕地表層種植蘆葦，種植密度為9棵/m2。3.2濕地工藝流程一級(jí)處理的二沉池出水后，經(jīng)管線輸送至人工濕地前端入進(jìn)水渠，通過(guò)配水進(jìn)入6個(gè)水平潛流濕地單元。出水入集水渠后經(jīng)管道連接的伸縮管，控制每個(gè)單元運(yùn)行水位，通過(guò)管道連接每個(gè)出水井，從出水井的總出水口排放至大凌河。一級(jí)處理和人工濕地的結(jié)合，不僅可以通過(guò)濕地入水進(jìn)行初級(jí)處理保證濕地系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行，

15、更重要的一點(diǎn)在于通過(guò)調(diào)節(jié)一級(jí)處理的處理濃度，保證整個(gè)處理系統(tǒng)在各季節(jié)的運(yùn)行效果2。在春夏秋三季，充分利用濕地的凈水功能進(jìn)行污水深度處理，冬季則強(qiáng)化一級(jí)處理進(jìn)行補(bǔ)充。此舉可確保在保障污水處理效果的前提下，大大降低運(yùn)行成本。3.3潛流人工濕地對(duì)幾種主要指標(biāo)去除效率的研究本研究以2013年12個(gè)月份監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)：每月取周監(jiān)測(cè)均值，每周監(jiān)測(cè)一次，每次分別在濕地入口和出口處取日混合水樣。3.3.1季節(jié)對(duì)去除率的影響濕地4種指標(biāo)（化學(xué)需氧量、懸浮物、氨氮、總磷）全年去除率變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。該濕地種植植物主要為蘆葦，蘆葦展葉期5月初，繁盛期610月，10月底落葉。從圖1可直觀看出，610月是4種指標(biāo)污染物去

16、除效果最好的月份；10月以后濕地植物葉落，4種指標(biāo)污染物去除率開(kāi)始呈下降趨勢(shì)，氨氮和總磷尤為明顯。故夏秋去除效果優(yōu)于冬春。3.3.2去除率對(duì)出水水質(zhì)的影響人工濕地全年進(jìn)水測(cè)值范圍：化學(xué)需氧量21.146mg/l，懸浮物2029mg/l，氨氮3.911.2mg/l，總磷1.581.78mg/l。濕地4種指標(biāo)全年去除率見(jiàn)表1。從表1看出：化學(xué)需氧量最高去除率為71%，懸浮物最高去除率為76%，氨氮最高去除率為64%，總磷最高去除率為69%。取濕地最低去除率與最高進(jìn)水測(cè)值可以得知4種指標(biāo)出水測(cè)值最大值：化學(xué)需氧量2576mg/l，懸浮物1885mg/l，氮氮538mg/l，總磷085mg/l，均符合

17、設(shè)計(jì)處理（城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)gb18918-2002一級(jí)b）的要求。但一旦進(jìn)水測(cè)值超過(guò)一定范圍，出水水質(zhì)就會(huì)超標(biāo)，所以應(yīng)隨時(shí)監(jiān)控進(jìn)水水質(zhì)并進(jìn)行調(diào)控，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。3.3.34種指標(biāo)去除率高低的分析懸浮物>化學(xué)需氧量>總磷>氨氮，從4種指標(biāo)去除率分析可以看出，懸浮物和與化學(xué)需氧量的去除效果明顯高于總磷和氨氮。4潛流人工濕地運(yùn)行中存在的問(wèn)題及對(duì)策4.1替代傳統(tǒng)污水處理的局限性影響人工濕地應(yīng)用的一大限制因素就是水質(zhì)。尤其在夏季，濕地很難維持設(shè)計(jì)要求的水文狀況和污染物、營(yíng)養(yǎng)物濃度。隨著季節(jié)轉(zhuǎn)換，污水的濃度、有機(jī)負(fù)荷、營(yíng)養(yǎng)物負(fù)荷和氣候都會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)入汛期后雨量過(guò)大可能會(huì)

18、淹沒(méi)濕地，導(dǎo)致濕地不能正常運(yùn)行，還可能使其變成地表水和地下水的污染源。這就要求人工濕地在運(yùn)行中必須確保水位調(diào)控設(shè)施有效可控，可采取設(shè)溢流堰、可調(diào)管道或閘門等方式進(jìn)行調(diào)控。4.2脫氮除磷問(wèn)題總磷和氨氮的去除主要依附于濕地植物。潛流人工濕地的有機(jī)氮在微生物作用下發(fā)生氨化反應(yīng)，生成的銨鹽可以直接被植物攝取并合成植物蛋白等物質(zhì)供給植物生長(zhǎng)；磷的去除主要通過(guò)植物、介質(zhì)吸附、化學(xué)沉淀、和微生物同化作用去除。有研究表明，濕地植物對(duì)氮的吸收量為00303g/m2·d、對(duì)磷的吸收量為1.818.0g/m2·年，并且通過(guò)收割植物來(lái)最終完成氮磷的去除。因此潛流人工濕地系統(tǒng)不能有效去除氮磷。提高脫

19、氮率的主要措施是提高氧氣的供給以提高硝化能力，本研究添加了沸石作為氮吸附介質(zhì)進(jìn)行介質(zhì)優(yōu)化以提高脫氮率；提高除磷效果也可通過(guò)添加爐渣、廢鐵屑等工業(yè)廢物作為磷吸附介質(zhì)進(jìn)行提高3。4.3堵塞堵塞一般發(fā)生在基質(zhì)上層015cm處，導(dǎo)致堵塞的主要因素有有機(jī)負(fù)荷過(guò)高、系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的生物量不斷增加，種植植物過(guò)多和維護(hù)不及時(shí)也是造成堵塞的原因。清瘀是最簡(jiǎn)單易行的辦法。4.4溫度問(wèn)題冬季氣溫偏低會(huì)影響人工濕地運(yùn)行，導(dǎo)致污染物去除率降低。研究表明，采取保溫措施后，各種深度的濕地單元凍土深度都在0.2m以內(nèi)4。薄膜保溫法操作簡(jiǎn)單成本低廉，非常適合北方污水廠濕地保溫5。5結(jié)語(yǔ)該濕地自2010年9月開(kāi)始試運(yùn)行至今，效果良好

20、，操作可行，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三方效益共贏。不僅為企業(yè)節(jié)約了投資和運(yùn)行成本，還營(yíng)造了優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境。濕地運(yùn)行四年來(lái)，凌河岸局部小氣候與生態(tài)環(huán)境得到顯著改善：不僅動(dòng)植物種類增多，還吸引了大量鳥(niǎo)類棲息，成為義縣中小學(xué)環(huán)境保護(hù)科普基地。本研究是在特定設(shè)計(jì)參數(shù)下進(jìn)行，故分析存在一定局限性，影響因素等方面的諸多研究還有待加強(qiáng)。參考文獻(xiàn)：1 李榮林.人工濕地污水處理技術(shù)j.山西化工，2007，27（1）.2 朱雪生.利用人工濕地處理池塘養(yǎng)殖廢水效果分析j.漁業(yè)現(xiàn)代化，2009，36（4）.3 周艷麗.水平潛流人工濕地脫氮除磷研究進(jìn)展j.水資源保護(hù)，2011，27（2）.4 陳曉東.北方人工濕地污水處理

21、技術(shù)應(yīng)用研究與示范工程j.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2007（2）.5 朱礪之，黃娟，傅大放，等.人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中的微生物作用及pcr-dgge技術(shù)的應(yīng)用j.安全與環(huán)境工程，2012（2）.endprint摘要：介紹了研究人工濕地的工程概況及相關(guān)參數(shù)，對(duì)幾種指標(biāo)去除率及運(yùn)行中存在的不足進(jìn)行了分析，探討了潛流人工濕地在北方污水深度處理的可行性。關(guān)鍵詞：潛流人工濕地；污水深度處理；去除率；研究：x703：a：16749944（2014）090177031引言隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷提高，越來(lái)越多的技術(shù)被應(yīng)用于環(huán)保產(chǎn)業(yè)。濕地因其對(duì)地球自然水體的凈化和處理等諸多有益功能被喻為“地球之腎”。人工濕地亦因其獨(dú)有的優(yōu)越

22、性被應(yīng)用到污水深度處理工藝中，并引起愈來(lái)愈多地關(guān)注。人工濕地指用人工構(gòu)成水池或溝槽，底面鋪設(shè)防滲漏隔水層，充填一定深度的基層質(zhì)，種植水生植物，利用基質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)同作用使污水得到凈化。與傳統(tǒng)污水處理方法相比，人工濕地污水處理系統(tǒng)具有建設(shè)投資低、后續(xù)運(yùn)行成本相對(duì)便宜、技術(shù)含量低且易于操作、實(shí)施和維護(hù)與自然景觀協(xié)調(diào)相融等諸多優(yōu)點(diǎn)。本研究主要通過(guò)義縣污水廠潛流人工濕地的建設(shè)及運(yùn)行，總結(jié)其技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)，分析了其中存在的不足，為潛流人工濕地在北方地區(qū)推廣提供可靠依據(jù)。2人工濕地的凈化原理人工濕地對(duì)廢水的處理體現(xiàn)了物理、化學(xué)和生物3種綜合作用。濕地系統(tǒng)成熟后，大量微生物的生長(zhǎng)

23、將在填料表面和植物根系形成生物膜。當(dāng)廢水流經(jīng)生物膜時(shí)，填料和植物根系阻擋截留大量懸浮物，通過(guò)生物膜的吸收、同化及異化作用有機(jī)污染物被去除。濕地系統(tǒng)中因植物根系對(duì)氧的傳遞釋放，使其周圍環(huán)境中依次呈現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，保證了廢水中氮、磷不僅能被植物和微生物作為營(yíng)養(yǎng)成分直接吸收，而且還可以通過(guò)硝化和反硝化作用及微生物對(duì)磷的過(guò)量積累而將其從廢水中去除，最后通過(guò)濕地床填料的定期更換或栽種植物的收割而將污染物最終從系統(tǒng)中去除1。3現(xiàn)有人工濕地系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)及工藝流程3.1單元尺寸及填料等方面的設(shè)計(jì)參數(shù)濕地總占地面積45畝，分為6個(gè)并聯(lián)單元（每個(gè)單位寬38m，長(zhǎng)106136m），每個(gè)單元均為水平潛流，水力

24、負(fù)荷為0.5m3/m2·d。濕地由防滲膜、濕地植物、集配水系統(tǒng)及倒膜管構(gòu)成。填料深度1.20m，自上而下各層填料的分布依次為：草炭灰20cm，豆粒石50mm厚，主填料850mm厚，防滲層100mm厚。主填料層從進(jìn)水端開(kāi)始依次為碎石、沸石、碎石，防滲采用700g/m2hdpe膜作為防滲方式。濕地表層種植蘆葦，種植密度為9棵/m2。3.2濕地工藝流程一級(jí)處理的二沉池出水后，經(jīng)管線輸送至人工濕地前端入進(jìn)水渠，通過(guò)配水進(jìn)入6個(gè)水平潛流濕地單元。出水入集水渠后經(jīng)管道連接的伸縮管，控制每個(gè)單元運(yùn)行水位，通過(guò)管道連接每個(gè)出水井，從出水井的總出水口排放至大凌河。一級(jí)處理和人工濕地的結(jié)合，不僅可以通過(guò)

25、濕地入水進(jìn)行初級(jí)處理保證濕地系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行，更重要的一點(diǎn)在于通過(guò)調(diào)節(jié)一級(jí)處理的處理濃度，保證整個(gè)處理系統(tǒng)在各季節(jié)的運(yùn)行效果2。在春夏秋三季，充分利用濕地的凈水功能進(jìn)行污水深度處理，冬季則強(qiáng)化一級(jí)處理進(jìn)行補(bǔ)充。此舉可確保在保障污水處理效果的前提下，大大降低運(yùn)行成本。3.3潛流人工濕地對(duì)幾種主要指標(biāo)去除效率的研究本研究以2013年12個(gè)月份監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)：每月取周監(jiān)測(cè)均值，每周監(jiān)測(cè)一次，每次分別在濕地入口和出口處取日混合水樣。3.3.1季節(jié)對(duì)去除率的影響濕地4種指標(biāo)（化學(xué)需氧量、懸浮物、氨氮、總磷）全年去除率變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。該濕地種植植物主要為蘆葦，蘆葦展葉期5月初，繁盛期610月，10月底落

26、葉。從圖1可直觀看出，610月是4種指標(biāo)污染物去除效果最好的月份；10月以后濕地植物葉落，4種指標(biāo)污染物去除率開(kāi)始呈下降趨勢(shì)，氨氮和總磷尤為明顯。故夏秋去除效果優(yōu)于冬春。3.3.2去除率對(duì)出水水質(zhì)的影響人工濕地全年進(jìn)水測(cè)值范圍：化學(xué)需氧量21.146mg/l，懸浮物2029mg/l，氨氮3.911.2mg/l，總磷1.581.78mg/l。濕地4種指標(biāo)全年去除率見(jiàn)表1。從表1看出：化學(xué)需氧量最高去除率為71%，懸浮物最高去除率為76%，氨氮最高去除率為64%，總磷最高去除率為69%。取濕地最低去除率與最高進(jìn)水測(cè)值可以得知4種指標(biāo)出水測(cè)值最大值：化學(xué)需氧量2576mg/l，懸浮物1885mg/l

27、，氮氮538mg/l，總磷085mg/l，均符合設(shè)計(jì)處理（城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)gb18918-2002一級(jí)b）的要求。但一旦進(jìn)水測(cè)值超過(guò)一定范圍，出水水質(zhì)就會(huì)超標(biāo)，所以應(yīng)隨時(shí)監(jiān)控進(jìn)水水質(zhì)并進(jìn)行調(diào)控，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。3.3.34種指標(biāo)去除率高低的分析懸浮物>化學(xué)需氧量>總磷>氨氮，從4種指標(biāo)去除率分析可以看出，懸浮物和與化學(xué)需氧量的去除效果明顯高于總磷和氨氮。4潛流人工濕地運(yùn)行中存在的問(wèn)題及對(duì)策4.1替代傳統(tǒng)污水處理的局限性影響人工濕地應(yīng)用的一大限制因素就是水質(zhì)。尤其在夏季，濕地很難維持設(shè)計(jì)要求的水文狀況和污染物、營(yíng)養(yǎng)物濃度。隨著季節(jié)轉(zhuǎn)換，污水的濃度、有機(jī)負(fù)荷、營(yíng)養(yǎng)物負(fù)荷和氣候都會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)入汛期后雨量過(guò)大可能會(huì)淹沒(méi)濕地，導(dǎo)致濕地不能正常運(yùn)行，還可能使其變成地表水和地下水的污染源。這就要求人工濕地在運(yùn)行中必須確保水位調(diào)控設(shè)施有效可控，可采取設(shè)溢流堰、可調(diào)管道或閘門等方式進(jìn)行調(diào)控。4.2脫氮除磷問(wèn)題總磷和