人工濕地案例分析

1、人工濕地案例分析目錄1北京黑土洼人工濕地31.1 項目概述31.2 工藝流程51.3 效益分析71.4 存在問題與建議72云南撫仙湖窯泥溝人工濕地82.1 項目概述82.2 工藝流程82.3 效益分析92.4 存在問題與建議93成都活水公園113.1 項目概述113.2 工藝流程113.3 效益分析133.4 存在問題與建議14人工濕地案例分析1北京黑土洼人工濕地1.1 項目概述官廳水庫為永定河上的一座大型水庫，是北京市的重要飲用水源地之一。為修復(fù)官廳水庫流域水生態(tài)環(huán)境，2001年底開始由北京市水務(wù)局和德國勃蘭登堡州經(jīng)濟(jì)部合作，開展了“黑土洼濕地系統(tǒng)示范工程”研究，目的是利用人工濕地技術(shù)在官廳

2、永定河入庫口控制入庫污染，改善入庫水質(zhì)。黑土洼濕地系統(tǒng)由人工濕地和穩(wěn)定塘兩部分構(gòu)成，將官廳水庫上游嚴(yán)重污染的劣V類來水引入穩(wěn)定塘，經(jīng)初步凈化后，一部分水直接入庫，另一部分水再經(jīng)人工濕地進(jìn)行深度處理，其出水可達(dá)田-V類地表水標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)處理能力達(dá)9*107m3/a,黑土洼濕地系統(tǒng)示范工程總平面布置見下圖。itBH黑土洼濕地系統(tǒng)示范工程總平面布置圖其中人工濕地占地7.31ha（110畝），分四個區(qū)，采用中方和德方設(shè)計的兩種不同濕地結(jié)構(gòu)模式，濕地年處理水量1500萬m3。1.2 工藝流程人工濕地效果分析人工濕地工區(qū)濕地單元由挺水植物塘、一級植物碎石塘、水生生物塘、二級植物碎石塘、砂濾池5級構(gòu)成。濕地

3、單元面積30m*125m,設(shè)計處理水量1728m3/d,面積水力負(fù)荷0.58m3/m2d,水力停留時間約38h。設(shè)計最大面積水力負(fù)荷1.08m3/m2do季初期濕地單元各級和不同季節(jié)溶解氧變化圖冬季春季二.muyzFHM工ft進(jìn)Mu4季利屏.NHjN土除中CK)婁場表水陸淮“英地融水林不奉埴去出標(biāo)準(zhǔn)不同季節(jié)氨氮去除效果二E1-Z.EHN五徵楣皴”三級二級一組進(jìn)水Lr上球率(%)，類地.表水標(biāo)也W委地表水標(biāo)注V類魁晨水林小不同季節(jié)CODmn除效果冬季春節(jié)0二妙沒犧<LN去除率/不同季節(jié)總氮去除效果1.3 效益分析人工濕地工、H、田區(qū)每平米面積造價150元，IV區(qū)單位面積造價190元，深度處

4、理規(guī)模4.4萬m3/d,工程直接投資1170萬元。當(dāng)前年運行管理費為100萬元，折合運行費為0.065元/t。黑土洼濕地系統(tǒng)成功探索了北方低溫地區(qū)微污染水體生態(tài)濕地處理技術(shù)。在永定河入庫口處有效地遏制了入庫污染，為官廳水庫的水質(zhì)凈化起到了重要作用。1.4 存在問題與建議(1)潛流濕地堵塞由于進(jìn)水負(fù)荷較高，中方潛流濕地也出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，而德方濕地由于前端配備了砂濾單元，堵塞風(fēng)險大大降低，堵塞后一般只有停止單元運行，進(jìn)行翻砂處理。建議是降低水力負(fù)荷，前端設(shè)計強(qiáng)化去除SS。(2)穩(wěn)定塘圍隔失效原有設(shè)計采用圍隔將穩(wěn)定塘一分為二，達(dá)到二級沉淀的目的，但從現(xiàn)場情況了解，由于水庫水面面積大，北方冬季風(fēng)速很大，

5、圍隔中原有漂浮植物無法存活，死亡后沉入水底，加重了圍隔的重量，一段時間后圍隔全部斷裂，沉入水底，建議設(shè)計時應(yīng)考慮圍隔的適用性。(3)系統(tǒng)維護(hù)仍有待改進(jìn)現(xiàn)有日程維護(hù)植物進(jìn)行收割、補種。2云南撫仙湖窯泥溝人工濕地2.1 項目概述農(nóng)業(yè)面源污染是撫仙湖水體的最大殺手，生活污水和農(nóng)田徑流等面源污染是導(dǎo)致水質(zhì)下降的主要原因。據(jù)統(tǒng)計，2002年撫仙湖徑流區(qū)化肥施用量為49681噸，其中約20%的氮肥、15%的磷肥隨水流失；而農(nóng)藥的施用量近30噸，約30%流失，這些直接導(dǎo)致總磷和總氮升高。撫仙湖窯泥溝人工濕地2002年6月，由中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所和玉溪市環(huán)科所設(shè)計，位于撫仙湖北岸，占地面積33畝，為

6、撫仙湖第一個人工濕地試驗工程，設(shè)計深度處理能力l萬m3/d,初級處理(攔污、沉沙)能力5萬m3/d,主要接納撫仙湖北岸污染最為嚴(yán)重的窯泥溝及與之相鄰的農(nóng)灌溝入湖污水，窯泥溝年入湖水量442萬m3,來水包括上游澄江縣城市生活污水、縣城污水處理廠排水、沿途13個村莊的生活污水和上萬畝農(nóng)田徑流形成的混合污水，2.2 工藝流程采用“攔污柵一一沉淀池一一生物氧化塘一一潛流濕地一一表流濕地”的復(fù)合型人工濕地工藝攔污柵及沉淀池生物氧化塘2.3 效益分析該濕地于2001年11月建成運行，工程噸水建設(shè)投191元(不含租地費)，噸水處理運行費0.10元左右，不使用化學(xué)藥劑，主要產(chǎn)物可二次利用，并利用原有湖灘地的自

7、然高差實現(xiàn)無能耗自流運行。工程運行結(jié)果表明，污染物去除率CODcr58%,BOD535%、SS97%TN45%、TP31%,明顯削減了窯泥溝入湖污染負(fù)荷，環(huán)保部門的監(jiān)測結(jié)果顯示，窯泥溝人工濕地出水水質(zhì)達(dá)到地表水III類標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)提高12級。2.4 存在問題與建議(1)氧化塘系統(tǒng)中的底泥上浮隨著溫度的升高和氧化塘系統(tǒng)中的水芹菜老化，具沉積于塘低的沉積物因光、氧化反應(yīng)而上浮。沉積物漂浮于氧化塘的一隅或附著于水芹菜附近。這樣的結(jié)果不僅導(dǎo)致了水質(zhì)的惡化，而且對水芹菜的生長有非常大的影響，沉積物附著于水芹菜頁面上后，阻礙了水芹菜的光合作用，導(dǎo)致植株死亡。同樣，睡蓮塘中沉積的低泥也上浮，并附著在睡蓮葉片上

8、，導(dǎo)致睡蓮葉片燒灼而死。大面積的低泥上浮使睡蓮的根系無法固著而漂浮在水面。建議是應(yīng)及時清流淤泥，一般3個月左右清理一次。(2)潛流濕地表流化由于進(jìn)水濃度過高，該人工濕地運行1年左右潛流濕地完全堵塞，潛流濕地變成了表流濕地。2003-2004年實施了濕地改擴(kuò)建工程，新增濕地面積約l倍，增加了垃圾攔污柵和污泥清除措施，并將原有潛流濕地床進(jìn)行了徹底清理。2005年繼續(xù)投入運行，然而由于濕地進(jìn)水水力負(fù)荷及污染負(fù)荷過高，潛流濕地仍然出現(xiàn)了明顯的堵塞現(xiàn)象。建議是降低水力負(fù)荷。(3)系統(tǒng)不能全力運行這個濕地采用并聯(lián)的形式進(jìn)行構(gòu)建，左右兩邊的濕地系統(tǒng)，通過中央的一條混凝土走道分割。就目前而言，左邊系統(tǒng)基本上處

9、于停運狀態(tài)。其原因或許因為該系統(tǒng)的工藝為氧化塘+表流濕地構(gòu)建，而表流濕地采用方空磚布水，由于構(gòu)建技術(shù)的緣故，導(dǎo)致方空磚堵塞而不能布水，因此整個系統(tǒng)休停狀態(tài)。建議是重視施工質(zhì)量和布水系統(tǒng)設(shè)計。3成都活水公園3.1 項目概述成都市活水公園是1997年建成的世界上首座以展示“人工濕地水處理系統(tǒng)”和“仿峨眉山亞熱帶自然植被”為主要內(nèi)容的，以水保護(hù)為主題的生態(tài)公園，其外貌像一條魚。曾獲1998年國際水岸中心第12屆國際優(yōu)秀水岸設(shè)計評比授予的“優(yōu)秀水岸設(shè)計最高獎”和1998年由國際環(huán)境設(shè)計研究協(xié)會和美國地域雜志聯(lián)合授予的“環(huán)境設(shè)計獎”。并獲“母親河教育基地”、“省環(huán)境保護(hù)教育基地”、“市環(huán)境科教基地”等榮

10、譽稱號。其人工濕地系統(tǒng)工程1997年底建成，至今已正常運行了10年。十年來，成都活水公園展示的人工濕地處理系統(tǒng)，處理水量原設(shè)計運行日處理300噸從2005年起擴(kuò)大到600噸；10年來的運行監(jiān)測數(shù)據(jù)證實，進(jìn)水隨來水在VI類、V類、劣V類中變化，但其出水水質(zhì)良好，主要水質(zhì)指標(biāo)均能達(dá)到地表水田類水標(biāo)準(zhǔn)的要求，濕地植物長勢良好，沒有出現(xiàn)觀賞魚塘魚死的事故；游人從“魚頭”到“魚尾”可以清晰地看到流水從污水變成清水的變化過程及在這個過程中水的顏色、功能、水生植物、動物及游人親水活動的變化。實地展示了“去污保水、種草養(yǎng)魚、建設(shè)良性人工濕地生態(tài)系統(tǒng)”和“用綠葉鮮花裝飾大地、把清水活魚送還自然”的人工濕地處理工

11、藝的設(shè)計理念。加之公園仿峨眉山亞熱帶天然植被日趨成熟的森林景觀，較好的體現(xiàn)了人、魚、水、鳥、花、草、木和諧相處的自然景象。3.2 工藝流程活水公園人工濕地處理系統(tǒng)采用的是接觸厭氧沉淀池加植物塘、床系統(tǒng)處理工藝，其工藝流程見圖。府河污水（V類水）水流瓢D1植物墉5水施摩般C植物塘4箱物床植物床s植物床1072水流*期B桁物墉6霍區(qū)心Aiw養(yǎng)魚塘1-3nI濕地用水上流式卵石漉床1-3（這m類水）應(yīng)用戲水親水費動區(qū)自耨水溝1戲水池自然水溝21二|二:出水（達(dá)m晏水標(biāo)唯）同流廂河成都市活水公園人工濕地凈水系統(tǒng)工藝流程方框圖成都市活水公園的人工濕地凈水工藝分成三個系統(tǒng)，形成三個區(qū)，分別展示了人工濕地系統(tǒng)

12、三個不同的工藝過程和相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境及有關(guān)的休閑、娛樂、教育等內(nèi)容。（D進(jìn)水預(yù)處理系統(tǒng)及地上仿峨眉山植被、茶樓與地下展廳。在這段區(qū)域中，人工濕地凈水工藝系統(tǒng)展示了用泵把府河污水泵入?yún)捬醭恋沓?，厭氧沉淀池的出水?jīng)水流雕塑自流曝氣后流入兼氧高位水池的工藝過程；園林建筑設(shè)計者利用沉淀池與地面的高差及其地形地貌，設(shè)計建設(shè)了反映川西古建筑特點的帶水車的吊腳樓和地下展廳，并在地上山坡上建設(shè)仿峨眉山的亞熱帶自然植被；環(huán)境藝術(shù)家利用厭氧池的水面上設(shè)置了象征清水受污染的石雕作品，在厭氧池與兼氧池的聯(lián)接處設(shè)置了可觀賞與自流曝氣的水流雕塑；管理者在吊腳樓及地下展廳里設(shè)置了休閑茶館、水質(zhì)監(jiān)測室、環(huán)保圖書室、環(huán)?；顒邮?、

13、辦公室和成都市府南河工程建設(shè)前后的圖片、照片展等，形成了活水公園的休閑茶樓與環(huán)保教育區(qū)。(2)人工濕地植物塘、床處理系統(tǒng)及地上仿九寨溝黃龍寺鈣化池盆景、濕地動、植物展示及地下環(huán)境教育館。兼氧池的出水經(jīng)倒虹吸管分兩路自流入兩套各自獨立的人工濕地植物塘、床系統(tǒng)，形成了活水公園人工濕地植物觀賞核心區(qū)。在這個核心區(qū)內(nèi)建設(shè)成仿世界遺產(chǎn)-九寨溝黃龍寺鈣化池盆景結(jié)構(gòu)的三級人工濕地植物塘、床構(gòu)筑物，其中有6個植物塘、12個植物床；在這些塘、床中種植有浮萍、鳳眼蓮、水浮蓮等浮水植物，睡蓮、田宇萍等漂葉植物，產(chǎn)葦、香蒲、傘草、芟白、馬蹄蓮、荷花等挺水植物，苦草、金魚藻等沉水植物，并伴生有青蛙、魚類、昆蟲等水生動物

14、。(3)人工濕地出水應(yīng)用系統(tǒng)及觀賞魚塘、戲水池、自然水溝、兩岸陸生生態(tài)與游人休閑娛樂活動場。從人工濕地植物塘、床系統(tǒng)的出水流入觀賞魚塘、戲水池、自然水溝等，形成在府河岸上流動的濱河水環(huán)境。在這些水景水面的兩傍建設(shè)有各式各樣的園林小品、休閑座椅、園林小道、森林、草地、廣場等，組成了人工濕地出水應(yīng)用的戲水親水活動區(qū)；在這個區(qū)的觀賞魚塘、自然水溝內(nèi)養(yǎng)殖有各種錦鯉，種植有少量的水生植物；建設(shè)有仿螺型水流雕塑和戲水池，出水在府河岸上水溝延續(xù)1500多米后流入下游府河。在觀賞魚塘下面建設(shè)有地下停車場。游人可在這個區(qū)域的地面上開展休閑、娛樂、觀賞及一些親水活動等。接送游人的車輛可以在地下停車場停放。3.3

15、效益分析經(jīng)10來年的運行考驗，成都市活水公園的陸上植被生長茂盛，濕地植物生長良好，凈水效果越來越好，形成了綠樹成陰、流水潺潺、空氣清新、游人悠閑、科學(xué)內(nèi)涵豐富的亞熱帶森林植被與濕地生態(tài)景觀。有如在市中區(qū)建設(shè)了一個城市氧吧，與繁華的都市形成了鮮明的對照，深受廣大市民與旅游客人歡迎。3.4 存在問題與建議在應(yīng)用人工濕地凈水工藝系統(tǒng)的治污工程中發(fā)現(xiàn)的主要問題有：(1)濕地構(gòu)筑物滲漏，造成其水位調(diào)不高和進(jìn)水多而出水少；(2)前處理過于簡化且無進(jìn)水流量控制設(shè)施，造成豐水期進(jìn)水流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計流量，使?jié)摿鳚竦鼗|(zhì)堵塞、縮短濕地正常運行壽命；(3)植物床布水不均勻，短流、死區(qū)多，床體有效容積利用率低；(4)忽視管理或管理粗放；如不收割成熟的植物和清理枯枝爛葉，魚類、水禽飼養(yǎng)過剩等，至使人工濕地的凈水效果下降、甚至形成二次污染；(5)預(yù)處理產(chǎn)出的污泥、濕地系