人工濕地處理技術(shù)在城鎮(zhèn)生活污水處理中的應(yīng)用

人工濕地處理技術(shù)在城鎮(zhèn)生活污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)今，農(nóng)業(yè)面源、工業(yè)點(diǎn)源及城鎮(zhèn)生活污水的不斷增加，面對(duì)污水處理和水質(zhì)管理則明顯落后，大量直接排出的未經(jīng)處理污水已造成水體環(huán)境嚴(yán)重污染，同時(shí)湖泊水體的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，人工濕地的生態(tài)系統(tǒng)在對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染、城鎮(zhèn)生活污水的處理中取得了十分滿(mǎn)意的社會(huì)環(huán)境效益。在人工濕地技術(shù)的應(yīng)用中，濕地植物的篩選和合理配置是關(guān)系到這一技術(shù)能否正常發(fā)揮污染治理效能的關(guān)鍵。城鎮(zhèn)生活污水具有特定的污染物特征和地域特點(diǎn)，有針對(duì)性地構(gòu)建人工濕地植物系統(tǒng)，進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)管理，有效地發(fā)揮人工濕地的處理效能。1、人工濕地污水處理技術(shù)原

人工濕地的工藝原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化。當(dāng)污水通過(guò)濕地系統(tǒng)時(shí)，其中的污染物質(zhì)通過(guò)沉積、過(guò)濾、吸附和分解等作用得到凈化。同時(shí)，人工濕地中的植物除了增加濕地基質(zhì)的透水性，還能與周?chē)h(huán)境的原生動(dòng)物、微生物等形成各種小環(huán)境，通過(guò)氧的傳遞，形成特殊的根際微生態(tài)環(huán)境，這一微生態(tài)環(huán)境具有很強(qiáng)的凈化廢水的能力。

人工濕地

植物系統(tǒng)與無(wú)物系統(tǒng)的比較

研究表明，植物系統(tǒng)的人工濕地總氮(TN)的去除率明顯高于無(wú)植物系統(tǒng)[7]。植物的種類(lèi)對(duì)系統(tǒng)的除氮效率有不同的影響。挺水植物通過(guò)吸收后收割去除氮的能力是200-2500kg/(hm·年)，高產(chǎn)的水葫蘆有較高的除氮能力，大約為2000kg/(hm·年)，沉水植物的除氮能力較差，通常小于700kg/(hm.年)；城市污水在3-5h內(nèi)流過(guò)200hm2以上的沼澤濕地后，硝酸鹽即可減少63%，磷減少57%。人工濕地對(duì)磷的去除是通過(guò)植物的吸收、微生物的積累和填料床的物理化學(xué)等幾方面的共同協(xié)調(diào)作用完成的。2、人工濕地植物系統(tǒng)的組成根據(jù)植物栽植種類(lèi)，人工濕地植物系統(tǒng)的構(gòu)建方式主要有：(1)單一植物栽植構(gòu)建的人工濕地植物系統(tǒng)，如蘆葦人工濕地。(2)2種植物混植。將2種濕地植物混合栽植建立人工濕地植物系統(tǒng)。蘆葦具有較強(qiáng)的輸氧能力，而茭白對(duì)氮、磷的吸收能力強(qiáng)，蘆葦和茭白混種是一種較好的栽種方式；也有蘆葦和菖蒲混植的方式。(3)多種植物組團(tuán)混植。如千屈菜(Lythrum

salicaria)、再力花(Thaliaaealdata)、睡蓮(Nymphaea

tetragona)組團(tuán)栽植；水蔥(Scirpus

tabemaemontani)、美人蕉(Canna

generalis)組團(tuán)等。混植構(gòu)建的人工濕地系統(tǒng)除具有污水凈化功能外，還呈現(xiàn)良好的景觀(guān)效果。

2.1人工濕地植物系統(tǒng)的構(gòu)建方式2.12人工濕地植物種類(lèi)蒲香蘆葦苦草

睡蓮茭3、人工濕地植物的選擇與配置原則3.1功能性原則3.2地域性和環(huán)境適應(yīng)性原則3.3景觀(guān)美化原則3.4經(jīng)濟(jì)原則3.5生態(tài)安全性原則3.1功能性原則

應(yīng)選取和配置抗污染能力強(qiáng)，凈化效果好的植物。應(yīng)根據(jù)不同的人工濕地類(lèi)型和工藝單元選擇適宜的植物。對(duì)于表面流人工濕地可配置沉水植物、漂浮植物以及挺水植物，對(duì)潛流和垂直流人工濕地可配置濕生植物和挺水植物。3.2地域性和環(huán)境適應(yīng)性原則

植物生長(zhǎng)具有明顯的地域性，人工濕地植物選擇應(yīng)以本地植物為主，選用當(dāng)?shù)鼗虮镜貐^(qū)天然濕地中尚存的且對(duì)水體污染物有較強(qiáng)凈化能力的植物。選用生長(zhǎng)良好的本地土著植物構(gòu)建人工濕地系統(tǒng)將提高對(duì)污水的凈化能力?？紤]具體的人工濕地環(huán)境因子的影響，選用有較強(qiáng)適應(yīng)能力的植物，具有較強(qiáng)的抗凍、抗熱、抗病蟲(chóng)害等能力的植物。人工濕地基質(zhì)的種類(lèi)較多，理化性質(zhì)差異比較大，對(duì)植物生長(zhǎng)和根際微生物活性有一定影響，要根據(jù)基質(zhì)的pH值配置相應(yīng)的植物；對(duì)于含鹽量比較高的人工濕地基質(zhì)，應(yīng)選擇耐鹽性植物。3.3景觀(guān)美化原則

在人工濕地的設(shè)計(jì)和建造中應(yīng)同時(shí)考慮景觀(guān)的觀(guān)賞價(jià)值和效果，營(yíng)造景色優(yōu)美、兼顧人們休閑和游憩需求的人工濕地景觀(guān)。植物選擇上應(yīng)注意兼顧凈化功能和觀(guān)賞價(jià)值。發(fā)達(dá)國(guó)家的人工濕地污水處理系統(tǒng)在治污的同時(shí)引入園林設(shè)計(jì)的理念，將治污與營(yíng)造生態(tài)公園融為一體。3.4經(jīng)濟(jì)原則

建造人工濕地時(shí)應(yīng)考慮一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，引入實(shí)現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)工程管理模式。將收割后的植物殘?bào)w用于堆肥以生產(chǎn)生物肥，回收的植物可以用作造紙?jiān)?、編織材料、牲畜的飼料或燃料等。農(nóng)村污水治理中，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平和農(nóng)民增收要求，選擇污水治理效果好、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的濕地植物，實(shí)現(xiàn)人工濕地系統(tǒng)的多用途目標(biāo)。3.5生態(tài)安全性原則

人工濕地植物群落構(gòu)建中應(yīng)根據(jù)濕地的不同區(qū)域配置多種植物，多物種的生態(tài)系統(tǒng)比單一物種的系統(tǒng)要穩(wěn)定，植物多樣性越高，資源利用越充分，根區(qū)對(duì)氮、磷的利用程度越高?？紤]不同種類(lèi)的植物相互之問(wèn)的作用，一是對(duì)光、水和營(yíng)養(yǎng)等資源的競(jìng)爭(zhēng)；二是植物通過(guò)釋放化感物質(zhì)，影響周?chē)参锏纳L(zhǎng)。4、工程實(shí)例———恩平市沙湖鎮(zhèn)人工濕地處理技術(shù)4.1工程地概況沙湖鎮(zhèn)位于恩平市東北部，北邊和東邊與開(kāi)平市接壤，總面積250平方公里。屬南亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候，冬短夏長(zhǎng)，冬暖夏涼，雨量充沛，年平均氣溫23℃，年平均降雨量2300毫米。4.2技術(shù)方案設(shè)計(jì)思路（1）以生態(tài)工程為手段，利用河灘荒地，建設(shè)以人工濕地為主，前處理為輔的處理工藝系統(tǒng)，以削減沙湖鎮(zhèn)城鎮(zhèn)污水的污染負(fù)荷。（2）通過(guò)運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)工程中限制因子、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)適宜性和生態(tài)位及生態(tài)群落演替等，綜合設(shè)計(jì)自?xún)羧斯竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)，既充分體現(xiàn)生物多樣性，又強(qiáng)化凈化功能，并兼具景觀(guān)功能。

4.3進(jìn)水水質(zhì)采用沙湖鎮(zhèn)五個(gè)生活污水點(diǎn)水樣進(jìn)行平均測(cè)算。得出如下污水水質(zhì)：4.4人工濕地的一般流程4.5出水水質(zhì)根據(jù)恩平市環(huán)保部門(mén)的要求，污水尾水排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行廣東省《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）城市二級(jí)污水處理廠(chǎng)第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。4.6總投資及運(yùn)行費(fèi)用擬設(shè)計(jì)的人工濕地工藝在太湖五里湖、貴陽(yáng)紅楓湖、南京莫愁湖、杭州臨安污水處理廠(chǎng)、臺(tái)州新農(nóng)村生活污水處理、嘉興貫涇港水廠(chǎng)飲用水源地等地得到成功應(yīng)用。各系統(tǒng)投入低、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、效率高，并且操作管理簡(jiǎn)便。一般基建投資少于常規(guī)處理投資20％，運(yùn)行費(fèi)用約占常規(guī)處理20-30％。一般建設(shè)用地：2.5m2/m3左右，建設(shè)投資800-1000元/m3，運(yùn)行費(fèi)0.2元/m3以下。從已建的示范工程項(xiàng)目測(cè)算，約0.16元/噸處理費(fèi)。人工濕地植物系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)管理

人工濕地植物系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)管理對(duì)維持人工濕地污水凈化功能的正常運(yùn)行非常重要。主要從以下幾方面采取措施：（1）促進(jìn)人工濕地運(yùn)行初期的植物的正常生長(zhǎng)。濕地植物在運(yùn)行初期的生長(zhǎng)狀況影響植物的后期生長(zhǎng)和污染物的去除效率，除氣候、植物的適應(yīng)性等因素外，水力負(fù)荷和人工濕地床體水位是影響運(yùn)行初期植物成活率及生長(zhǎng)的主要因素。（2）合理的種植密度。種植密度應(yīng)適中，密度太大，根部生長(zhǎng)易對(duì)床體造成堵塞，降低水力負(fù)荷，縮短濕地使用壽命；太稀則降低水的處理效果，難以抑制雜草生長(zhǎng)。（3）定期收割濕地植物。如果不及時(shí)收割，大部分進(jìn)入植物組織的氮將通過(guò)分解作用而又重新釋放到水體中，降低植物的除氮效果。植物的及時(shí)收割有助于延續(xù)利用植被系統(tǒng)的凈化能力，延長(zhǎng)濕地系統(tǒng)的處理壽命。

（4）地植物雜草和病蟲(chóng)害的防治。病蟲(chóng)害的發(fā)生對(duì)植物的生長(zhǎng)和濕地的運(yùn)行效果將產(chǎn)生負(fù)面影響，雜草不僅沒(méi)有水處理功能，其碎屑和殘?bào)w通過(guò)微生物的作用進(jìn)入床體，還會(huì)增加污水的有機(jī)負(fù)荷，降低出水水質(zhì)。對(duì)病蟲(chóng)害和雜草可采用藥劑防治的方法，也可采用生物防治方法，保護(hù)利用益蟲(chóng)等有益動(dòng)物以及應(yīng)用病毒制劑