人工濕地系統(tǒng)在二級(jí)污水處理廠尾水深度處理中的應(yīng)用

　隨著各級(jí)政府加大對(duì)環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施的投資，我國(guó)污水處理廠的建設(shè)有了很大的發(fā)展。截至2008年12月，城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施已經(jīng)達(dá)到了1521座。目前大部分污水處理廠執(zhí)行的是《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的二級(jí)或一級(jí)B的排放標(biāo)準(zhǔn)，要達(dá)到一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)，一般都需要增加深度處理工藝，這將大大增加污水處理成本。人工濕地污水處理技術(shù)是一種天然凈化與人工處理相結(jié)合的復(fù)合工藝，具有投資少、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。它不但能夠直接處理污水，還可以對(duì)污水處理廠處理后的污水進(jìn)行深度處理，而且能夠根據(jù)污水情況采取合適的規(guī)模與設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)，因此該技術(shù)的應(yīng)用為解決上述問(wèn)題提供了新選擇。
　　山東平陰污水處理廠因地制宜，將沿黃500畝洼地改造為人工濕地，進(jìn)而對(duì)該廠二級(jí)處理后的尾水進(jìn)行深度處理。經(jīng)過(guò)兩年的探索與運(yùn)行，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示污染物去除效果明顯，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益
　　一、基本情況
　　平陰位于魯中泰山西脈，屬于暖溫帶季風(fēng)型濕潤(rùn)氣候區(qū)。平陰污水處理廠位于城區(qū)西部，距離黃河約3公里，該廠采用倒傘表面曝氣氧化溝工藝，設(shè)計(jì)規(guī)模為4.0萬(wàn)m3/d。人工濕地工程位于污水處理廠西側(cè)，項(xiàng)目地原為面積500畝的洼地，分布許多魚(yú)池、蘆葦?shù)亍?006年被征用為污水處理廠的深度處理配套設(shè)施，經(jīng)投資改造為人工濕地，并于當(dāng)年10月投入使用。
　　二、項(xiàng)目工程內(nèi)容
　?。ㄒ唬竦毓こ炭傇O(shè)計(jì)
　　濕地設(shè)計(jì)處理規(guī)模與污水處理廠配套，為4.0萬(wàn)m3/d；設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)情況為：COD，50～80mg/L；BOD5，20～40mg/L；SS，20～40mg/L；TP，0.5～2mg/L；NH3-N，2～5mg/L，出水達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到濕地所處的外部因素，在滿(mǎn)足工藝流程順暢、布置規(guī)整的前提下，采用S型環(huán)流和回流，增加水體流程，延長(zhǎng)水體滯留時(shí)間。將整個(gè)濕地按功能分為相對(duì)獨(dú)立的4個(gè)區(qū)，區(qū)內(nèi)形成深淺、寬窄、融氧、生物種群不一的水域，利于污染物在不同狀態(tài)下充分降解。
　?。ǘ﹩误w工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　1．圍堰和土方工程。結(jié)合地形，對(duì)濕地進(jìn)行圍堰保護(hù)，隔斷與外界相互交叉的水流，有效防止周邊干擾。采用S型環(huán)流和回流，增加水體流程，使水體在人工濕地低速環(huán)形流動(dòng)，有利于污染物的沉淀和排除吸收。經(jīng)過(guò)改造治理，水體流程總長(zhǎng)度達(dá)到3200米，單水體滯留時(shí)間17～20天，凈水面積375畝。結(jié)合濕地凈化水質(zhì)應(yīng)具有的特征，制造出不同的功能區(qū)：水深1.5米以下的區(qū)域保留為厭氧區(qū)；陸地部分開(kāi)挖至0.5米深作為好氧區(qū)；兩者之間的過(guò)渡區(qū)則控制深度在0.5～1.5米之間，作為兼性區(qū)，三種功能區(qū)交替分布，各自發(fā)揮不同的凈化作用。
　　2．動(dòng)植物工程。濕地Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)種植蓮、蘆葦和蒲草等挺水植物；中部Ⅲ區(qū)濕地種植浮萍、芡實(shí)、菱角作為浮水植物先鋒物種，眼子菜、金魚(yú)藻、枯草作為沉水植物先鋒物種，同時(shí)進(jìn)行魚(yú)藕混養(yǎng)；達(dá)到漁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的水流入北部Ⅳ區(qū)進(jìn)行養(yǎng)魚(yú)觀測(cè)試驗(yàn)。在溝堤兩旁栽種柳樹(shù)等園林植物和枸杞、泥胡菜、野蔥等親水植物。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)自然生長(zhǎng)的水生、半水生植物據(jù)統(tǒng)計(jì)已有40余種；已存在大量浮游動(dòng)物、蛙、魚(yú)類(lèi)；同時(shí)棲息白鷺、野鴨等十幾種鳥(niǎo)類(lèi)，已形成一個(gè)完整的食物鏈。經(jīng)過(guò)稀釋、吸收和絮凝、微生物代謝、螯合及沉淀、浮游生物、水生維管束等作用，對(duì)污染物進(jìn)行有效去除。
　　3．水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在濕地內(nèi)設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)12個(gè)，并在出口設(shè)置水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)各個(gè)區(qū)的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)估各個(gè)區(qū)內(nèi)動(dòng)植物對(duì)水的處理凈化效果，以利于調(diào)整動(dòng)植物的布置，積累濕地凈化經(jīng)驗(yàn)。
　　三、運(yùn)行結(jié)果及效益分析
　?。ㄒ唬┻\(yùn)行結(jié)果分析
　　該人工濕地于2006年10月正式投入運(yùn)行。現(xiàn)將2007年1月至2009年3月各污染物入水和出水的季平均結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，數(shù)據(jù)如表1所示。
從表中數(shù)據(jù)可以得出：該人工濕地技術(shù)，對(duì)于指標(biāo)污染物均具有很好的去除效果。出水水質(zhì)除2007年一季度試運(yùn)行期間不穩(wěn)定外，其余時(shí)間均達(dá)到一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)。去除率方面：COD47.11％～63.38%、BOD5 69.65％～85.30%、TP 36.96%～58.06%、NH3-N 43.88%～57.89%、SS 44.44%～66.67%；其中對(duì)BOD5的去除效果最佳，對(duì)NH3-N和TP的去除效果相對(duì)較差。COD與BOD5的去除效率顯示出一定的差異性，應(yīng)于該水廠的進(jìn)水中工業(yè)廢水的比例較高有一定的關(guān)系。季節(jié)性變化對(duì)該人工濕地污水處理系統(tǒng)影響明顯。不同季節(jié)間人工濕地處理效率的差別主要體現(xiàn)在對(duì)TP 和NH3-N的去除上，每年7～9月去除效果最佳，1～3月去除效果最差，其余各指標(biāo)受溫度季節(jié)性變化影響相對(duì)較小。
　?。ǘ┬б娣治?br>　　平陰沿黃，是南水北調(diào)東線(xiàn)工程的重要通道。人工濕地升級(jí)改造工程的實(shí)施，使污水廠達(dá)到了一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)，大大減輕了對(duì)黃河的污染，保證了輸水沿線(xiàn)水質(zhì)安全。從建設(shè)成本來(lái)看，該濕地建設(shè)投資600萬(wàn)元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)深度處理技術(shù)的建設(shè)投資成本；從運(yùn)行成本來(lái)看，該工程噸水處理成本僅為0.02元，加上水產(chǎn)品的收益，年節(jié)約深度處理運(yùn)行費(fèi)400余萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)性顯著。
　　四、結(jié)語(yǔ)
　　1．山東平陰人工濕地系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行，表明人工濕地應(yīng)用于污水處理廠深度處理是可行的。各污染物的去除效果明顯，處理后水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；而且大大節(jié)約了基建和運(yùn)行成本，環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
　　2．項(xiàng)目出水水質(zhì)達(dá)到了《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》（GB/T18921-2002）中的景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，加之進(jìn)水水質(zhì)污染程度不高，如將人工濕地與城市景觀工程有機(jī)銜接，或進(jìn)行中水回用，將產(chǎn)生更大的社會(huì)效益。
　　3．季節(jié)性變化對(duì)中緯度的人工濕地系統(tǒng)影響明顯。在冬季雖然采取了隔離覆蓋等保溫措施，但去除效果相對(duì)較差。如何進(jìn)一步提高冬季的處理效果值得探討。
　　4．物種的引進(jìn)，應(yīng)以土著生物為主，防止生物入侵造成不可控的危害。水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立有利于全面掌握濕地水質(zhì)的變化規(guī)律，對(duì)濕地的有效運(yùn)行提供技術(shù)支撐。
　　5．人工濕地作為一種處理污水的新技術(shù)還有待于進(jìn)一步改良。需要探討不同地區(qū)的運(yùn)行特點(diǎn)和規(guī)律，進(jìn)一步總結(jié)濕地的運(yùn)行和管理經(jīng)驗(yàn)，以便在將來(lái)的建設(shè)中提供更合理的參考。