人工濕地在河道水凈化中的應用范文

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1人工快滲-人工濕地組合工藝概述

1.1工藝原理人工快速滲濾技術（ConstructedRapidInfiltrationTechnology，簡稱CRI技術）是近年來發展迅速的新型土地處理技術。該技術采用天然河沙作為主要滲濾介質人工構造的快速滲濾系統，繼承了土地處理工藝建設成本和運營成本低、操作方便、管理簡單的優點，與傳統工藝相比，還大大地提高了水力負荷，不受土地等自然環境的影響，提高了工藝的實用性。人工快滲系統采用干濕交替的運行方式，淹水期和落干期構成一個水力負荷周期。當污水流經時，由于濾料呈壓實狀態，利用濾料粒徑較小的特點，通過濾料中黏土性礦物和有機質的吸附作用以及生物膜的生物微絮凝作用，截流和吸附污水中的懸浮物和溶解性物質；在落干期，系統內處于充分好氧狀態，濾料的高比表面積帶來的高濃度生物膜對附著于其表面的污染物進行好氧生物降解使污染物得到最終去除[3-6]。CRI系統是在過濾截留、吸附和生物降解的協同作用下去除污染物[7-8]。CRI過濾截流和吸附作用在系統中主要起調節機制，而有機污染物的真正去除主要靠好氧生物降解[9]。CRI技術具有工藝流程簡單、系統水力負荷高、投資運行成本低、建設周期短、出水質量好、操作維護簡便、不產生活性污泥等優點，并已成功解決在北方地區應用時的保溫防凍問題。人工濕地本身是一個綜合的生態系統。各種植物對不同污染物有不同的吸收、分解能力，通過綜合、合理地配置植物，可以人為構造出一個物種共生、物質循環再生的生態系統。水體中的污染物通過這個生態系統被植物分解、吸收，使水體得到凈化。人工濕地可以充分發揮資源的再生潛力，防止環境的二次污染，進而獲得水體凈化與資源化的最佳效益，是一種較好的生態廢水處理方式。其優點是處理成本低、管理簡單；缺點是占地面積大、水力負荷低、冬季運行效果不明顯。將人工快滲和人工濕地有機結合起來，可以取長補短，充分發揮兩者的優勢。

1.2工藝流程簡述人工快滲-人工濕地組合工藝流程如圖1所示，主要由前處理工藝—混凝沉淀，人工快滲池及人工濕地三部分組成。河水通過自流的方式進入格柵渠，經格柵去除大顆粒雜質，繼而通過提升泵提升至混凝反應池，投加絮凝劑及混凝劑進行反應，混凝區形成的礬花進入沉淀區進行泥水分離，主要去除水中部分有機物、SS及TP；沉淀池出水進入配水池，尾水通過配水池分配到各人工快滲池進行處理，快滲池通過過濾、吸附、生物降解等物理化學過程去除水中CODCr、SS及氨氮。快滲池出水進入人工濕地，通過植物吸附及微生物降解等作用，去除殘余的CODCr、總氮及總磷等物質，保證出水水質。

2應用工程案例

2.1成都鳳凰河二溝污水處理工程成都市鳳凰河二溝屬沙河上游的支流，其上游沿岸及周圍城區無截污分流的排水管網，所有生活污水、鄉鎮企業污水、農灌廢水及地表徑流水都未經治理直接排入鳳凰河二溝，造成鳳凰河二溝河水發黑發臭，并直接排入府南河中，污染了當地環境，影響了城市市容。為保護水質并解決河水的污染問題，采用人工快滲-人工濕地組合工藝對鳳凰河二溝污水進行了綜合治理，于2007年4月竣工并投入使用。鳳凰河二溝水污染治理示范工程建設規模2萬噸/日，采用的CRI工藝流程見圖2，河道處理后的效果見圖3。該工程自運行以來，運行穩定。表1為該工程2013年2月至2013年12月出水水質的變化情況，由系統運行情況和水質檢測結果可知，系統對COD、BOD、氨氮及SS的去除效果非常好，整體能夠達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中IV類標準，TN、TP優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。

2.2重慶桃花溪彩云湖補水凈化工程彩云湖城市濕地公園是重慶市首個國家級濕地公園，也是重慶市最大的生態公園和城市濕地公園。彩云湖濕地公園位于重慶市九龍坡區和高新區交界處，總面積為83.1公頃，整個公園由彩云湖水庫、桃花溪河與其他的濕地景觀共同組成。彩云湖公園的主打風格是“立體濕地”，形成溪流、池塘、梯田的組合，在立面展開濕地。公園的溪流和湖泊主要是桃花溪河和彩云湖水庫，梯田是指湖濱補水凈化系統。彩云湖濕地公園建成后，從根本上改變了所在地區的居住環境和建筑風貌，形成了一個天然氧吧，成為該區域居民休閑娛樂的絕佳場所，并使得彩云湖片區成為重慶最適合居住的地方之一。彩云湖水庫作為重慶主城區修建的面積最大的人工湖泊，2003年開始規劃，2007年6月開始進行全面施工建設，2010年公園東西區全面完工。建成后的彩云湖水庫成為一個湖面面積約300畝，蓄水容積達168萬平方米的生態湖。彩云湖補水凈化工程是整個桃花溪流域彩云湖水污染控制的關鍵環節，補水凈化系統的建設和運行意義重大。該工程建設規模為1.7萬噸/日，占地面積為122.5畝，采取人工快滲-人工濕地組合工藝，將上游河水進行處理后補充進入彩云湖。彩云湖補水凈化工程從2007年7月1日動工建設，2008年2月正式通水運行。該項目的工藝流程見圖4，改造后的效果見圖5。該工程自運行以來，出水穩定。表2為2014年度工程監測數據，其中COD、BOD、氨氮達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中IV類標準，TN、TP、SS優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。該工程建成以后，為桃花溪流域彩云湖提供了補充水源，是桃花溪流域治理工程的關鍵環節。

3結論

（1）人工快滲-人工濕地組合工藝用于河道水質凈化中，對COD、BOD5、SS、NH3-N的去除效果很好，能夠達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中IV類標準，TN、TP、SS優于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。（2）人工快滲技術具有水力負荷高、出水水質好、建設成本低等優點；人工濕地對總氮、總磷具有較好的去除效果。人工快滲-人工濕地組合工藝在保證出水效果的同時，能夠增加景觀的視覺美感和觀賞價值，有利于改善周邊環境質量，在河道水質凈化中具有好的應用前景。

作者：陳述蔚 徐進 駱靈喜 單位：深圳市龍華新區城市建設局 深圳市深港產學研環保工程技術股份有限公司 深圳市海岸與大氣研究重點實驗室