人工湿地在污水处理厂尾水处理方面的应用探究

人工湿地在污水处理厂尾水处理方面的应用探究

王玉凤

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摘要：目前我国的污水处理厂出水水质普遍执行一级A标准，近京地区部分新建和提标改造的污水处理厂执行北京市城镇污水处理厂水污染排放标准一级B标准，且基本直接排入地表水系，以地表水Ⅲ类为例，污水处理厂出水浓度为地表水环境质量标准的1.5~15倍（COD为1.5-2.5倍，总氮为15倍）。当污水处理厂受纳水系污径比大于5%时，受纳水体就需要较长时间完成自净作用，当污径比大于10%时，很可能导致受纳水体的富营养化。如何进一步提高污水处理厂出水标准，降低对自然水系的影响，已是达成人与自然和谐发展目标所需要解决的迫切问题。

关键词：人工湿地；尾水处理；污水处理

1、前言

随着工业的发展，水污染的加剧，同时淡水资源短缺与人民生活水平提高之间的矛盾日益加剧，水环境保护的任务也越来越艰巨。近年来，环境科学研究在迅速发展，正在积极探索水环境污染全球效应问题，各种水处理污染的方法层出不穷，其中生态处理技术——人工湿地技术由于其低投资，出水水质好，抗冲击力强，操作简单，建造和运行费用低（仅为传统二级污水处理厂的1/10----1/2），维护方便，氨氮去除率高，同时可使污水处理与环境生态建设有机结合，在处理污水同时创造城市生态景观等特点逐步被越来越多的国家接受，并广泛应用。

2、我国工湿地的应用与发展

我国在“七五”期间开始人工湿地的研究。首例采用人工湿地处理污水的研究工作始于1988~1990年在北京昌平进行的表面流人工湿地。处理量为500m3/d的生活污水和工业废水，占地面积为2ha，水力负荷为4.7cm/d，HRT为4.3d，BOD负荷为59 kgBOD/ha.d。用于处理水解池出水或原污水。

1990年，原国家环境保护局华南环境科研所在深圳白泥坑建造了占地8400m2的人工湿地示范工程，处理规模为3100m3/d城镇污水。该系统自从投入运行以来，取得较好的处理效果。

2006年，山东沙河水库新薛河入湖口人工湿地水质净化示范工程，采用橡胶坝+生态滞留塘+多级表面流人工湿地组合工艺对污染河水进行处理，占地面积约1500亩。目前，该湿地工程运行良好，出水水质稳定达到地表水Ⅳ类标准，通过种植芦竹、芦苇、莲藕等经济植物也获得了一定的经济效益。

同时，北京、沈阳、大连和晋城等城市也先后建设了或在建人工湿地工程及滩地生态修复工程。这些都说明在我国北方地区建设人工湿地工程技术上是可行的。

3、人工湿地的原理及研究效果

3.1人工湿地水质净化工程

3.1.1人工湿地分类

根据《人工湿地水质净化技术指南》（2021.4）和《人工湿地水质净化工程技术规范》（DB13/T5184—2020）中 6.2 工艺设计要求，人工湿地按照其水力形态和处理方式的不同可以分为表流人工湿地、潜流人工湿地。其中潜流人工湿地包括水平潜流人工湿地、垂直流人工湿地。表流人工湿地的水面位于湿地基质以上，污水以一定深度缓慢流过人工湿地表面；水平潜流人工湿地的水面位于基质层以下，水流经过介质层；垂直流人工湿地的水流方向与根系层呈垂直状态，水流在填料床中基本呈由上向下的垂直流动。

1）表面流人工湿地

优点有：投资少，运行费用低，维护简单，效果比自然湿地好。

缺点有：水力负荷一般较低，达到同等处理效果的条件下，其占地面积要比潜流大得多，并且易受季节影响（冬季会结冰，夏季有恶臭，蚊蝇滋生），去污能力有限。

2）水平潜流人工湿地

优点有：温度波动小、负荷较大、耐冲击、占地面积小、处理污水效率高、处理能力高，适用于寒冷地区，卫生。

缺点有：与表流湿地相比，建造费较高，管理相对复杂。

3）垂直潜流人工湿地

优点有：污染物处理效率高，污水处理效果稳定，硝化能力高于水平潜流人工湿地，去除污染物能力强，占用土地资源少。

缺点有：建设与投资费用高，易堵塞，管理相对难于表流人工湿地。

人工湿地选址原则以利用河道原有湿地坑塘为基础，连通水系，做到因地制宜，不另外征用土地，达到净化水质的目的。

3.1.2 人工湿地去除率

参考刘艳老师针对北方人工湿地对污染物去除率的试验研究可知，在6-8月份中TN的去除率最高可达到57.78%，COD的去除率最高可达到85.41%，冬季去除率会有所降低。通过湿地对污染物进行削减和水质本身自净力，能实现进入地表水的污水达到相应的标准。

4、人工湿地发展前景

目前，我国城市污水处理系统主要采用活性污泥法，然而此工艺不仅投资高、耗能大，且运行成本高、管理要求高、碍于资金限制、技术力量薄弱等原因，使小城市及广大农村地区无法大量推广应用。人工湿地处理工艺有着成本低、操作容易、节能和有效等优点，恰恰适合于处理水量不大、水质变化较小，管理水平不高的城镇和广大农村地区的污水和较分散的污水，可有效弥补这些地区的污水处理短板，十分值得推广。

近年来，我国一些地区已经积极开展尝试，同时也取得了很好的效果。因此开展人工湿地研究，结合区域排水特点，因地制宜地开发出具有当地特色的人工湿地污水处理系统，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]杨朝飞.中国湿地现状及其保护对策[J].中国环境科学，1995（6）；407-411.

[2]尹军，崔玉波.人工湿地污水处理技术[M].北京：化学工业出版社，2006:7-52.

[3]程树培.应用人工湿地生态系统处理中小城市排放废水[J].城市环境与城市生态，1989,2（1）35-37.

[4]赵虎生.人工湿地发展概况及应用前景[A].现代农业科技，1007-5739（2019）07-0167-01.

[5]白晓慧，王宝贞，余敏，等.人工湿地污水处理技术及其发展应用[J].哈尔滨建筑大学学报，1999，32（6）：88-92.

[6]刘艳,张吉库,邹琳.北方人工湿地对污染物去除率的试验研究.沈阳建筑大学，沈阳，中国，110168.

[7]孙书明,单保庆,彭万疆.钢渣构造人工湿地运行初期无机氮转化特点研究[J].环境科学,2009,30(5):1357-1361.

[8]赵桂瑜.人工湿地除磷基质筛选及其吸附机理研究[D].上海:同济大学,2007.