城鎮(zhèn)污水治理中人工濕地的應(yīng)用研究

楊憲政

德州市生態(tài)環(huán)境局武城分局 山東德州 253300

生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自凈功能，人工濕地就是通過人工打造小型生態(tài)系統(tǒng)，利用土壤過濾、植物轉(zhuǎn)化、微生物分解等一系列形式，達(dá)到污水凈化目的的一種方法。此外人工濕地在美化景觀、提供生物棲息地等方面也發(fā)揮了顯著作用，逐漸成為湖泊、河流污水治理中一種首選的方法。城鎮(zhèn)污水對于我國污染也比較嚴(yán)重，近年來地方政府和有關(guān)部門嘗試了多種污水處理措施，對比來看人工濕地的綜合效益有突出優(yōu)勢。但修建人工濕地也需掌握一定技巧，包括類型的選擇、植物的選擇等等。只有掌握這些要點，才能更好發(fā)揮人工濕地的作用價值[1]。

1 人工濕地概述

人工濕地可看作是一個綜合性的生態(tài)系統(tǒng)，遵循生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理，能讓污水、污泥中的污染物進(jìn)入良性循環(huán)，在循環(huán)過程中，將污水、污泥轉(zhuǎn)化為可再次利用的資源。人工濕地需要種植大量的植物，這些植物能向水體中輸送大量的氧氣，切實提高水體的活性，提高水體對有害物質(zhì)的降解效果。和傳統(tǒng)的污水處理廠相比，人工濕地的建設(shè)花費更少，不需要花費大量的資金去購買特定的污水處理設(shè)備。

2 人工濕地處理污水技術(shù)

污水中可溶性有機(jī)物通過植物根系生物膜吸附被分解去除，濕地床中微生物繁殖生長，通過定期更換濕地床填料去除新生有機(jī)體，在加拿大等國家利用人工濕地處理城鎮(zhèn)污水取得較好的效果。潛流式人工濕地適應(yīng)寒冷氣候，北方地區(qū)濕地必須考慮冬季降溫導(dǎo)致微生物失活降低運行效率的問題。去除氮磷有機(jī)物是低溫季節(jié)高效運行的關(guān)鍵，考慮冬季人工濕地系統(tǒng)活性降低等因素，許多研究者改進(jìn)傳統(tǒng)技術(shù)。常用的是處理系統(tǒng)前增加預(yù)處理措施，北方地區(qū)冬季需進(jìn)行保溫保證濕地正常運行，常用的保溫措施包括覆蓋稻草，收割濕地植物等，濕地植物在濕地處理系統(tǒng)中具有重要作用，選擇植物應(yīng)與當(dāng)?shù)貤l件適應(yīng)，氧氣傳輸能力較好[2].

3 人工濕地在城鎮(zhèn)站污水處理中的應(yīng)用分析

具體的人工濕地處理系統(tǒng)有表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地三種。表面流人工濕地主要依靠各種植物莖、稈上的生物膜，對污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行處理，這種人工濕地的投資較少，建造、操作起來也十分簡單，但需要種植大量植物，占地面積比較大，且這些植物自身還會受到氣候、天氣狀況的影響，在使用過程中有一定的局限性。水平潛流人工濕地的水位較深，床體填充有大量的填料，通過植物根莖、填料的截流作用實現(xiàn)對污水的有效處理。在水平潛流人工濕地的床底還有防滲層，污水能有效被防滲層截留，不會深入地下，不會對地下水造成污染。水平潛流人工濕地往往不會受到氣候、天氣狀況的影響、保溫性能也比較好，是一種應(yīng)用十分廣泛的人工濕地污水處理系統(tǒng)。然而水平潛流人工濕地也有缺點，比如其對氮磷污染物的處理效果較差，整個人工濕地的控制系統(tǒng)也十分復(fù)雜。垂直潛流人工濕地是一種能對氮、氨污染物進(jìn)行有效處理的人工濕地污水處理系統(tǒng)，同時具有極高的硝化能力，在垂直潛流人工濕地中的水流是由上向下的垂直流，氧可通過植物光合作用和大氣不斷擴(kuò)散進(jìn)入系統(tǒng)中，實現(xiàn)系統(tǒng)的循環(huán)運行和對污染物的有效處理。水平潛流人工濕地處理工藝是應(yīng)用最為廣泛的污水處理工藝，因此本文重點對水平潛流人工濕地設(shè)計問題、設(shè)計參數(shù)進(jìn)行了分析討論。在進(jìn)行水平潛流人工濕地設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要科學(xué)、合理地選擇植物種類，確保植物受當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊戄^小，能順利在濕地系統(tǒng)中存活和生長。設(shè)計人員需根據(jù)進(jìn)水量、水力負(fù)荷來確定水平潛流人工濕地的表面積，并結(jié)合水力坡度、潛流滲透系數(shù)等因素來確定水平潛流人工濕地的填料高度、填料厚度，確保構(gòu)建的水平潛流人工濕地能和實際情況相符，能充分發(fā)揮其對污水的處理作用。濕地床植物根系的浸沒深度應(yīng)當(dāng)均勻，確保植物能順利、茁壯生長，在進(jìn)水端需要采取三角堰、穿孔管進(jìn)行配水，確保配水的均勻，在出水端需設(shè)置穿孔集水管、水位控制閘板，確保能對水平潛流人工濕地的水位進(jìn)行有效控制[3]。

4 人工濕地的應(yīng)用案例

人工濕地污水處理系統(tǒng)以其在污水處理中的獨特優(yōu)越性已經(jīng)越來越多的被人們所熟知和重視，但我國的人工濕地在污水處理中的研究和應(yīng)用較晚，下面簡單介紹一些人工濕地在我國污水處理中的應(yīng)用案例。1987年我國在天津建成了第一座人工濕地污水處理系統(tǒng)，處理規(guī)模為1400m3/d。2003年在云南省澄江縣馬料河建成的人工濕地污水處理工程，處理規(guī)模為3000m3/d，處理工藝為氧化塘+垂直潛流+表流濕地，出水為一級B標(biāo)準(zhǔn)，目前運行良好。2004年建成江川縣漁村大河人工濕地污水處理工程，主要處理生活污水和農(nóng)業(yè)面源污水，設(shè)計規(guī)模10000m3/d，處理工藝為氧化塘+水平潛流，出水滿足地表IV類水要求，部分滿足Ⅲ類水要求。2009年建成的萍鄉(xiāng)市蘆溪縣南坑人工濕地污水處理工程，主要處理生活污水和農(nóng)業(yè)面源污水，設(shè)計規(guī)模5000m3/d，處理工藝為氧化塘+水平潛流+垂直潛流，設(shè)計出水為一級B標(biāo)準(zhǔn)，目前該濕地正常運行，部分出水達(dá)到地表Ⅲ類水。

5 結(jié)語

目前，我國許多城鎮(zhèn)不能有效進(jìn)行污水處理，只能隨意對污水進(jìn)行排放。這就促使城鎮(zhèn)需要不斷尋找最有效、最經(jīng)濟(jì)的污水處理方式，確保以極低的成本花費實現(xiàn)對污水的有效處理。相關(guān)工作人員需要對城鎮(zhèn)水量、進(jìn)出水水質(zhì)、具體的污水處理工藝進(jìn)行分析，以確保能采用最為有效的污水處理方式，并使其得到合理的應(yīng)用。