人工濕地深度處理工藝及在污水處理廠中的應(yīng)用

賴豐運

（廣州市華南水務(wù)工程技術(shù)有限公司 廣東廣州510000）

1 前言

目前我國大部分縣級以上地區(qū)都建有污水處理廠，而且基本都是采用二級處理工藝，處理后的污水只能達到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準。近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境問題越來越嚴峻，政府部門對環(huán)境保護越來越重視，對污水處理廠進行提標是勢在必行的事。很多地區(qū)環(huán)保部門對新建的城鎮(zhèn)污水處理廠要求出水標準必須達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準，已建的城鎮(zhèn)污水處理廠需增加深度處理設(shè)施，將排放標準由原來的一級B標準提升到一級A標準。為此提出以人工濕地工藝作為污水處理廠的三級深度處理工藝，對人工濕地處理工藝的構(gòu)成和特點、人工濕地作為深度處理工藝的優(yōu)勢、以及人工濕地在城鎮(zhèn)污水處理廠中的應(yīng)用作分析。

2 人工濕地工藝

人工濕地是由人工建造和控制運行的污水凈化系統(tǒng)，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術(shù)。濕地床層中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作用營養(yǎng)成分直接吸收，還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用從廢水中去除。最后通過濕地基質(zhì)的定期更換或收割使污染物最終從系統(tǒng)中去除。人工濕地去除污染物的范圍包括N、P、SS、有機物、微量元素、病原體等。從水力學(xué)角度劃分，人工濕地分為表面流人工濕地、潛流人工濕地和垂直流人工濕地。

2.1 表面流人工濕地

表面流人工濕地又叫自由表面流濕地，其系統(tǒng)模擬天然濕地的水力原理，在自由表面流濕地中，水從一邊流入，從另一邊流出。濕地處理系統(tǒng)中較深的水域類似于池塘，其表面是以浮游生物和纖維狀的藻類、浮游植物、沉水植物為主的自養(yǎng)體系，在陰暗的深層水域則以厭氧細菌生長為主。表面流人工濕地水深一般為0.3～1.4米，有利于太陽光直射入水，提高水中溶解氧濃度，有利于好氧反應(yīng)發(fā)生。濕地中栽培有再力花、梭魚草、水蔥、香蒲等各類大型挺水植物，濕地中靠近表水層是好氧環(huán)境，深水層是厭氧的環(huán)境，氮能通過硝化和反硝化作用有效去除。磷的去除通過吸收、吸附、絡(luò)合、沉淀。

2.2 潛流人工濕地

污水在潛流人工濕地的填料下潛流，因而可充分利用填料表面及植物根系上的生物膜及其他各種作用處理廢水，提高處理效果和處理能力。同時由于水在地表下流動，保溫性好，處理效果受氣候影響較小，且衛(wèi)生條件較好，是目前國際上較多采用的系統(tǒng)。污水通過碎石上的生物膜、微生物和上部植物的吸收、降解，對污水進行凈化。此區(qū)域主要發(fā)生反硝化作用；對有機物和磷有很高的去除率。濕地中主要栽種菖蒲、再力花、美人蕉、紙莎草等大型水生植物。

2.3 垂直流人工濕地

垂直流人工濕地的水流綜合了表面流人工濕地和潛流人工濕地的特性，水流在填料床中由上而下或由下而上做豎向流，污染物去除機理基本與潛流人工濕地相同。污水經(jīng)過濕地中碎石時，有機物通過碎石上的生物膜、微生物和上部植物的吸收、降解，對污水進行凈化，去除率達到30～60%。與表面流人工濕地相比，垂直流的底層氧化能力更高，因此對污水有較高的處理能力。

3 人工濕地作為深度處理工藝的優(yōu)勢

3.1 處理效果好

人工濕地對污水中的COD、BOD、SS、氨氮、總氮、總磷等具有很好的去除能力，所以城鎮(zhèn)生活污水通過二級處理后再進入人工濕地進行深度處理，出水標準能達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。

3.2 節(jié)能

人工濕地采用自流自充氧，無需提升、曝氧、攪拌等用電設(shè)備，所以整個處理過程無需能耗。電費在城鎮(zhèn)污水處理運營成本中所占比重最大，所以減少電能耗是降低運營成本的最有效辦法。

3.3 維護方便，維護費用低

人工濕地運營維護簡易方便，無電氣設(shè)備維護，無加藥裝置，只需定期對植物進行收割處理，維護費用低。

3.4 美化環(huán)境

人工濕地上裁滿水生植物，一大片翠綠的植物給人很舒服的感覺，建在污水處理廠中能提高污水處理廠的綠化面積率，能起到美化污水處理廠環(huán)境的作用。

4 在污水處理廠中應(yīng)用

由于人工濕地具有處理效果好、節(jié)能環(huán)保、維護方便、運營維護費用低及美化環(huán)境等優(yōu)勢，目前國內(nèi)新建和擴建的城鎮(zhèn)污水處理廠開始使用人工濕地作為深度處理工藝。人工濕地深度處理工藝采用垂直流人工濕地、表面流人工濕地及潛流人工濕地組合的方式。由于人工濕地占地面積較大，更適合于用地沒那么緊張的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠。

5 結(jié)語

人工濕地作為新型的污水處理工藝，由于具有各種優(yōu)勢，可在污水處理廠提標過程中用作深度處理工藝，能保證出水達到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。將人工濕地深度處理工藝用于污水處理廠，具有深遠的環(huán)保意義。

[1]王世和.人工濕地污水處理理論與技術(shù)[M].科學(xué)出版社,2007.

[2]崔理華，盧少勇.污水處理的人工濕地構(gòu)建技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

[3]汪俊三.植物碎石床人工濕地污水處理技術(shù)和我的工程案例[M].中國環(huán)境科學(xué)出版社,2009.