濕地工程在污水處理中的應(yīng)用

【摘要】濕地工程在污水處理工程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】引水工程；橡膠壩工程

一、工程地點(diǎn)

項(xiàng)目區(qū)位于吉林省梨樹縣污水處理廠西側(cè)小南河流域，起始點(diǎn)為污水處理廠中水通過圓涵流入小南河處，樁號(hào)為0+000，末端為小南河與招蘇臺(tái)河匯合處，樁號(hào)3+700。

二、工程設(shè)計(jì)

（一）工程總體布置

以污水處理廠出口進(jìn)入梨樹小南河為工程起點(diǎn)，樁號(hào)為0+000，末端為與招蘇臺(tái)河匯合處，樁號(hào)為3+700，面積共316000m2作為人工表流濕地的建設(shè)面積，共分級(jí)修建20座溢流堰。

（二）工藝選取

人工濕地技術(shù)是一種基于自然生態(tài)原理，充分利用人工介質(zhì)中的

微生物、植物根系以及介質(zhì)所具有的物理、化學(xué)特性，將污水凈化的一種復(fù)合工藝。根據(jù)濕地內(nèi)污水的流動(dòng)狀態(tài)，人工濕地又劃分為表面流濕地和潛流濕地。表面流人工濕地在生態(tài)構(gòu)造和外觀上都類似于天然濕地，但去污的效果要優(yōu)于自然濕地。潛流濕地的人工布水系統(tǒng)位于濕地的表面，使水流在濕地表面以下運(yùn)行，根據(jù)水流的方向，又可以把潛流濕地分為水平潛流和垂直潛流濕地兩類。

1、表面流人工濕地

表面流人工濕地這種類型的人工濕地和自然濕地類似，污水從濕地表面流過。在流動(dòng)的過程中廢水得到凈化。水深一般0.3～0.5米，水流呈推流式前進(jìn)。污水從入口以一定速度緩慢流過濕地表面，部分污水或蒸發(fā)或滲入地下。近水面部分為好氧層，較深部分及底部通常為厭氧層。表面流人工濕地中氧的來源主要靠水體表面擴(kuò)散、植物根系的傳輸和植物的光合作用，但傳輸能力十分有限。

2、潛流人工濕地

目前在實(shí)際應(yīng)用中，潛流濕地由于在處理效果具有較大優(yōu)勢(shì)，已成為人工濕地主要的應(yīng)用模式，而在潛流濕地中根據(jù)水流方式的不同，又可分為水平潛流型和垂直潛流型兩種濕地模式。早期國(guó)際上應(yīng)用的人工濕地污水處理系統(tǒng)大部分為水平潛流人工濕地，但是隨著垂直潛流系統(tǒng)在污染物的去除和占地小等方面優(yōu)勢(shì)逐漸得到認(rèn)識(shí)，尤其是對(duì)污水中有機(jī)物和氮具有更高的凈化效果，垂直潛流人工濕地在國(guó)內(nèi)外都開始迅速的發(fā)展。

人工濕地水質(zhì)深度凈化系統(tǒng)的各類工藝的特點(diǎn)對(duì)比如表7-1所示。

綜合考慮本項(xiàng)目處理規(guī)模、水質(zhì)特點(diǎn)、運(yùn)行穩(wěn)定、管理簡(jiǎn)單、景觀審美、場(chǎng)地特征、氣候、投資、建設(shè)方要求等，綜合各方面的因素，本次設(shè)計(jì)選擇表流人工濕地工藝。

（三）人工濕地工藝流程

表面流人工濕地的去除機(jī)理如下：

1）稀釋作用；2）沉淀和絮凝作用、流速降低、生物分泌物，自然沉淀，絮凝沉淀發(fā)生；3）好氧微生物的代謝作用4）厭氧微生物的作用5）生物的作用6）水生維管束植物的作用

為了保證人工濕地水質(zhì)凈化系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，由梨樹縣污水處理廠進(jìn)入人工濕地的水體水質(zhì)必須保證符合入水標(biāo)準(zhǔn)即執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。工程將梨樹縣污水處理廠的污水引至小南河人工濕地進(jìn)行水質(zhì)凈化，最后流入招蘇臺(tái)河水域。

（四）人工濕地相關(guān)水力參數(shù)計(jì)算

在人工濕地的設(shè)計(jì)過程中，確定濕地的水力污染負(fù)荷是最重要步

驟之一，同時(shí)也關(guān)系到人工濕地未來處理效果的關(guān)鍵因素。本次工程設(shè)計(jì)方法主要利用濕地水文動(dòng)力學(xué)基本原理，由進(jìn)出水水質(zhì)和總體水量平衡進(jìn)行系統(tǒng)的水力負(fù)荷與停留時(shí)間等水力參數(shù)，然后計(jì)算出所需土地面積和污染物負(fù)荷量，同時(shí)結(jié)合住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《人工濕地污水處理技術(shù)導(dǎo)則》RISN-TG006-2009 和環(huán)境保護(hù)部《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2005-2010）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求選取合適的設(shè)計(jì)參數(shù)。

1、表面水力負(fù)荷

指每平米人工濕地在單位時(shí)間所能接納的污水量。

式中，qhs—表面水力負(fù)荷，m3/（d.m2）；Q—日處理量，m3/d；A—濕地面積，m2。本項(xiàng)目中，Q=30000m3/d，A=316000m2，因此qhs=0.095m3/（d.m2）。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》HJ 2005-2010 要求，表面流人工濕地qhs控制范圍應(yīng)為<0.1，本次設(shè)計(jì)面積滿足表面水力負(fù)荷要求。

2、表面有機(jī)負(fù)荷

指每平方米人工濕地在單位時(shí)間去除的五日生化需氧量。

式中：qos—表面有機(jī)負(fù)荷，kg/（m2·d）；Q—人工濕地設(shè)計(jì)水量，m3/d；C0—人工濕地進(jìn)水BOD5濃度，mg/L；C1—人工濕地出水BOD5濃度，mg/L；A—人工濕地面積，m2。

本項(xiàng)目中，Q=30000m3/d；C0=10mg/L（一級(jí)A）；C1=10mg/L（地表Ⅴ類水），故表面有機(jī)負(fù)荷不需計(jì)算，滿足要求；

3、水力停留時(shí)間

指污水在人工濕地內(nèi)的平均駐留時(shí)間。

式中：t—水力停留時(shí)間，d；V—人工濕地基質(zhì)在自然狀態(tài)下的體積，包括基質(zhì)實(shí)體及其開口、閉口孔隙，m3；Q—人工濕地設(shè)計(jì)水量m3/d；本項(xiàng)目中，據(jù)計(jì)算可知，V=316000×0.7×1=221200m3，Q=30000 m3，因此t=7.4d，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》HJ 2005-2010要求（4～8d）。

經(jīng)過上述計(jì)算，本工程無論從表面水力負(fù)荷、表面有機(jī)負(fù)荷及水利停留時(shí)間上均滿足達(dá)到地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)需要的指標(biāo)。

三、結(jié)論

通過對(duì)表流濕地的水處理效果進(jìn)行分析， 分析結(jié)果見下表。

從以上數(shù)據(jù)可看出，本項(xiàng)目人工濕地建成以后，運(yùn)轉(zhuǎn)后，每天將大量減少污染物的排放量，對(duì)保護(hù)周邊地區(qū)的環(huán)境和降低水體的污染負(fù)荷將起到良好的作用。