利用蓮花湖濕地處理鐵嶺市城市污水的探討

張珂歆

摘要：利用現(xiàn)存的蓮花湖濕地處理遼河鐵嶺段的城市污水，重點(diǎn)對蓮花湖濕地的生態(tài)現(xiàn)狀進(jìn)行了評價，根據(jù)實際調(diào)查和監(jiān)測評價的結(jié)果，選擇采用表面流人工濕地處理系統(tǒng)對城市污水進(jìn)行處理，提出來運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題，預(yù)測此方法可達(dá)到預(yù)期的效果，緩解遼河鐵嶺段水質(zhì)的現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：水生生態(tài)評價；濕地生態(tài)系統(tǒng)；處理污水

遼河鐵嶺段水環(huán)境雖然經(jīng)過了近十年的遼河治理和工業(yè)污染源“一控雙達(dá)標(biāo)”后，遼河水質(zhì)有所改善，但仍不容樂觀。遼河鐵嶺段的水污染治理，必須采取綜合整治的措施徹底解決遼河特別是鐵嶺城市段的水污染問題，也就是通過截污工程充分發(fā)揮現(xiàn)有污水處理廠作用削減污染負(fù)荷，并利用鐵嶺市新老城區(qū)間現(xiàn)有的一塊天然濕地--蓮花湖濕地，凈化鐵嶺市主要工業(yè)園區(qū)已達(dá)標(biāo)的工業(yè)污水及經(jīng)污水處理廠處理后城市污水，從而達(dá)到綜合整治城市段水污染的目的。

一、蓮花湖概況

蓮花湖位于鐵嶺市老城區(qū)西南部，包括凡河、柴河入遼河口及兩河口之間的遼河灘涂。地理坐標(biāo)為東經(jīng)123°41'～123°51'，北緯41°15'～42°20'，海撥高度為50.5m～60.2m，整個流域面積約23km2。蓮花湖流域三面環(huán)水，西面緊鄰遼河，北面連接柴河，南面匯入凡河，是三河水的會合點(diǎn)，也是泛洪區(qū)。被民間稱之為“九江的下稍”，濕地水由柴河進(jìn)入，流入凡河，最終匯入遼河。該區(qū)域?qū)儆跂|北濕地的一部分，水面面積約20km2，主要包括得勝臺水庫、五角湖、大蓮花泡和中朝友誼水庫四部分。

二、蓮花湖的生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查與評價

蓮花湖水質(zhì)現(xiàn)狀評價結(jié)果是蓮花湖入口和出口水質(zhì)均超Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)現(xiàn)狀為嚴(yán)重污染。

水生生物評價選用的指標(biāo)包括水生維管束植物、魚類、藻類、水生浮游動物、底棲動物。

底泥監(jiān)測項目包括總鉻、鉛、銅、汞、有機(jī)質(zhì)等5項。底泥監(jiān)測點(diǎn)共設(shè)7個。共分枯、平二期監(jiān)測，每期監(jiān)測一次?？菟诒O(jiān)測時間為2010年5月6日，平水期監(jiān)測時間為2010年10月21日。監(jiān)測結(jié)果見表1。

本次評價采用遼河平原鐵嶺地區(qū)土壤背景值做為評價標(biāo)準(zhǔn)，采用綜合污染指數(shù)法進(jìn)行評價。評價結(jié)果，鉛最高值為49.39mg/kg（大蓮花泡入口），比背景值高1.3倍；銅最高值41.74mg/kg，比背值高出1.4倍，總鉻最檢出值為57.41mg/kg，比背景值高0.25倍，因此對蓮花湖流域進(jìn)行濕地修復(fù)是必要的。

三、利用蓮花湖濕地處理污水

1、入湖的水量

蓮花湖流域現(xiàn)有湖面以得勝臺水庫為主，入庫補(bǔ)給水主要有部分柴河灌渠農(nóng)業(yè)灌溉用水，水稻田下泄水入庫的水約有170萬m3/a；鐵嶺市南排溢流污水，南排污水排放量約為5萬t/d（1800萬t/a）；達(dá)標(biāo)排放的部分工業(yè)污水及少量生活污水和自然降雨徑流水三部分，每年降水入庫量約為280萬m3。

2、工藝選擇及污染物去除路徑

目前人工濕地處理污水主要工藝有兩種，一種為表面流人工濕地，另一種為潛流人工濕地。根據(jù)蓮花湖的特點(diǎn)，采用表面流人工濕地處理系統(tǒng)較為適宜。

具體工藝方案為：

A.SS去除路徑：在人工濕地中SS的去除相當(dāng)迅速，去除主要機(jī)理是沉淀、聚集和表面粘附。

B.COD和BOD去除路徑：污水中的有機(jī)物可通過生態(tài)滯留塘中的厭氧菌和多級表面流人工濕地中的好氧菌將有機(jī)物沉降、吸附、吸收以及分解去除。

C.N的去除路徑：在本工程中接觸氧化單元中的硝化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。大量的研究表明濕地中氮的去除路徑主要為生物硝化-反硝化。

D.磷的去除路徑：廢水中無機(jī)磷在植物吸收及同化作用下可變成植物的ATP、DNA及RNA等有機(jī)成分，通過植物收割而去除。

3、植物選擇及配置

選擇植物時考慮的因素很多，但主要考慮以下幾個方面：耐污能力強(qiáng)；去污效果好；適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境；根系的發(fā)達(dá)程度；有一定的經(jīng)濟(jì)價值。

蓮花湖人工濕地的植物配置，在地勢較高的農(nóng)民臺田處，種植蘆葦；在地勢略低的臺田間水面處，種植蘆葦、香蒲等挺水植物；在靠近河堤的地勢低洼處塘內(nèi)的水深較淺處栽種菱角、蓮藕等本土浮葉植物，水深較深處配置金魚藻、苦草等沉水植物，并在塘內(nèi)放養(yǎng)魚、泥鰍、青蛙等動物。

4、蓮花湖濕地的處理效果分析

進(jìn)入人工濕地的水量為6萬噸/天，其中兩個工業(yè)園區(qū)排水1萬噸/天，通過潛流、表面流兩級人工濕地凈化，出水水質(zhì)達(dá)到地表水IV類水體指標(biāo)，具體進(jìn)出水質(zhì)指標(biāo)如表2。

四、利用蓮花湖濕地處理污水系統(tǒng)存在的問題及結(jié)論

利用蓮花湖濕地處理污水系統(tǒng)存在著蓮花湖應(yīng)急供水、人工濕地過冬、葦草收割和汛期影響等問題。

1、蓮花湖應(yīng)急供水問題

人工濕地由于需深度凈化污水處理廠的出水和部分工業(yè)園區(qū)達(dá)標(biāo)污水，該水質(zhì)可能會因自身處理系統(tǒng)發(fā)生故障而超標(biāo)嚴(yán)重，超過人工濕地的凈化處理能力，從而威脅到濕地生存安全。因此，一旦入水出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，須停止污水處理廠來水，按現(xiàn)有渠道直排遼河；同時應(yīng)利用截流工程進(jìn)行引進(jìn)柴河及凡河水，以保證濕地水質(zhì)安全和濕地生態(tài)用水。

2、人工濕地過冬問題

蘆葦濕地是一種生態(tài)工程的方法，系統(tǒng)對污染物的去除受溫度影響明顯，夏季氣溫適宜，污染物去除效果明顯，出水水質(zhì)可達(dá)到要求。但冬季氣溫下由于系統(tǒng)內(nèi)微生物活力下降，蘆葦收割后不再吸收養(yǎng)分，污染物去除效果大大降低。如此時再大量引進(jìn)污水處理廠來水，可能會威脅到濕地水質(zhì)安全。解決這一問題的方案是強(qiáng)化調(diào)控濕地入水水質(zhì)水量，控制污水處理廠及工業(yè)區(qū)來水，將剩余的污水處理廠排水及工業(yè)區(qū)達(dá)標(biāo)污水直接排入遼河或凡河，并需要通過截流工程在入冬前引入適量的凡河（或柴河）水，從而增加蓮花湖水環(huán)境容量，必要時冬季采用濕地附近地下水補(bǔ)充濕地生態(tài)用水，以保證蓮花湖及人工濕地冬季用水安全。

3、葦草收割

由于葦草是湖區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)支柱之一，況且為了有效去除營養(yǎng)物，也需要實施對葦草的收割，由于淹水將對葦草收割造成不便，這樣既可通過交替補(bǔ)水方式解決，也可由儲水庫暫時接納來水，待收割完畢后繼續(xù)正常工作。

4、汛期影響及對策

汛期影響有四個方面：一是擬建工程位于泄洪區(qū)內(nèi)，是否影響行洪有待與水利部門協(xié)商；二是行洪將對工程造成一定的損壞，增加汛后維護(hù)工作量；三是汛期水量特別大時，污水不能納入處理系統(tǒng)，將直入蓮花湖，對湖水水質(zhì)產(chǎn)生一定影響，但由于汛期水量是污水量的數(shù)十倍至數(shù)百倍，足以稀釋污水至允許入湖標(biāo)準(zhǔn)；四是汛期洪水可能將沉積在處理系統(tǒng)的污泥及其污染物翻起，入湖后造成污染，因此汛期應(yīng)采取分流措施，不使大量外來洪水進(jìn)入處理系統(tǒng)，此外處理工程可通過一定的工程措施，如在垂直水流方向上開挖壕溝，可大大減緩底泥的二次污染。

但是通過蓮花湖現(xiàn)狀生態(tài)評價和處理污水工藝的選擇和去污能力的分析，結(jié)合鐵嶺市城市污水的水質(zhì)和水量及補(bǔ)給水的情況，利用蓮花湖濕地生態(tài)系統(tǒng)處理城市污水的技術(shù)方法是可行的。

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