微生態(tài)濾床水環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)

劉 茜

（安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230001）

微生態(tài)濾床水環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)

劉 茜

（安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230001）

微生態(tài)濾床水環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)具有治理效果好、設(shè)計(jì)和實(shí)施簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便以及投資小等特點(diǎn)。是未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)應(yīng)該廣泛使用的一種水環(huán)境治理技術(shù)。

微生態(tài)濾床；水環(huán)境；修復(fù)技術(shù)

國(guó)家近些年來(lái)工農(nóng)業(yè)和城市建設(shè)的發(fā)展，產(chǎn)生的大量的污染物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，其中水環(huán)境的污染最為嚴(yán)重。隨著政府部門不斷加強(qiáng)環(huán)境治理的投入力度、人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高，加強(qiáng)對(duì)城市、農(nóng)村以及河道、湖泊的水質(zhì)修復(fù)和生態(tài)環(huán)境修復(fù)，成為環(huán)境治理中的重要和深層次內(nèi)容。

1 微生態(tài)濾床技術(shù)介紹

1.1 微生態(tài)濾床的概念

微生態(tài)濾床是利用植物-基質(zhì)-微生物這一復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過(guò)過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的高效凈化，同時(shí)通過(guò)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的生物地球化學(xué)循環(huán)，促進(jìn)綠色植物生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)廢水的資源化與無(wú)害化。原水在流經(jīng)該系統(tǒng)時(shí)，各種污染物在微生物轉(zhuǎn)化、細(xì)菌分解、氧化、還原、吸收、揮發(fā)、蒸騰和沉淀等多重作用下發(fā)生分離或轉(zhuǎn)化[1]。

1.2 微生態(tài)濾床技術(shù)原理和設(shè)計(jì)參數(shù)

微生態(tài)濾床由介質(zhì)層和濕地植物兩大系統(tǒng)組成，利用這兩大系統(tǒng)共同營(yíng)造的生態(tài)系統(tǒng)，綜合物理、化學(xué)、生物三種放大功效，使污水處理功效達(dá)到最大化。介質(zhì)層分多層鋪設(shè)，視所需處理污水性質(zhì)不同而有變化，每一層介質(zhì)層的介質(zhì)粒徑配合比、組成成分、厚度和它的污水處理能力的關(guān)系，都涉及到許多土力學(xué)的知識(shí)，如孔隙率、滲透系數(shù)、水飽和度、顆粒間作用力等，這是環(huán)境工程與土力學(xué)原理相互結(jié)合、相互滲透的一門新學(xué)科—環(huán)境土力工程學(xué)。

介質(zhì)層由不同介質(zhì)按特定配比混合組成，介質(zhì)不僅過(guò)濾固體物、固定由細(xì)菌引起的薄膜，而且通過(guò)表面的吸附和氧化作用提高對(duì)污染物的去除。介質(zhì)層由上至下分為好氧區(qū)、兼氧區(qū)、厭氧區(qū)，為好氧微生物、厭氧微生物提供生長(zhǎng)和工作環(huán)境。其中好氧微生物所需氧氣通過(guò)濕地的漫滲（42%）、折滲（46%）、濕地植物的光合作用（12%）提供。濕地植物有黃菖蒲、傘葉花、美人蕉、香蒲、再力花、蘆葦?shù)?，這些濕地植物事先經(jīng)過(guò)培育，使其根系更適應(yīng)惡劣的污水環(huán)境，而且針對(duì)污水、景觀水處理的具體不同要求，有各自不同的適合種植的種類及配比。

微生態(tài)濾床系統(tǒng)作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)參數(shù)有：濾床基質(zhì)原料的配選、孔隙率、水力停留時(shí)間、表面有機(jī)負(fù)荷、表面水力負(fù)荷、處理單元長(zhǎng)寬及其比例、進(jìn)出水構(gòu)筑物、隔板裝置和防滲材料、景觀水生植物配置、水體循環(huán)凈化周期等。針對(duì)各關(guān)鍵參數(shù)建立反應(yīng)器模型，將進(jìn)入到微生態(tài)濾床的污染物降解和分解，最終轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)原料被植物吸收和轉(zhuǎn)移[2]。

2 微生態(tài)濾床的分類及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

2.1 微生態(tài)濾床的分類

按照水流方向，可以將微生態(tài)濾床分為水平潛流微生態(tài)濾床和垂直潛流微生態(tài)濾床，其中水平潛流微生態(tài)濾床對(duì)污染水體具有的水力負(fù)荷、污染負(fù)荷大的情況，能其能充分利用整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同作用，對(duì)BOD5（生化需氧量）、CODCr（重鉻酸鹽指數(shù)）、SS（懸浮物質(zhì)）、細(xì)菌及重金屬等污染指標(biāo)的去除效果好，但是控制相對(duì)復(fù)雜。垂直潛流生態(tài)濾床，其氧氣可通過(guò)大氣擴(kuò)散和植物根莖葉的傳輸進(jìn)入床體，其硝化能力高于前者，在實(shí)際中可用于處理氨氮含量較高的污染水質(zhì)，其缺點(diǎn)在于對(duì)有機(jī)物去除能力不如水平潛流人工濕地系統(tǒng)，如果選擇的介質(zhì)不當(dāng)會(huì)造成堵塞[3-4]。

2.2 微生態(tài)濾床的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

首先，低成本、低投資。投資和建造成本為國(guó)內(nèi)常規(guī)技術(shù)和設(shè)備的二分之一。人工濕地技術(shù)基本上不需要機(jī)電設(shè)備，日常維護(hù)上的工作主要為清理渠道和管理作物，以及由個(gè)別專業(yè)人員作定期檢查，因此其運(yùn)營(yíng)費(fèi)用是傳統(tǒng)處理工藝的十分之一，甚至更低。

其次，水體凈化效果好。物理、化學(xué)及生物的三重作用放大濕地的水體凈化能力。人工濕地技術(shù)可以高效的降解水體中的污染物，不僅能去除常規(guī)污染物，而且對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)磷和氮等具有明顯的處理效果。污水處理的水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，處理后的水可以作為景觀水前期注入水和后期補(bǔ)充水、綠化澆灌用水、沖洗廁所、清洗街道等，節(jié)約水資源，符合國(guó)家倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展的原則。

再次，水體處理量靈活。人工濕地可以根據(jù)景觀水體量的大小及其出水水質(zhì)的要求進(jìn)行量體設(shè)計(jì)建造，可大可小，因地制宜。景觀配合度較高：由于有多種植物可供選用，占地面積及其形狀亦可靈活設(shè)計(jì)，可靈活配合整體景觀設(shè)計(jì)，成為景觀中的一部分。所有材料皆來(lái)之大自然，沒有二次污染。

最后，建造靈活、因地制宜。微生態(tài)濾床臨靠景觀水體建造，形狀位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)景觀需要進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)。運(yùn)用自然的方式來(lái)凈化水體，使景觀水體保持常年的清澈。設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)籌安排取水點(diǎn)、進(jìn)水點(diǎn)以及相應(yīng)的設(shè)備，可以效去除水面和水體的懸浮物，有效保持水面的清潔。原本封閉、不流動(dòng)的景觀水體被強(qiáng)制性地流動(dòng)起來(lái)，循環(huán)凈化、循環(huán)流動(dòng)，景觀水體生生不息。

3 結(jié)論

微生態(tài)濾床水環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)的構(gòu)建，從開始設(shè)計(jì)到進(jìn)入環(huán)境系統(tǒng)，其功效為改善水體質(zhì)量的重要設(shè)備，因地制宜的設(shè)計(jì)，使這種修復(fù)技術(shù)逐漸成為保護(hù)水體環(huán)境的一個(gè)基礎(chǔ)構(gòu)件存在，并且對(duì)環(huán)境的影響逐年減小，其自身的凈化功能和修復(fù)機(jī)制卻越來(lái)越穩(wěn)定增強(qiáng)，重要的是，其對(duì)環(huán)境負(fù)荷變化的沖擊具有更優(yōu)秀的調(diào)節(jié)能力，對(duì)保持水生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定具有領(lǐng)先性和示范意義。

在設(shè)計(jì)施工中，盡可能的在現(xiàn)有的設(shè)施和條件下實(shí)施，同景觀設(shè)計(jì)理念完美結(jié)合，創(chuàng)造了綠色高效的水資源生態(tài)系統(tǒng)。城市與農(nóng)村的水環(huán)境修復(fù)，可以將獲取的水源使用比率最大化，達(dá)到節(jié)水和節(jié)能的要求[5]。

微生態(tài)濾床水環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)還原了一個(gè)自然生態(tài)體系的同時(shí)，也做出符合自然規(guī)律設(shè)計(jì)和建設(shè)施工。特別是在以后的城市建設(shè)和治理的過(guò)程中，對(duì)緊缺的城市水資源進(jìn)行充分有效利用，這樣的生態(tài)修復(fù)技術(shù)必將具有廣闊的前景。

[1]李明媚.微生態(tài)濾床在雨水利用暨景觀水處理中的應(yīng)用研究[J].環(huán)境工程設(shè)計(jì),2015(6):141-146

[2]王惠權(quán).微生態(tài)濾床系統(tǒng)在地表水生態(tài)治理上的應(yīng)用[J].北京農(nóng)業(yè),2015(7):114-115.

[3]楊永坤,李開明,胡和平,等.復(fù)合生態(tài)濾床和光催化技術(shù)在景觀法理中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水,2008,24(6):63-66.

[4]黃德峰.人工濕地凈化富營(yíng)養(yǎng)化景觀水的效果及機(jī)理研究[D].同濟(jì)大學(xué),2007.

[5]張軍,周期,等.表面流人工濕地中氮磷的去除機(jī)理[J].生態(tài)環(huán)境,2004,13 (1):98-101.

Water environment ecological restoration technology of micro ecological filter bed

LIU Qian
(Anhui vocational and technical college,HeFei AnHui 230001)

Water environment ecological restoration technology has the characteristics of good control effect,simple design and implementation,convenient operation and maintenance,small investment and so on.It is a kind of water environment treatment technology that should be used widely in the future.

Micro ecological filter bed; Water environment; Remediation technology

：A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.062

1672–7304(2016)01–0133–02

安徽省教育廳支持2016年度安徽省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：KJ2016A389)。

（責(zé)任編輯：吳 芳）

劉茜（1982-），女，安徽合肥人，講師，研究方向：建筑工程。