濱庫(kù)帶多級(jí)表面流濕地水污染控制

陳輝 鄧王軒 麻金衛(wèi)

摘要：隨著新興污水處理技術(shù)的興起，人工濕地得到了很好的發(fā)展，其中表面流人工濕地更是在污染控制與生態(tài)修復(fù)方面取得了很好的效果，成為水庫(kù)濱庫(kù)帶水污染防治的重要手段。本文以南山溝濕地工程為例，探討了表面流濕地的具體應(yīng)用。該工程位于碧流河水庫(kù)上游濱庫(kù)帶，工程采用多級(jí)表面流濕地工藝，可以同時(shí)對(duì)城鎮(zhèn)生活污水和匯水區(qū)的非點(diǎn)源污染進(jìn)行凈化；該工程中還設(shè)置了溢流堰，增大了各級(jí)濕地長(zhǎng)寬比等，通過(guò)這些措施提升了處理效果，有效地削減了入庫(kù)污染物。

關(guān)鍵詞：濱庫(kù)帶；水污染控制；人工濕地

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）07-0169-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.102

Multi-level surface flow wetland water pollution control in Bin Kuta

Chen Hui 1， Deng Wangxuan 2， Ma Jinwei 2

（1.Shenzhen Zhongqi Yihua Technology Environmental Protection Co.， Ltd.， Shenzhen Guangdong 518000，China；

2.Dawan District Testing （Shenzhen） Co.， Ltd.， Shenzhen Guangdong 518000，China）

Abstract： With the rise of emerging sewage treatment technologies， constructed wetlands have been well developed. Among them， surface-flow constructed wetlands have achieved very good results in pollution control and ecological restoration， and have become the important means of water pollution prevention and control in reservoir banks.This paper takes Nanshangou wetland project as an example to discuss the specific application of surface flow wetland. The project is located in the upstream bank of the Biliuhe Reservoir. The project adopts a multi-level surface-flow wetland technology that can simultaneously purify the non-point source pollution of the urban domestic sewage and the catchment area； an overflow weir is also set in this project. The aspect ratio of wetlands at various levels has been increased， and these measures have improved the treatment effect and effectively reduced the amount of pollutants entering the warehouse.

Key words： Binhai Belt； Water pollution control； Artificial wetland

人工濕地是通過(guò)人為地模擬天然濕地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能對(duì)污水進(jìn)行處理的一種水污染控制技術(shù)，它能使污水中的污染物質(zhì)重新進(jìn)入生態(tài)循環(huán)，整個(gè)處理過(guò)程不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，使污水處理和資源利用率到達(dá)最大化[1]。本文根據(jù)濱庫(kù)帶的實(shí)際情況，合理利用分洪河道的空間，對(duì)南山溝濕地進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，從而削減匯水區(qū)入庫(kù)污染物，實(shí)現(xiàn)濕地環(huán)境效益的最大化。

1 南山溝水污染特征分析

該地周邊分布著許多小型人口聚居區(qū)，農(nóng)業(yè)是主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，這些區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題也較為嚴(yán)重。因此，濱庫(kù)帶小型人口聚居區(qū)污染排放具有入庫(kù)系數(shù)高、排放量變異系數(shù)大、污染源復(fù)雜等特點(diǎn)。濱庫(kù)帶的匯水區(qū)內(nèi)散布著215戶居民和大約130hm2的農(nóng)田，居民區(qū)的生活污水大多未經(jīng)處理直接散排，經(jīng)雨水匯流作用直接進(jìn)入水庫(kù)，故水污染以農(nóng)業(yè)面源污染和居民聚集區(qū)點(diǎn)源污染為主。

2 水污染控制對(duì)策

研究表明，普通的表面流人工濕地系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)進(jìn)水量小而蒸發(fā)量大的情況，濕地?zé)o法正常運(yùn)行，達(dá)不到理想的處理效果。故考慮不設(shè)自由水面的濕地系統(tǒng)，即采用地表漫流的方式建造濕地系統(tǒng)[2]。這樣一來(lái)可通過(guò)植物和微生物的協(xié)同作用達(dá)到降解水體污染物的目的，該方式的污水去除率一般可達(dá)到32%～50%。本設(shè)計(jì)采用5級(jí)平臺(tái)式結(jié)構(gòu)，每一級(jí)濕地結(jié)構(gòu)間通過(guò)溢流堰進(jìn)行分隔，以地表漫流方式對(duì)流入污水進(jìn)行處理。

3 表面流濕地體統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

大量生活污水的不斷排放所形成的沖刷作用，使得蛤蜊河河道出現(xiàn)了嚴(yán)重的土壤流失現(xiàn)象。必須對(duì)南山溝原有的地形、地貌進(jìn)行改造，才能滿足建設(shè)施工要求。

3.1 污染負(fù)荷計(jì)算

通過(guò)查閱相關(guān)的給排水設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，可知生活污水排放量和農(nóng)業(yè)面源污染物排放量的計(jì)算公式，通過(guò)公式對(duì)現(xiàn)有的南山溝附近的水污染控制參數(shù)進(jìn)行處理，可以得到以下結(jié)論。該區(qū)域共計(jì)有居民620人，居民的生活用水量標(biāo)準(zhǔn)為75L/（d·人），考慮到該地區(qū)污水入庫(kù)比例不大，污水排放系數(shù)取34%，可知最終排入濱庫(kù)帶的生活污水量約為17.05m3/d。濕地匯水區(qū)內(nèi)有農(nóng)田130hm2，主要經(jīng)濟(jì)作物為玉米，查閱普查數(shù)據(jù)可知，該區(qū)域農(nóng)田TN、TP流失量分別為2.82kg/（hm2·a）和0.09kg/（hm2·a），故該區(qū)域農(nóng)田TN和TP的排放量分別為338.4kg/a和10.8kg/a。

3.2 濕地結(jié)構(gòu)

我們?cè)诿恳患?jí)濕地間設(shè)置溢流堰進(jìn)行間隔，把該地區(qū)原有地形落差集中于溢流堰處，從而減緩各級(jí)濕地內(nèi)坡度，降低了水流速度、提高了濕地的長(zhǎng)寬比，保證了水力停留時(shí)間[3]。因蘆葦有適應(yīng)能力強(qiáng)、有機(jī)物降解能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在人工濕地的植物種植方面有著極為廣泛的應(yīng)用，種蘆葦?shù)娜斯竦叵到y(tǒng)對(duì)污水的去除率高達(dá)45%，比種植其他植物高50%。故本設(shè)計(jì)也采用蘆葦，其種植密度為每平方米9 株，這個(gè)密度能保證在吸收降解有機(jī)物的同時(shí)，還能夠穩(wěn)固土壤、減緩水流流速。

3.3 溢流堰設(shè)計(jì)

溢流堰總寬度為9m，堰頂寬度為1.5m，堰高0.8m，離地高度為0.4m。其主體結(jié)構(gòu)采用三層20cm厚的蜂巢約束系統(tǒng)疊砌而成[4]。溢流堰的頂部與背水面部分填充塊石，同時(shí)在間隙內(nèi)填充土壤，相鄰兩個(gè)格室中間依次填充碎石和粗砂，并在其余格室填充粘性土并夯實(shí)。

3.4 濕地凈化效果分析

本設(shè)計(jì)的表面流人工濕地系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)處理生活污水和攜帶污染物的雨水。未終止人工植物的近自然濕地系統(tǒng)對(duì)TN、TP的去除率分別為0.10g/（m2·d）和0.04g/（m2·d），當(dāng)蘆葦種植密度接近每平方米25 株時(shí)，濕地系統(tǒng)對(duì)TN、TP的平均去除率分別提高到0.15g/（m2·d）和0.05g/（m2·d）。而本設(shè)計(jì)中的蘆葦種植密度為每平方米9株，是上述情況的0.4倍。由此可知，本人工濕地系統(tǒng)對(duì)TN和TP的去除率分別取0.120g/（m2·d）和0.04g/（m2·d）。結(jié)合前文的生活污水量17.05m3/d，可推算出TN和TP的濃度分別為4.15mg/L和0.10mg/L，二者的負(fù)荷分別為2.4×10-3g/（m2·d）和5.8×10-5g/（m2·d），考慮到生活污水量不大，故本設(shè)計(jì)基本能夠攔截并處理該地區(qū)的全部日常生活污水。即便降雨時(shí)，濕地也能夠通過(guò)植物根系的吸附和降解去除一定量的雨水內(nèi)懸浮物和有機(jī)物質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

南山溝地區(qū)存在一定量的居民生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染，未經(jīng)處理的污水和雨水、地表徑流匯入碧流河水庫(kù)，嚴(yán)重影響了水庫(kù)水質(zhì)。為了減輕水庫(kù)濱庫(kù)帶周邊居民活動(dòng)對(duì)水庫(kù)水質(zhì)造成的影響，決定在濱庫(kù)帶附近建設(shè)表面流人工濕地體統(tǒng)，對(duì)污水進(jìn)行處理。本設(shè)計(jì)利用原有分洪河道空間，通過(guò)地表漫流方式處理污水，既保證了原河道的行洪能力，改善了河道內(nèi)水土流失現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境效益最大化，也對(duì)人工濕地系統(tǒng)的研究和推廣做出了貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]陶陪，浦詩(shī)悅.多級(jí)垂直流人工濕地污水處理方法探析[J].山東化工， 2016，45（18）：162-166.

[2]萬(wàn)博陽(yáng)，王全金，戚曉波.多級(jí)人工濕地-塘組合系統(tǒng)去除污染物研究[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2017， 34（3）：25-29.

[3]周海洋.濕地保護(hù)與水污染防治研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇， 2017，16（18）：81-82.

[4]陳鴻，黃世洋，黎庶凱等.綠狐尾藻人工濕地治理水污染模式及其在廣西的應(yīng)用[J].亞熱帶植物科學(xué)，2016，45（4）：386-390.

收稿日期：2018-05-02

作者簡(jiǎn)介：陳輝（1981-）男，大專，助理工程師，研究方向?yàn)樗廴究刂啤?/p>