人工濕地項(xiàng)目改造養(yǎng)管工程設(shè)計(jì)

摘要：某景觀湖總建筑面積47650m2，設(shè)計(jì)處理水量為6500 m?/d。進(jìn)水為區(qū)域內(nèi)富營(yíng)養(yǎng)化劣五類(lèi)水質(zhì)，現(xiàn)有水質(zhì)較差、懸浮物較多、濕地植物種植品種匹配不合理等現(xiàn)狀亟需解決。經(jīng)評(píng)估現(xiàn)有處理設(shè)施后我方建議改造后系統(tǒng)由人工塘，土工濾池，人工濕地三部分組成。其中人工濕地部分利舊，人工塘利用現(xiàn)有河道稍加改造，土工濾池新建。改造后既能達(dá)到處理效率高，又可以有效改善濕地易堵塞問(wèn)題，還可以提高景觀效果，同時(shí)降低后期濕地清理費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：人工塘;土工濾池;人工濕地

中圖分類(lèi)號(hào)：X3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）01-00-03

Abstract：The total building area of a landscape lake is 47650m2，the designed treatment water amount is 6，500m cubed /d. The inflow water is eutrophically inferior to the five types of water quality in the region.The existing water quality is poor， much suspended substances， and the planting varieties of wetland plants are not reasonable.After evaluating the existing treatment facilities， we propose that the modified system be composed of artificial pond，geotechnical filter and artificial wetland. Constructed wetland part of the old， artificial pond using the existing river slightly modified，the new geotechnical filter. After the transformation， it can not only achieve high treatment efficiency，but also effectively improve the problem of wetland clogging， improve the landscape effect， and reduce the cost of wetland cleaning in the later stage.

Key words：Artificial pond;Soil filter;Artificial wetland

1 項(xiàng)目概況

某景觀湖凈化人工濕地工程于2014年春開(kāi)工，2015年底完工，并于2016年春栽種濕地水生及陸生植物。

該濕地工程分兩期建設(shè)，分別為一期二期工程，總建筑工程面積47650m2，共分七個(gè)濕地單元水池，其中濕地單元水池面積11640m2，綠化栽植面積6876m2，擋土墻總體積1368.2m3，園路鋪裝總面積4256m2。本工程內(nèi)容包括濕地土方、石料填料、濕地管道導(dǎo)流、功能植物、防滲設(shè)施、景觀導(dǎo)流、泵閥導(dǎo)流、進(jìn)出水在線監(jiān)測(cè)導(dǎo)流及低壓控制柜等。

該濕地工程為人工景觀工程，下游連通中心湖，是人們休閑散步公園一隅，同時(shí)濕地兼顧污水處理功能。該濕地工程進(jìn)水取自東北側(cè)人工河道，采用復(fù)合垂直流潛流人工濕地處理工藝，一期處理水量為3500 m?/d，二期處理水量3000m?/d，進(jìn)水為區(qū)域內(nèi)富營(yíng)養(yǎng)化的河水，河段水質(zhì)為劣五類(lèi)，且污染嚴(yán)重，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)平均值和出水水質(zhì)要求分別如表1：

現(xiàn)場(chǎng)踏勘發(fā)現(xiàn)濕地目前運(yùn)行現(xiàn)狀如下：

（1）進(jìn)水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)。經(jīng)檢測(cè)進(jìn)水COD、BOD5、總磷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)水質(zhì)要求，后續(xù)濕地處理負(fù)荷過(guò)大，增加預(yù)處理設(shè)施及構(gòu)筑物。

（2）濕地進(jìn)水懸浮物雜質(zhì)多，出水濁度大，無(wú)前置過(guò)濾系統(tǒng)，最終可能導(dǎo)致人工濕地堵塞而失效。建議增加人工塘及濾池系統(tǒng)，改善濕地堵塞現(xiàn)狀。

（3）濕地植物種植品種匹配不盡合理，部分植物在該濕地條件下適應(yīng)性較差，建議部分更換為本土化優(yōu)勢(shì)種。

（4）濕地內(nèi)植物長(zhǎng)勢(shì)較差，布局不盡合理，未起到良好的景觀效果。建議增加專(zhuān)職綠化養(yǎng)管人員，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化日常養(yǎng)護(hù)，改善項(xiàng)目現(xiàn)狀。

2 改造方案設(shè)計(jì)原則

（1）評(píng)估現(xiàn)有設(shè)施的處理能力;

（2）改造后設(shè)施處理恢復(fù)到正常水平;改造后設(shè)施處理后水質(zhì)能夠達(dá)到或優(yōu)于COD≤30mg/L，BOD5≤6mg/L，SS≤5mg/L，NH3-N≤1.5mg/L，TP≤1.5mg/L，SS≤5mg/L;

（3）利舊為基本原則，充分利用現(xiàn)有的設(shè)施為基礎(chǔ)進(jìn)行技改;

（4）改造后設(shè)施運(yùn)行穩(wěn)定，可操控強(qiáng)，成本經(jīng)濟(jì)合理。

3 改造方案

經(jīng)復(fù)核現(xiàn)有濕地單元滿足設(shè)計(jì)進(jìn)水條件下處理功能，但上游來(lái)水超標(biāo)，表現(xiàn)為COD、BOD、總磷等指標(biāo)超標(biāo)，同時(shí)濕地堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，長(zhǎng)期運(yùn)行將導(dǎo)致濕地部分功能失效，重新翻建費(fèi)用巨大。鑒于以上進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)、惡化、及濕地堵塞現(xiàn)狀，需根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)條件增設(shè)預(yù)處理系統(tǒng)減輕濕地后續(xù)處理負(fù)荷及改善濕地堵塞情況?？紤]工程場(chǎng)地有限及現(xiàn)有河道利舊，建議取現(xiàn)有河道作為人工塘，對(duì)進(jìn)水進(jìn)行前期預(yù)沉、水解酸化、初步氧化等預(yù)處理。同時(shí)，濕地堵塞現(xiàn)象需增加過(guò)濾系統(tǒng)加以改善，降低進(jìn)水負(fù)荷及SS，減輕后端濕地負(fù)荷，有效提高濕地處理效果及解決濕地堵塞問(wèn)題。

鑒于以上工程現(xiàn)狀，我方給予如下改造建議：于一期濕地工程前端增設(shè)預(yù)處理系統(tǒng)。

具體工藝為：人工塘（濕地進(jìn)水前端河道處）+集水池（利舊）+土工濾池（新建）+人工濕地（利舊）。

新增人工塘取自現(xiàn)有濕地進(jìn)水前端河道處，塘兩端有效攔截后形成封閉區(qū)域，表面輔以表曝機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單充氧，同時(shí)水質(zhì)惡化時(shí)適當(dāng)增加藥劑處理，有效改善厭氧形成的河道黑臭現(xiàn)象。

集水池利舊，取自現(xiàn)有進(jìn)水取水處。

土工濾池新建，取自一期前端空地處，輔以土工布簡(jiǎn)單過(guò)濾，進(jìn)而泵送至人工濕地。濾池造價(jià)較低，濾布較易更換，同時(shí)起到較好的過(guò)濾效果。

改造后濕地系統(tǒng)由人工塘，土工濾池，人工濕地三部分組成。其中人工濕地部分利舊，人工塘利用現(xiàn)有河道稍加改造，土工濾池新建。

3.1 人工塘

功能：調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，減輕后續(xù)沖擊負(fù)荷;去除比重較大的固體顆粒，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，提高處理效果。

停留時(shí)間：12 h;構(gòu)筑物尺寸：150.00x6.00x4.50m。

3.2 土工濾池

功能：對(duì)人工塘出水進(jìn)一步過(guò)濾，截留大部分污染物，濾液泵送至人工濕地，降低人工濕地的有機(jī)負(fù)荷，減少濕地占地面積。

停留時(shí)間：0.8 h;內(nèi)部參數(shù)：土工布100m2 （090） ，等效孔徑0.03-0.07mm ，支撐填料 40m3;

構(gòu)筑物尺寸：8.0x8.0x4.0 m 。

3.3 人工濕地（利舊）

功能：截留SS，吸附分解有機(jī)物質(zhì)，降低COD、氨氮、總磷等水質(zhì)控制指標(biāo)，起到水質(zhì)凈化及良好的景觀效果。

改造后工藝流程圖如下圖1所示，黃色框內(nèi)部分為新建池體。

本方案利用原潛流濕地的結(jié)構(gòu)，新增人工塘，濾布濾池兩部分，通過(guò)前處理系統(tǒng)有效去除SS和有機(jī)物，減輕后續(xù)處理負(fù)荷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單修復(fù)后的潛流人工濕地，將取得較好的處理效果，既能達(dá)到處理效率高，又可以有效改善濕地易堵塞問(wèn)題，還可以提高景觀效果，同時(shí)降低后期濕地清理費(fèi)用。

4 濕地運(yùn)行及養(yǎng)管方案

4.1 潛流濕地植物栽植建議

污水主要在此區(qū)域凈化后再流入中心湖中，為達(dá)到水源凈化的功能性要求，須種植根系發(fā)達(dá)，生物量相對(duì)較大，易于栽種的多年生水生植物。潛流濕地分為七個(gè)單元，濕地內(nèi)已栽植蘆葦、水蔥、鶯尾、千屈菜、菖蒲，花葉蘆荻、香蒲、梭魚(yú)草等植物。每個(gè)單元內(nèi)搭配植物不同，目前潛流濕地一、四、七植物長(zhǎng)勢(shì)良好，濕地二、三、五、六植物長(zhǎng)勢(shì)偏弱，甚至有植物死亡，需要補(bǔ)栽或者更換其他水生植物。

建議濕地內(nèi)增加藨草（圖2）、在表流濕地岸邊增加水莎草（圖3）、水蓼（圖4）等挺水水生植物品種，增加生態(tài)多樣性與藝術(shù)觀賞性，易于營(yíng)造特色的植物景觀效果，具體增補(bǔ)水生植物措施如下：

潛流濕地單元二：原有梭魚(yú)草有近1/2長(zhǎng)勢(shì)偏弱，再力花有1/2長(zhǎng)勢(shì)弱。梭魚(yú)草在濕地四單元、五單元長(zhǎng)勢(shì)良好，景觀效果突出，所以建議將長(zhǎng)勢(shì)弱的梭魚(yú)草進(jìn)行換苗。建議將再力花替換為水蔥。

潛流濕地單元三：?jiǎn)卧N植菖蒲、鳶尾、香蒲。鳶尾長(zhǎng)勢(shì)差，建議將其替換為藨草。

潛流濕地單元五：?jiǎn)卧迥蟼?cè)種植有梭魚(yú)草、鳶尾、菖蒲，鳶尾長(zhǎng)勢(shì)差，建議將其替換為藨草;菖蒲有1/2面積空缺，且已種植的菖蒲長(zhǎng)勢(shì)弱，濕地單元六同樣有此情況出現(xiàn)，說(shuō)明菖蒲并不適合在此濕地內(nèi)生長(zhǎng)，建議替換為長(zhǎng)勢(shì)良好的香蒲。

潛流濕地單元六：?jiǎn)卧蟼?cè)種植有菖蒲，同單元五一樣有1/2面積空缺，建議替換為長(zhǎng)勢(shì)良好的香蒲;北側(cè)花葉蘆荻長(zhǎng)勢(shì)偏弱，建議替換為蘆葦。

4.2 濕地植物養(yǎng)護(hù)措施及建議

（1）根據(jù)植物生長(zhǎng)情況對(duì)人工濕地植物進(jìn)行收割和缺苗補(bǔ)種（如圖5），人工濕地栽種植物后即需充水，為促進(jìn)植物根系發(fā)育，初期應(yīng)進(jìn)行水位調(diào)節(jié)。

（2）控制雜草。為防止雜草的大量生長(zhǎng)，每年春季植物發(fā)芽階段可對(duì)濕地進(jìn)行淹水，防止一些旱生雜草的生長(zhǎng)。待植物生長(zhǎng)良好，足以在與雜草生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)時(shí)，恢復(fù)正常水位。

（3）適當(dāng)對(duì)濕地內(nèi)植物修剪。對(duì)水生植物進(jìn)行修剪（圖6），可促進(jìn)植物的分芽，使植物地上部分生長(zhǎng)茂盛，同時(shí)有利于植物地下部分的生根，提高濕地內(nèi)污染物去除率。

（4）及時(shí)清理濕地死亡的植物及水面漂浮物和落葉。表流濕地及北側(cè)河道內(nèi)藻類(lèi)生長(zhǎng)旺盛（圖7），在高溫季節(jié)應(yīng)及時(shí)打撈清除。及時(shí)清理人工濕地上殘留植物碎屑（圖8）。每年冬季應(yīng)對(duì)濕地中的植物進(jìn)行收割，人工濕地植物收割后，入冬前應(yīng)集中對(duì)河道內(nèi)及表流濕地內(nèi)藻類(lèi)進(jìn)行打撈（圖9），對(duì)睡蓮在入冬前進(jìn)行收割，防止因植物殘留造成出水除去效率降低甚至污染物的濃度升高。

（5）暴風(fēng)雨后，濕地床上植物發(fā)生歪倒，要及時(shí)扶培，排除積水。對(duì)不耐寒的植物在冬季來(lái)臨之前要做好防凍措施或及時(shí)收割掉，降低負(fù)荷。濕地植物除蟲(chóng)應(yīng)盡量少用殺蟲(chóng)劑，避免對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生影響，造成二次污染。

（6）河岸起伏上種植的美人蕉，入冬前應(yīng)對(duì)地上部分進(jìn)行收割，地下塊狀根無(wú)法越冬，應(yīng)從土中取出埋于溫室內(nèi)土壤中，待轉(zhuǎn)年開(kāi)春在種植于濕地內(nèi)。若照此步驟，極易造成水土流失，污染濕地內(nèi)水質(zhì)，建議將美人蕉換成水蓼、水蔥等其他宿根挺水植物。

5 小結(jié)

改造后人工濕地系統(tǒng)由人工塘、土工濾池、人工濕地三部分組成。人工塘單元調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，減輕后續(xù)沖擊負(fù)荷，去除比重較大的固體顆粒，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷。土工濾池單元對(duì)人工塘出水進(jìn)一步過(guò)濾，截留大部分污染物，濾液泵送至人工濕地，降低人工濕地的有機(jī)負(fù)荷，減少濕地占地面積。

利舊的人工濕地單元可截留SS，吸附分解有機(jī)物質(zhì)，降低COD、氨氮、總磷等水質(zhì)控制指標(biāo)，起到水質(zhì)凈化及良好的景觀效果，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單修復(fù)后的潛流人工濕地，將取得較好的處理效果。

同時(shí)，污水主要經(jīng)濕地單元凈化后再流入中心湖，為達(dá)到水源凈化的功能性要求，須種植根系發(fā)達(dá)，生物量相對(duì)較大，易于栽種的多年生水生植物。因此合理選種適宜的植物，增加生態(tài)多樣性與藝術(shù)觀賞性，易于營(yíng)造特色的植物景觀效果，同時(shí)達(dá)到污水凈化的效果。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，需及時(shí)調(diào)整水位，控制雜草生物量及根系生長(zhǎng)，適時(shí)修剪收割，防止植物殘留，避免對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生影響，造成二次污染。

收稿日期：2019-11-06

作者簡(jiǎn)介：張瑜（1987-），女，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)榧夹g(shù)研發(fā)工作。