鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠尾水濕地處理工藝及景觀設(shè)計(jì)的研究

袁斯文

（湖南省建筑設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖南 長沙 410000）

尾水深度處理是用于去除在常規(guī)二級處理過程中未被去除和去除不夠的污染物，以使出水在排放時(shí)符合受納水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，或在回用時(shí)符合具體用途的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的處理工序。尾水深度處理技術(shù)中常見的有混凝沉淀、過濾、消毒、活性炭吸附、石灰軟化處理、離子交換、高級氧化、膜分離和人工濕地處理等[1]。

人工濕地是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)和建造是通過對濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用的優(yōu)化組合來進(jìn)行污水處理。人工濕地污水處理技術(shù)是20世紀(jì)七八十年代發(fā)展起來的一種污水生態(tài)處理技術(shù)，由人工基質(zhì)和生長在其上的水生植物組成，是一個(gè)獨(dú)特的土壤（基質(zhì)）-植物-微生物生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)污水通過系統(tǒng)時(shí)，其中的污染物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)被系統(tǒng)吸收、轉(zhuǎn)化或分解，從而使水質(zhì)得到凈化。人工濕地的凈化污水機(jī)理：①長有植物根系、生物膜的填料層對污水產(chǎn)生過濾、沉淀、吸附等物理作用；②植物生長對污水中的污染物吸收和同化；③通過水生植物的導(dǎo)氣組織向水體與填料層輸送氧氣，使填料周圍的多種微生物在厭氧、兼氧、好氧等復(fù)雜狀態(tài)下消化降解污染物，對氮有較高的去除效率。人工濕地是一種既傳統(tǒng)又新穎的尾水深度處理工藝，隨著社會(huì)的發(fā)展得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文以某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠為例闡述尾水深度處理濕地工藝及景觀設(shè)計(jì)方法，為同類污水處理工藝設(shè)計(jì)提供參考[2]。

1 案例基本概況

某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為0.3×10 m3/d，工程用地紅線內(nèi)用地面積為12 446.20 m2（合18.67畝）。其中，廠區(qū)圍墻范圍內(nèi)用地面積為7 288.86 m2（合10.93畝）。本設(shè)計(jì)濕地公園位于污水處理廠以北，緊臨污水處理廠新建。濕地公園總占地面積5 666.72 m2（合7.74畝），包括道路、人工濕地系統(tǒng)、綠化、木亭等。其中人工濕地系統(tǒng)由進(jìn)水為鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的尾水，出水就近排入河流。

2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

人工濕地系統(tǒng)作為鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠尾水，出水穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)的保障措施，對系統(tǒng)出水指標(biāo)沒有特定要求，優(yōu)于一級A即可，以景觀為主。本設(shè)計(jì)根據(jù)用地情況及人工濕地系統(tǒng)處理能力，設(shè)計(jì)進(jìn)水為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級A，出水為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）的Ⅳ類水（河流）。

3 污水處理工藝設(shè)計(jì)

3.1 工藝流程

人工濕地系統(tǒng)采用“水平潛流濕地+景觀塘”處理工藝。其中水平潛流濕地分為兩級處理，主要功能為：基質(zhì)過濾、截留、吸附、植物吸收、微生物分解水中污染物，深度凈化水質(zhì)，水平潛流濕地能較好的預(yù)防堵塞，提高出水透明度；景觀塘分為一級，主要功能為：沉淀、大氣復(fù)氧、植物吸收、微生物分解水中污染物，進(jìn)一步穩(wěn)定水質(zhì)，并營造良好的水質(zhì)景觀[3]。

3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

濕地面積：總面積2 600 m2，其中水平潛流濕地1 600 m2（分兩級），景觀塘1 000 m2；表面有機(jī)負(fù)荷：水平潛流濕地80 kg/（hm2·d），景觀塘15 kg/（hm2·d）；表面水力負(fù)荷：1.15 m3/（m2·d）；潛流濕地孔隙率：按35%計(jì)。各單元設(shè)計(jì)參數(shù)如表1。

表1 人工濕地系統(tǒng)各單元設(shè)計(jì)參數(shù)

3.3 源頭凈化

主要利用在排污口周邊的濾池以及沉泥池，對污水進(jìn)行過濾處理。沉泥池作為對污水口初次排污的雜物、漂浮物的首次沉淀過濾，污水通過沉淀池之后漸漸流入過濾池，過濾池中含有粗粒石以及卵石分層，也能夠用廢磚塊、水泥塊等建筑材料作為過濾的物質(zhì)。

3.4 過程凈化

由于污染源密度具有很大的差異性，所以在安置過濾池的過程中，需要依據(jù)污染源密度調(diào)整過濾池的數(shù)量，提供多重過濾。不僅如此，過濾池從初次過濾的粗粒石以及卵石調(diào)整成細(xì)粒石和粗沙，提升過濾媒介的密度，同時(shí)還需要培育水生觀賞植物。

3.5 末端凈化

再通過兩處層級的過濾處理之后，就可以開展最后一級的凈化工作。該級凈化通常就是指生物凈化，也就是采用村域現(xiàn)有水塘、洼地等作為生物凈化池，而且還需要綜合水生喬灌木，創(chuàng)造村民休閑活動(dòng)場所，構(gòu)建景觀化的末端生物凈化池，最終實(shí)現(xiàn)凈污、美觀的鄉(xiāng)村治污目標(biāo)。

4 總平面設(shè)計(jì)及方法

4.1 形態(tài)設(shè)計(jì)方法

鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠尾水濕地盡管屬于人為設(shè)計(jì)，不過在形態(tài)上要盡可能地模擬自然狀態(tài)，由此順應(yīng)濕地生物系統(tǒng)的形態(tài)以及生物分布格局，以總體和諧作為主要宗旨。平面形態(tài)要盡可能地維持自然彎曲，而且還需要伴隨地形以及功能實(shí)現(xiàn)收放有致，由此契合美學(xué)法則中統(tǒng)一和諧、自然均衡準(zhǔn)則，防止出現(xiàn)規(guī)則性布局的情形。

4.2 可循環(huán)設(shè)計(jì)原則

對雨水、污水的采集、引入、處置及再應(yīng)用提供明確的設(shè)計(jì)思路，可確保在設(shè)計(jì)期間，貫徹同一思路，從而實(shí)現(xiàn)可循環(huán)體系的架構(gòu)，確保可循環(huán)原則的完整體現(xiàn)。

4.3 濕地植物種植的基本原則

在設(shè)計(jì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠尾水濕地期間，相關(guān)的工作人員需要全面地考量各個(gè)不同的設(shè)計(jì)地勢及針對性的生境種類，根據(jù)植物的生態(tài)習(xí)性以及生長規(guī)律，按挺水型植被、浮葉型植被、漂浮型植被以及沉水型植被予以分類，同時(shí)以生態(tài)準(zhǔn)則、生物多樣性準(zhǔn)則、景觀個(gè)性準(zhǔn)則作為依托，科學(xué)配置喬木、草本植物等等，從而讓各個(gè)植被可以順利生長與發(fā)育，全面地發(fā)揮植物個(gè)體、種群以及群落的景觀與生態(tài)效益，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定可持續(xù)性的生態(tài)系統(tǒng)。

4.4 道路設(shè)計(jì)

濕地公園定位為開放式公園，用地西側(cè)有現(xiàn)狀道路，南側(cè)為鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠，東側(cè)為已有建筑，北側(cè)為現(xiàn)狀河道。設(shè)計(jì)一條4 m寬車行道，連通西側(cè)現(xiàn)狀道路及污水處理廠北門，東側(cè)現(xiàn)有建筑前設(shè)計(jì)寬闊硬質(zhì)地面，形成小廣場，方便倒車；北側(cè)沿河設(shè)計(jì)2 m寬人行道，與西側(cè)現(xiàn)狀道路貫通。

4.5 豎向設(shè)計(jì)

為保證鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠出水自流至人工濕地，以及人工濕地出水自流排入外河道，需合理設(shè)計(jì)人工濕地標(biāo)高。鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)污水處理廠組合池二出水標(biāo)高為36.60 m，人工濕地進(jìn)水標(biāo)高設(shè)計(jì)為36.40 m，出水標(biāo)高設(shè)計(jì)為35.55 m，外河河底標(biāo)高34.00 m，水位34.90 m。

綠地及道路標(biāo)高設(shè)計(jì)為36.60～36.50，綠地與人工濕地之間采用緩坡形式處理高差。

4.6 綠化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目考慮景觀設(shè)計(jì)，并堅(jiān)持“生態(tài)優(yōu)先，以人為本；因地制宜，地域特色；整體協(xié)調(diào)，突出重點(diǎn)；遠(yuǎn)近結(jié)合，科學(xué)發(fā)展；節(jié)約資源，綜合效益”的規(guī)劃原則，結(jié)合現(xiàn)狀條件和水質(zhì)凈化的工藝要求，將本項(xiàng)目按照生態(tài)公園的目標(biāo)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。

陸生植物的選擇上以鄉(xiāng)土植物品種為主，選擇既有一定觀賞價(jià)值，又有較強(qiáng)抗病蟲害、抗風(fēng)等能力且易于養(yǎng)護(hù)管理的樹種，如桂花、茶花、紫薇等。

水生植物選擇適宜安徽省氣候特點(diǎn)、污水處理效果好、四季常青、景觀效果好的植物品種。

本設(shè)計(jì)選擇的水生植物品種主要有：再力花、花葉蘆竹、旱傘草、黃菖蒲、美人蕉、香蒲、千屈菜、苦草、眼子菜、睡蓮。

4.7 景觀小品設(shè)計(jì)

根據(jù)業(yè)主要求，本設(shè)計(jì)在景觀塘邊設(shè)計(jì)觀景木亭，可觀賞濕地景觀與河道景觀。

4.8 土方設(shè)計(jì)

濕地公園現(xiàn)狀標(biāo)高為36.15 m，本設(shè)計(jì)根據(jù)濕地單元池底標(biāo)高、綠地標(biāo)高等推算出填方工程量約893.00 m3，挖方工程量約5 620.00 m3。

5 結(jié)論

綜上所述，本文詳盡地闡述了某鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠尾水深度處理濕地工藝及景觀設(shè)計(jì)方法，為同類污水處理工藝設(shè)計(jì)提供一定的參照價(jià)值，對于提升鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值，最終幫助污水處理廠尾水水質(zhì)獲得改善。