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随着中国旅游业的迅速发展,景区的环境压力与日俱增,其中水体污染最为明显,景区污水处理必须采用经济、高效、简便易行的方法,并且必须和周边环境相协调。人工湿地因具有投资少、运行费用低、处理效果好、耐冲击负荷能力强和绿化环境等优点,在景区生活污水处理方面得到广泛应用。
研究人工湿地在景区污水处理中的应用具有十分重要和迫切的现实意义,人工湿地污水处理技术作为一种具有污水处理和资源恢复功能的生态污水处理技术,在保护和修复生态环境方面具有不可替代的重要作用。
本文以武汉木兰水乡景区为例,通过调查评价武汉木兰水乡景区建设项目所在地环境质量现状,特别是地表水环境和生态环境,在相关规划和工程设计资料的基础上,按照环境质量标准和污染物排放标准要求,应用预测模式计算该景区生活污水及主要污染物产生量、排放量,提出武汉木兰水乡旅游景区的地表水环境、生态环境保护目标和措施,对景区所有生活污水进行收集,统一处理,为景区设计切实可行的生活污水处理方案,包括污水预处理和人工湿地处理,处理达标后的所有尾水作为绿化灌溉、冲洗地面等用水,通过中水回用系统得到完全回用,从而实现污水零排放目标,减缓地表水环境污染,保护梅店水库集中式饮用水源地二级保护区以及当地良好的生态环境。
由于景区位于梅店水库水源地二级保护区范围内,根据《中华人民共和国水污染防治法》关于水源地保护区的相关规定,景区地表水环境质量标准执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)表1中所列Ⅲ类标准,景区禁止设置排污口。根据湖北省和武汉市近期出台的关于地表水环境的保护要求,景区污染物排放标准执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的Ⅳ类标准限值。根据景区运营方式、游客人数、基础设施等情况,经过计算,预测景区在运营期间,生活污水产生量为186.3m3/d,景区生活污水一级处理采用AAO+MBR工艺(厌氧+好氧+生物膜+消毒),通过污水收集管网将景区污水收集到两座污水处理站进行统一处理,污水处理能力为15t/h,可以满足景区满负荷运行时期的处理要求。经过类比分析,污水一级处理出水中,BOD浓度为3.9g/m3,TSS浓度为18g/m3,出水水质达标。
当占地面积不受限制时,生活污水经过一级处理后,可直接采用水平潜流型人工湿地进行处理。研究案例占地面积大,木兰水乡景区建设内容之一包括湿地自然环境教育示范基地,并且生活污水先经过污水处理设备进行处理,出水水质达标,故案例适宜采用水平潜流型人工湿地处理生活污水。根据人工湿地设计技术导则,借鉴国内外成功案例采用的方法,本例采用水平潜流人工湿地对景区污水进行处理,湿地系统设计参数如下:湿地面积为168m2,湿地宽度为19.7m,湿地长度为8.5m,湿地床坡度为0.5%,设计水深为0.4m,基质深度为0.6m,湿地建造深度为0.9m,湿地水力负荷为1.1m/d。湿地床填料采用砾石、粗砂、细砂、碎石子组成,湿地系统进水区、出水区填料粒径16mm左右,污水处理区填料粒径8mm左右。湿地植物选择芦苇、茭白、黄菖蒲、香蒲、美人蕉、水葱、风车草、灯心草,种植密度4~6株/m2,湿地周边陆地岸坡种植水杉、池杉、垂柳等乔木树种。湿地床底部和侧面铺设防渗膜,选择土工膜作为防渗材料,防止污染地下水。湿地集配水系统采用多孔管,多点均匀布水,进水管设于湿地床表面,出水装置在基质底部设穿孔集水管,通过阀门调节水量。
经过设计的人工湿地污水处理方案,与污水预处理设施组合而成的污水处理系统,结合其他地表水环境保护措施、生态环境保护措施,不仅可对景区所有生活污水进行收集处理,达标之后全部回用,不对外进行排放,保护当地水环境,实现水环境保护目标,而且形成一处别具特色的人造生态景观,成为景区湿地自然环境教育示范基地的重要组成部分,吸引游客参观景点的同时,普及科普知识,培养环保意识,实现环境保护、科普教育、经济发展的和谐一致。