论文部分内容阅读
摘要：近年来，白浪河中段水源主要来自上游排放的污水，水质差，环境恶劣，破坏了河道两岸的生态环境，本文通过对传统污水处理工艺与人工湿地污水处理工艺的对比，阐述人工湿地污水处理的优势，探讨人工湿地在河道污水处理上的应用和湿生植物的选择。
关键词：人工湿地；污水处理；湿地植物；应用
Abstract: in recent years, mainly from the middle white river water upstream emissions of sewage, water quality is poor, the environment is bad, and destroyed on both sides of the river ecological environment, this article through to the traditional sewage treatment process and artificial wetland sewage treatment process contrast, expounds the advantages of artificial wetland sewage treatment, this paper discusses the river wetland sewage treatment in the application of the wet and the choice of plant life.
Keywords: artificial wetland; Sewage treatment; Wetland plants; application
中图分类号：J522.3文献标识码：A 文章编号：
白浪河是潍坊市的母亲河，是潍坊市防洪排涝系统、绿地系统和河流生态系统的重要组成部分。近年来，随着潍坊城市建设的快速发展，白浪河综合治理提上日程。通过已建成的城区段，白浪河建设极大改善了城市环境，提升了城市的档次，带来了发展的生机。因此，白浪河的综合治理顺应了城市发展的需求。但白浪河中游受上游排放污水的影响，水质差，生态环境遭到严重破坏，为改善河道两岸的生态环境，对该段的水质进行综合整理。
一、水质分析及处理目标
本次治理段白浪河的污水源主要来自上游污水处理厂排放的预处理污水，日排放量为10万m³，另外还有上游河道两侧排污方涵中排出的部分污水和沿线村庄排放的污水，污水主要为生活污水，工业污水量较小。污水中主要污染物：COD含量70 mg/L，BOD含量20 mg/L，氨氮含量10 mg/L，悬浮物含量80 mg/L。
潍坊白浪河中段建设目标是打造充满乡情的郊野公园，发展生态旅游，因此本区段治理完成后水质须满足景区旅游开发的要求，根据《地表水环境质量标准》（GB3838—2002），V类水适用于一般景观要求水域，本次规划污水处理的目标是: 满足河道景观用水的要求，恢复两岸的生态环境。确定治理完成后水中污染物的指标为：COD含量≤40mg/L，BOD含量≤10mg/L，氨氮含量≤2 mg/L，TP≤0.4mg/L。
二、污水处理技术比选
污水处理技术一直是人们不断研究的课题，随着环境保护的迅速发展，传统的污水处理方式，如物理法、化学法、物理化学法、生物法等，由于这些处理污水的方式建设成本高，运行及维护费用高，在实际工程越来越多受到阻碍。为了解决传统污水处理工艺的缺点，新兴的自然净化处理法中的人工湿地污水处理技术以其投资少、运行管理费用低、出水水质好、对氮磷去除能力强、生态景观效果好等优点备受人们关注，在工程实际中的应用也最为广泛，特别是在河道中，湿地的建设和运行较为容易，因此，结合潍坊白浪河中段的实际情况，规划建立人工湿地污水处理系统。
三、人工湿地污水处理工艺设计
人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，人工湿地分为表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地，三种形式处理方式不同，对各类污染物的去除率也不同，表面流人工湿地占地面积大，处理效率较低，主要是吸附污水中的磷和重金属，而潜流人工湿地和垂直流人工湿地占地少，处理率高，主要是对氨氮的出去率高。因此，在本次工程中，结合白浪河的实际情况，采用表面流人工湿地和潜流人工湿地相结合的处理工艺。
根据有关数据，对于湿地面积的大小，根据以下两种方法进行推算。
1、按照《环境工程手册》所推荐的表面流人工湿地水力负荷范围3～30m3/a的上限估算，污水平均日水量约10万m3，湿地面积最小值为 AS=365×10万m3/30m3=121万m2。
2、根据湿地污染物的面积负荷确定湿地的面积,计算公式: AB =QB ×(CB - Ce)/N， 式中AB—人工湿地去除补充水中污染物所需要的面积 , CB—补充水中污染物的浓度, g/m3。 QB—人工湿地补充水流量，Ce—湿地出水浓度, g/m3N—污染物面积负荷, g/m2•d。经计算：
去除COD所需面积：根据试验，COD面积负荷N约为10 g/m2•d，则AB=135万m2；
去除BOD所需面积：根据试验，BOD面积负荷N约为4 g/m2•d，则AB=175万m2；
去除SS所需面积：根据试验，BOD面积负荷N约为5g/m2•d，则AB=170万m2；
通过以上计算，所需湿地面积最大值约为175万平方米，占到了该段河道设计水面的80%，约18.3公里，这对于规划区段白浪河的水质和景观塑造影响较大，因此，规划引入处理率较高的潜流人工湿地与表面流人工湿地相组合，提高处理效率，尽量缩短上游水质较差段的影响范围，确保该段的水质环境，鉴于潜流人工湿地和表面流人工湿地的综合投资，本着经济有效的原则，规划潜流人工湿地面积为32万平方米，表面流人工湿地为88万平方米，共120万平方米。
四、人工湿地植物选择。
人工湿地植物的生长受介质、气候、温度等影响，其吸收营养盐的能力随生长与生理活动状态而变化，因而污水净化效果也不一样，在白浪河中段综合治理中坚持植物多样性、观赏性、经济性的原则。以当地或本地区天然湿地中存在的植物为主，适当引种驯化，丰富植物种类；选择适应性强、净化力强、抗逆性强而且生长量较小的植物，减少后期管护；选择具有一定的观赏价值、经济价值、文化价值的植被，充分发挥其景观效益和综合利用价值（如芦苇可用于造纸）。本次规划不同植物对各污染物的吸附能力和对水深的要求，共选用38种植物。
挺水植物：芦苇、蒲苇、荸荠、莲、水芹、茭白、荷花、香蒲、水葱、千屈菜、藨草、灯心草、菖蒲、石菖蒲、风信子、慈姑、旱伞草、芦竹、花叶芦竹、美人蕉、黄菖蒲、鸢尾、泽泻、雨久花。
沉水植物：金鱼藻、苦草、狐尾藻、黑藻、水车前。
浮叶植物：萍蓬草、睡莲、红菱、金银莲花、菱、田字草、荇菜。
漂浮植物：大薸、浮萍。
结 语
实践证明，在白浪河中段的综合治理中引入人工湿地污水处理技术，不但能净化上游来的污水，将清水输送给下游，满足景区旅游建设的要求，同时大面积湿地的建設也营造了良好的生态效果，形成了独特的生态风貌，掀起了新的旅游热潮，因此，本次工程的设计工艺既满足了水处理的要求又满足了景观的要求。
参考文献
[1] 吴献花，侯长定.人工湿地处理污水的机理.玉溪师范学院学报，2002, 18(1): 103-105.
[2]彭超英，朱国洪.人工湿地处理污水的研究.重庆环境科学，2000, 22 (6): 43-4.
[3] 邹平 江霜英 高廷耀.城市景观水的处理方法.城市污染控制国家工程研究中心.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：人工湿地；污水处理；湿地植物；应用
Abstract: in recent years, mainly from the middle white river water upstream emissions of sewage, water quality is poor, the environment is bad, and destroyed on both sides of the river ecological environment, this article through to the traditional sewage treatment process and artificial wetland sewage treatment process contrast, expounds the advantages of artificial wetland sewage treatment, this paper discusses the river wetland sewage treatment in the application of the wet and the choice of plant life.
Keywords: artificial wetland; Sewage treatment; Wetland plants; application
中图分类号：J522.3文献标识码：A 文章编号：
白浪河是潍坊市的母亲河，是潍坊市防洪排涝系统、绿地系统和河流生态系统的重要组成部分。近年来，随着潍坊城市建设的快速发展，白浪河综合治理提上日程。通过已建成的城区段，白浪河建设极大改善了城市环境，提升了城市的档次，带来了发展的生机。因此，白浪河的综合治理顺应了城市发展的需求。但白浪河中游受上游排放污水的影响，水质差，生态环境遭到严重破坏，为改善河道两岸的生态环境，对该段的水质进行综合整理。
一、水质分析及处理目标
本次治理段白浪河的污水源主要来自上游污水处理厂排放的预处理污水，日排放量为10万m³，另外还有上游河道两侧排污方涵中排出的部分污水和沿线村庄排放的污水，污水主要为生活污水，工业污水量较小。污水中主要污染物：COD含量70 mg/L，BOD含量20 mg/L，氨氮含量10 mg/L，悬浮物含量80 mg/L。
潍坊白浪河中段建设目标是打造充满乡情的郊野公园，发展生态旅游，因此本区段治理完成后水质须满足景区旅游开发的要求，根据《地表水环境质量标准》（GB3838—2002），V类水适用于一般景观要求水域，本次规划污水处理的目标是: 满足河道景观用水的要求，恢复两岸的生态环境。确定治理完成后水中污染物的指标为：COD含量≤40mg/L，BOD含量≤10mg/L，氨氮含量≤2 mg/L，TP≤0.4mg/L。
二、污水处理技术比选
污水处理技术一直是人们不断研究的课题，随着环境保护的迅速发展，传统的污水处理方式，如物理法、化学法、物理化学法、生物法等，由于这些处理污水的方式建设成本高，运行及维护费用高，在实际工程越来越多受到阻碍。为了解决传统污水处理工艺的缺点，新兴的自然净化处理法中的人工湿地污水处理技术以其投资少、运行管理费用低、出水水质好、对氮磷去除能力强、生态景观效果好等优点备受人们关注，在工程实际中的应用也最为广泛，特别是在河道中，湿地的建设和运行较为容易，因此，结合潍坊白浪河中段的实际情况，规划建立人工湿地污水处理系统。
三、人工湿地污水处理工艺设计
人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，人工湿地分为表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地，三种形式处理方式不同，对各类污染物的去除率也不同，表面流人工湿地占地面积大，处理效率较低，主要是吸附污水中的磷和重金属，而潜流人工湿地和垂直流人工湿地占地少，处理率高，主要是对氨氮的出去率高。因此，在本次工程中，结合白浪河的实际情况，采用表面流人工湿地和潜流人工湿地相结合的处理工艺。
根据有关数据，对于湿地面积的大小，根据以下两种方法进行推算。
1、按照《环境工程手册》所推荐的表面流人工湿地水力负荷范围3～30m3/a的上限估算，污水平均日水量约10万m3，湿地面积最小值为 AS=365×10万m3/30m3=121万m2。
2、根据湿地污染物的面积负荷确定湿地的面积,计算公式: AB =QB ×(CB - Ce)/N， 式中AB—人工湿地去除补充水中污染物所需要的面积 , CB—补充水中污染物的浓度, g/m3。 QB—人工湿地补充水流量，Ce—湿地出水浓度, g/m3N—污染物面积负荷, g/m2•d。经计算：
去除COD所需面积：根据试验，COD面积负荷N约为10 g/m2•d，则AB=135万m2；
去除BOD所需面积：根据试验，BOD面积负荷N约为4 g/m2•d，则AB=175万m2；
去除SS所需面积：根据试验，BOD面积负荷N约为5g/m2•d，则AB=170万m2；
通过以上计算，所需湿地面积最大值约为175万平方米，占到了该段河道设计水面的80%，约18.3公里，这对于规划区段白浪河的水质和景观塑造影响较大，因此，规划引入处理率较高的潜流人工湿地与表面流人工湿地相组合，提高处理效率，尽量缩短上游水质较差段的影响范围，确保该段的水质环境，鉴于潜流人工湿地和表面流人工湿地的综合投资，本着经济有效的原则，规划潜流人工湿地面积为32万平方米，表面流人工湿地为88万平方米，共120万平方米。
四、人工湿地植物选择。
人工湿地植物的生长受介质、气候、温度等影响，其吸收营养盐的能力随生长与生理活动状态而变化，因而污水净化效果也不一样，在白浪河中段综合治理中坚持植物多样性、观赏性、经济性的原则。以当地或本地区天然湿地中存在的植物为主，适当引种驯化，丰富植物种类；选择适应性强、净化力强、抗逆性强而且生长量较小的植物，减少后期管护；选择具有一定的观赏价值、经济价值、文化价值的植被，充分发挥其景观效益和综合利用价值（如芦苇可用于造纸）。本次规划不同植物对各污染物的吸附能力和对水深的要求，共选用38种植物。
挺水植物：芦苇、蒲苇、荸荠、莲、水芹、茭白、荷花、香蒲、水葱、千屈菜、藨草、灯心草、菖蒲、石菖蒲、风信子、慈姑、旱伞草、芦竹、花叶芦竹、美人蕉、黄菖蒲、鸢尾、泽泻、雨久花。
沉水植物：金鱼藻、苦草、狐尾藻、黑藻、水车前。
浮叶植物：萍蓬草、睡莲、红菱、金银莲花、菱、田字草、荇菜。
漂浮植物：大薸、浮萍。
结 语
实践证明，在白浪河中段的综合治理中引入人工湿地污水处理技术，不但能净化上游来的污水，将清水输送给下游，满足景区旅游建设的要求，同时大面积湿地的建設也营造了良好的生态效果，形成了独特的生态风貌，掀起了新的旅游热潮，因此，本次工程的设计工艺既满足了水处理的要求又满足了景观的要求。
参考文献
[1] 吴献花，侯长定.人工湿地处理污水的机理.玉溪师范学院学报，2002, 18(1): 103-105.
[2]彭超英，朱国洪.人工湿地处理污水的研究.重庆环境科学，2000, 22 (6): 43-4.
[3] 邹平 江霜英 高廷耀.城市景观水的处理方法.城市污染控制国家工程研究中心.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。