临沂市武河人工湿地污水处理经验做法

2019-05-14李国玉

山东水利 2019年3期

李国玉，高瑞

（1.临沂市水利局，山东临沂 276000；2.临沂市祊河管理所，山东临沂 276000）

临沂市罗庄区境内有沂河、武河、南涑河、陷泥河、燕子河五大河流，共有25条干支流，河流总长度186 km，分属沂河河系和中运河河系，统属淮河水系。

武河，又称邳苍分洪道，1957年为承泄江风口分洪闸分泄沂河洪水又进行了开挖。武河全长74 km，陷泥河、南涑河、燕子河均流入武河。陷泥河汇水区域作为临沂市的工业重地，辖区内化工、建陶、印染等企业众多，陷泥河长期严重污染，已成为临沂市辖区内污染最严重的河流之一。陷泥河同时还是武河、沙沟河的主要汇水河流，武河、沙沟河作为南水北调东线工程的汇水河道，以及淮河流域重要的跨省界河道，其出境断面的水质达标情况备受关注。

武河人工湿地湿地全长15km，面积1333.3hm2是武河流域水体治理的重要环节，具有自我修复功能的河流湿地生态系统，可有效削减入河污染负荷，确保出境断面水质达标，增强水体自净能力，改善河流水质，同时发挥其水源涵养、调洪蓄洪、气候调节、生物多样性、维持景观多样性营建等多重作用。人工湿地的实施，代表临沂流域水体污染控制治理设施的完善程度，不仅提高临沂市的设施水平，改善流域环境，还将产生巨大的社会、环境和经济效益。

1 日处理规模及标准

武河湿地污水处理规模为40万m3/d，设计流量为5 m3/s。根据水质监测进水COD约为40 mg/L，BOD 约为 10 mg/L，NH3－N 约为 2 mg/L。经过湿地处理后预计出水COD约为20 mg/L，BOD 约为 4 mg/L，NH3－N 约为 1 mg/L，满足地表水环境质量标准III类水质的要求。

2 城市污水湿地处理技术工艺

2.1 湿地概念和构造

人工湿地（CW—Constructed Wetland)污水处理技术是20世纪70年代末发展起来的一种污水处理新技术。它是在一定长宽比及有坡度的洼地中，由填料、土壤、水生植物（如挺水植物、浮水植物、沉水植物）组合成的独立生态系统，如图1所示。通过微生物、植物等生物的共同活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，重建并恢复水生生态系统。人工湿地具有运转管理方便、去污效率高、工程基建维护费用低以及对负荷变化适应能力强等特点。

图1 人工湿地的构造

2.2 湿地处理系统中植物和填料微生物的功能

1）植物选取原则。选择具有去污效果好、抗逆性强、根系发达、经济与观赏价值的植物。

植物为物理过滤各种污染物提供良好的环境条件，大量植物的存在减缓了污水在湿地里的流动速度，利于悬浮颗粒污染物的沉降，并且减少了对系统地表的侵蚀和沉淀悬浮物的再悬浮。根系基质中形成许多微小的间隙，增强了基质的疏松度，使水力传导力（渗透系数）得到加强，促进污水与植物或基质的相互作用。

植物长期生长在人工湿地渍水环境条件下，厌氧环境容易导致铁以Fe2+形式存在，并将Fe2+氧化形成Fe3+，植物根表形成铁氧化物胶膜，促进了对磷的吸附和固定，从而减少了向水体的释放量。

2）微生物功能。湿地中的基质为植物根系提供物理支撑的基础，为污水中各种复杂的化合物。填料是湿地的基质与载体，其去污过程来自离子交换、专性与非专性吸附、螯合作用及沉降反应。床体内部填充多孔的、有较大比表面积的填料（介质），改善湿地的水力学性能，为微生物提供更大的附着面积，为污染源提供一个反应的界面和区域，生长的各种好氧菌、厌氧菌、微生物提供一个生长繁殖的环境，增强系统对污染物（尤其是N、P）的去除能力。

悬浮物（SS）的去除主要机理是沉淀、聚集和表面粘附；BOD和COD主要是通过好氧和厌氧代谢得到降解；氮（N）的去除是通过微生物反硝化和氨氮的挥发；磷（P）的去除是通过填料土壤对磷的吸附、微生物物理化学作用完成。

2.3 武河湿地类型

湿地技术原理同生物-生态修复技术，利用“土壤—植物—微生物”系统中的物理、化学和生物的三重作用，通过沉淀、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。

武河湿地为表面流人工湿地，表面流（FWS）类型的人工湿地，污水从湿地表面流过，在河道内形成一定的容积，水深一般0.3 m~0.5 m，流动的过程中废水得到净化，提高河道内的水体停留时间，在不同的水深配置不同的植物，实现对污水中悬浮物的大部分去除、部分有机污染物的削减。

2.4 污水处理工艺

本工艺采用湿地植物技术，改善河道生态自净能力及生物多样性，达到出水标准。武河人工湿地工程，在长度10 km的水面设置多级浆砌石潜坝+翻板闸门作为拦河闸。通过提高武河湿地水位，确保流经湿地的时间保持在7~10 d，0.4 m高潜坝（高出现状滩地0.2 m）降低湿地水面下光照强度，减缓藻类生长速度。

水流经过的路面、围堰路的下面均安装了涵管，涵管流经另一个滞留塘，人工湿地种植香蒲、菖蒲、芦苇、荷花、莲藕等水生植物，湿地植物的对水体净化降低水体氮磷等营养物质浓度的同时，利用植物的化感作用降低湿地内藻类数量，通过多级表流湿地，经湿地截留、沉淀、降解水体部分COD、氨氮、磷等污染物后再次排入武河水体，从而实现降低武河污染物排放总量，确保出水能够达到地表水环境质量Ⅲ类水的排放标准。湿地植物种类及处理结果如表1、表2所示。