BEW旁路高效湿地在龙岗河治理工程中的应用

尉 巍

（深圳市水务规划设计院股份有限公司,广东 深圳 518000）

1 引言

人工湿地是河道生态治理工程中常用的生态治理措施[1-2]。城市河道在城市化发展过程中出现了不同程度的污染,严重影响到了城市环境,针对这一类型河道采取生态治理恢复是十分重要的[3-4]。龙岗河势深圳重要的河道,河道现状污染较为严重,拟采取生态治理措施,以改善污染现状,建设宜居生态环境。

龙岗河流域位于深圳市东北部。河流发源于梧桐山北麓,为深圳市与惠州市的界河。龙岗河在田坑水河口以上流域面积364.4 km2,河长35.53 km,坡降2.7‰。

2 BEW旁路高效湿地

EW旁路高效湿地（Bypass-Efficient-Wetland）是人工湿地的一种,用于河道水质改善的处理技术。针对水体周边城市用地紧张、污水量少且对水质要求高的水体结合河道生态整治及周边土地状况,采用的一种污水净化处理技术,并沿河建设成一个园林式生态湿地公园,为周边市民提供一个滨水赏景休闲场所。本工艺具有投资省、运行费用低、对水质水量的适应性强、管理简单、景观效果好等优点,可快速吸附净化、见效快,可有效去除COD、NH3-N和TP,且占地少,充分挖掘河道空间、不占用红线外土地,近期采用速效填料,满足河道水质快速达标和考核要求。BEW旁路高效湿地在河道中的应用有三种形式：一是结合驳岸改造针对河道空间局促的采用自然式河滩湿地,在河道内侧种植生态植物,通过生态修复方式改善河道水质;二是针对河道空间充足,且河道断面为多级台地式的河道断面结构,采用多级台地式高效湿地,利用多级台地设置种植槽形成多级净水台地更有效净化水质;三是针对几何式河道断面结构,两岸空间有限,可采用河道两侧内置横撑在河道上部加盖增加空间布设高效湿地,既可改善河道水质,又可增加生态景观效果。

BEW旁路高效湿地在河道中的应用有三种形式：一是结合驳岸改造针对河道空间局促的采用自然式河滩湿地,在河道内侧种植生态植物,通过生态修复方式改善河道水质。二是针对河道空间充足,且河道断面为多级台地式的河道断面结构,采用多级台地式高效湿地,利用多级台地设置种植槽形成多级净水台地更有效净化水质。三是针对几何式河道断面结构,两岸空间有限,可采用河道两侧内置横撑在河道上部加盖增加空间布设高效湿地,既可改善河道水质,又可增加生态景观效果。

图1 C型几何式高效湿地

3 湿地进出口水质

工程旁路高效湿地近期进水为横岭污水厂处理尾水,该污水厂出水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准。远期进水为丁山河口分散处理设施,其出水水质执行《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）准Ⅳ类水质标准要求。具体水质指标见表1。近期出水执行《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）准Ⅳ类水质标准要求,远期出水执行《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）准Ⅲ类水质标准要求。具体水质指标见表2。

表1 湿地设计进水水质主要指标 单位：mg/L

表2 湿地设计出水水质主要指标 单位：mg/L

4 断面布置

根据河道断面形式和防洪水位,确定本次采用多级台地式高效湿地,采用碎石（中砂）填料,总厚度按1.0 m计,组成见图2。砂填料,作为植物生长基质,形成生物膜,对污染物过滤拦截作用,厚100 mm；A型填料为活性炭、蚝壳、沸石、缓释碳源和砂按比例混填,厚200 mm,对污染物起吸附作用,延长污染物停留时间；砂填料,作为过渡层,厚400 mm；B型填料为4 mm～8 mm粒径的碎石填料,厚150 mm；C型填料为8 mm～16 mm碎石填料,厚150 mm,作为排水层；D型填料为16 mm～32 mm碎石填料,用于底部排水沟。

图2 高效湿地断面图

5 现状人工湿地改造

龙岗河湿地公园现状补水水源来自横岭污水处理厂的尾水,补水规模为5 万m3/d。其中2 万m3由现状人工湿地进一步水质提升后流入现状湖体,营造景观水面,再通过泄洪通道排至龙岗河干流,另外3 万m3回补至人工湿地上游处通过补水口直接回补至龙岗位河干流。

龙岗河湿地公园现状有人工湿地一处,经现场踏勘,人工湿地使用率低,填料板结,管道破损,人工湿地存在漏水现场,多处挡墙、边坡渗水严重,导致边坡不稳。该处人工湿地处理下游横岭污水处理厂的尾水,处理后的水排至湖体,对湖体的水质起着决定性作用。鉴于目前人工湿地情况,为保障湖体水质,需对人工湿地进行修复和填料、管道更换。

5.1 模块一：横岭污水厂尾水→旁路高效湿地→龙岗河

工艺流程为：横岭污水厂尾水→旁路高效湿地→龙岗河,取水来自于横岭污水厂尾水,利用现状补水管道,将尾水输送至旁路高效湿地,尾水通过旁路高效湿地进一步净化后,通过管道回补到龙岗河河道。本工程水质提升模块一处理规模为2480 m3/d,表面流湿地占地面积为0.17 万m2,潜流湿地占地面积0.14 万m2,湿地水力负荷为0.8 m3/（m2·d）。其平面布置见图3。

图3 水质提升模块一平面布置图

5.2 水质提升模块二（横岭污水厂尾水→旁路高效湿地→蓄水区→龙岗河）

本工程工艺流程为：横岭污水厂尾水→旁路高效湿地→蓄水池→龙岗河,取水来自于横岭污水厂尾水,利用现状补水管道,将尾水输送至旁路高效湿地,尾水通过旁路高效湿地进一步净化后,进入蓄水区后回补到龙岗河河道。本工程

水质提升模块二处理规模为6800 m3/d,表面流湿地占地面积为0.42 万m2,潜流湿地占地面积0.43 万m2,湿地水力负荷为0.8 m3/（m2·d）。其平面布置见图4。

图4 水质提升模块二平面布置图

5.3 水质提升模块三（BO分散式处理设施尾水→人工湿地→水下森林→龙岗河）

本工程工艺流程为：BO分散式处理设施尾水→人工湿地→水下森林→龙岗河,取水来自于BO分散式处理设施尾水,利用该处理设施出水水面与人工湿地的地形高差,采用重力流方式,将BO分散式处理设施尾水输送至改造的垂直流人工湿地,污水通过人工湿地的进一步净化后,通过沟渠再转输至水下森林进行进一步深化处理,最后水下森林出水回补到龙岗河河道。本工程水质提升模块三处理规模为5080 m3/d,改造后的人工湿地和水下森林总占地面积为1.67 万m2,表面流湿地占地面积为0.15 万m2,潜流湿地占地面积0.37 万m2,水下森林1.15万m2,湿地水力负荷为0.8 m3/（m2·d）。其平面布置见图5。

图5 水质提升模块三平面布置图

5.4 水质提升模块四（BO分散式处理设施尾水→旁路高效湿地→表面流湿地→龙岗河）

本工程工艺流程为：BO分散式处理设施尾水→旁路高效湿地→表面流湿→龙岗河,取水来自于BO分散式处理设施尾水,利用该处理设施出水水面与旁路高效湿地地形高差,采用重力流方式,将BO分散式处理设施尾水输送至旁路高效湿地,污水通过人工湿地的进一步净化后,通过管道再转输至表面流人工湿地进一步深化处理,最后表面流湿地出水回补到龙岗河河道。本工程水质提升模块四处理规模为13810 m3/d,表面流湿地占地面积为1.46 万m2,潜流湿地占地面积0.23 万m2,湖泊型表流湿地0.29 万m2,湖泊型表流湿地水力负荷为0.1 m3/（m2·d）,表流（IMA）、潜流湿地水力负荷为0.8 m3/（m2·d）。其平面布置见图6。

图6 水质提升模块四平面布置图

6 结论

龙岗河水污染较为严重,生态环境破坏,治理恢复难度高。综合考虑分析采用BEW湿地作为生态治理的主要方法。通过介绍常见的BEW湿地类型,选取合适的龙岗河治理断面,将河道划分了4 个区域,选取针对性的治理模块以恢复龙岗河水质,实现长久治理的目标。