乡镇污水处理厂尾水湿地处理工艺及景观设计的研究

袁斯文

（湖南省建筑设计院集团有限公司，湖南 长沙 410000）

尾水深度处理是用于去除在常规二级处理过程中未被去除和去除不够的污染物，以使出水在排放时符合受纳水体的水质标准，或在回用时符合具体用途的水质标准的处理工序。尾水深度处理技术中常见的有混凝沉淀、过滤、消毒、活性炭吸附、石灰软化处理、离子交换、高级氧化、膜分离和人工湿地处理等[1]。

人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行污水处理。人工湿地污水处理技术是20世纪七八十年代发展起来的一种污水生态处理技术，由人工基质和生长在其上的水生植物组成，是一个独特的土壤（基质）-植物-微生物生态系统。当污水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收、转化或分解，从而使水质得到净化。人工湿地的净化污水机理：①长有植物根系、生物膜的填料层对污水产生过滤、沉淀、吸附等物理作用；②植物生长对污水中的污染物吸收和同化；③通过水生植物的导气组织向水体与填料层输送氧气，使填料周围的多种微生物在厌氧、兼氧、好氧等复杂状态下消化降解污染物，对氮有较高的去除效率。人工湿地是一种既传统又新颖的尾水深度处理工艺，随着社会的发展得到越来越广泛的应用。本文以某乡镇污水处理厂为例阐述尾水深度处理湿地工艺及景观设计方法，为同类污水处理工艺设计提供参考[2]。

1 案例基本概况

某乡镇污水处理厂设计规模为0.3×10 m3/d，工程用地红线内用地面积为12 446.20 m2（合18.67亩）。其中，厂区围墙范围内用地面积为7 288.86 m2（合10.93亩）。本设计湿地公园位于污水处理厂以北，紧临污水处理厂新建。湿地公园总占地面积5 666.72 m2（合7.74亩），包括道路、人工湿地系统、绿化、木亭等。其中人工湿地系统由进水为乡镇污水处理厂的尾水，出水就近排入河流。

2 设计进出水水质

人工湿地系统作为乡镇污水处理厂尾水，出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准的保障措施，对系统出水指标没有特定要求，优于一级A即可，以景观为主。本设计根据用地情况及人工湿地系统处理能力，设计进水为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A，出水为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的Ⅳ类水（河流）。

3 污水处理工艺设计

3.1 工艺流程

人工湿地系统采用“水平潜流湿地+景观塘”处理工艺。其中水平潜流湿地分为两级处理，主要功能为：基质过滤、截留、吸附、植物吸收、微生物分解水中污染物，深度净化水质，水平潜流湿地能较好的预防堵塞，提高出水透明度；景观塘分为一级，主要功能为：沉淀、大气复氧、植物吸收、微生物分解水中污染物，进一步稳定水质，并营造良好的水质景观[3]。

3.2 设计参数

湿地面积：总面积2 600 m2，其中水平潜流湿地1 600 m2（分两级），景观塘1 000 m2；表面有机负荷：水平潜流湿地80 kg/（hm2·d），景观塘15 kg/（hm2·d）；表面水力负荷：1.15 m3/（m2·d）；潜流湿地孔隙率：按35%计。各单元设计参数如表1。

表1 人工湿地系统各单元设计参数

3.3 源头净化

主要利用在排污口周边的滤池以及沉泥池，对污水进行过滤处理。沉泥池作为对污水口初次排污的杂物、漂浮物的首次沉淀过滤，污水通过沉淀池之后渐渐流入过滤池，过滤池中含有粗粒石以及卵石分层，也能够用废砖块、水泥块等建筑材料作为过滤的物质。

3.4 过程净化

由于污染源密度具有很大的差异性，所以在安置过滤池的过程中，需要依据污染源密度调整过滤池的数量，提供多重过滤。不仅如此，过滤池从初次过滤的粗粒石以及卵石调整成细粒石和粗沙，提升过滤媒介的密度，同时还需要培育水生观赏植物。

3.5 末端净化

再通过两处层级的过滤处理之后，就可以开展最后一级的净化工作。该级净化通常就是指生物净化，也就是采用村域现有水塘、洼地等作为生物净化池，而且还需要综合水生乔灌木，创造村民休闲活动场所，构建景观化的末端生物净化池，最终实现净污、美观的乡村治污目标。

4 总平面设计及方法

4.1 形态设计方法

乡镇污水处理厂尾水湿地尽管属于人为设计，不过在形态上要尽可能地模拟自然状态，由此顺应湿地生物系统的形态以及生物分布格局，以总体和谐作为主要宗旨。平面形态要尽可能地维持自然弯曲，而且还需要伴随地形以及功能实现收放有致，由此契合美学法则中统一和谐、自然均衡准则，防止出现规则性布局的情形。

4.2 可循环设计原则

对雨水、污水的采集、引入、处置及再应用提供明确的设计思路，可确保在设计期间，贯彻同一思路，从而实现可循环体系的架构，确保可循环原则的完整体现。

4.3 湿地植物种植的基本原则

在设计乡镇污水处理厂尾水湿地期间，相关的工作人员需要全面地考量各个不同的设计地势及针对性的生境种类，根据植物的生态习性以及生长规律，按挺水型植被、浮叶型植被、漂浮型植被以及沉水型植被予以分类，同时以生态准则、生物多样性准则、景观个性准则作为依托，科学配置乔木、草本植物等等，从而让各个植被可以顺利生长与发育，全面地发挥植物个体、种群以及群落的景观与生态效益，构成一个稳定可持续性的生态系统。

4.4 道路设计

湿地公园定位为开放式公园，用地西侧有现状道路，南侧为乡镇污水处理厂，东侧为已有建筑，北侧为现状河道。设计一条4 m宽车行道，连通西侧现状道路及污水处理厂北门，东侧现有建筑前设计宽阔硬质地面，形成小广场，方便倒车；北侧沿河设计2 m宽人行道，与西侧现状道路贯通。

4.5 竖向设计

为保证乡镇污水处理厂出水自流至人工湿地，以及人工湿地出水自流排入外河道，需合理设计人工湿地标高。乡镇镇污水处理厂组合池二出水标高为36.60 m，人工湿地进水标高设计为36.40 m，出水标高设计为35.55 m，外河河底标高34.00 m，水位34.90 m。

绿地及道路标高设计为36.60～36.50，绿地与人工湿地之间采用缓坡形式处理高差。

4.6 绿化设计

本项目考虑景观设计，并坚持“生态优先，以人为本；因地制宜，地域特色；整体协调，突出重点；远近结合，科学发展；节约资源，综合效益”的规划原则，结合现状条件和水质净化的工艺要求，将本项目按照生态公园的目标进行整体设计。

陆生植物的选择上以乡土植物品种为主，选择既有一定观赏价值，又有较强抗病虫害、抗风等能力且易于养护管理的树种，如桂花、茶花、紫薇等。

水生植物选择适宜安徽省气候特点、污水处理效果好、四季常青、景观效果好的植物品种。

本设计选择的水生植物品种主要有：再力花、花叶芦竹、旱伞草、黄菖蒲、美人蕉、香蒲、千屈菜、苦草、眼子菜、睡莲。

4.7 景观小品设计

根据业主要求，本设计在景观塘边设计观景木亭，可观赏湿地景观与河道景观。

4.8 土方设计

湿地公园现状标高为36.15 m，本设计根据湿地单元池底标高、绿地标高等推算出填方工程量约893.00 m3，挖方工程量约5 620.00 m3。

5 结论

综上所述，本文详尽地阐述了某乡镇污水处理厂尾水深度处理湿地工艺及景观设计方法，为同类污水处理工艺设计提供一定的参照价值，对于提升乡镇污水处理厂出水稳定达标具有很强的现实价值，最终帮助污水处理厂尾水水质获得改善。