人工生态湿地对水厂原水水质的净化

CITYANDTOWNWATERSUPPLY·节约用水保护水资源·56城镇供水NO.12014人工生态湿地对水厂原水水质的净化杨政义（盐城市饮用水水源管理处，江苏盐城224001）摘要：本文介绍了盐龙湖人工生态湿地系统的设计和运行，通过人工湿地的运行实例处理微污染的江苏里下河地区的盐城蟒蛇河水体，以改善城市供水水源的水质。同时根据水质指标被净化过程中的相关性,运用水质多因子跟踪法和水质指标大样本统计法比较，并相互验证，得出了现有人工湿地系统的净化效果，以指导湿地系统的改进，提高水质净化效果。关键词：人工；生态；湿地；工程措施；生态措施；相关性；蓄水能力；人工介质；一、工程简介盐城市区饮用水源盐龙湖工程，位于盐城市的盐都区龙冈镇境内，蟒蛇河南岸，东侧以通冈河为界，西南侧以朱沥沟及东涡河为界，工程总占地面积3324亩，投资概算7.9亿人民币。2012年6月28日，盐龙湖工程通过阶段性验收，已投入试运行和工艺、水质测试阶段，工程采用人工湿地水质净化为主的处理工艺，采取必要的工程措施和生物措施，使蟒蛇河原水经本工程净化后水质达到设计目标。在净化水质的同时，通过人工湿地的蓄水能力，提高城市供水的保障能力。二、人工生态湿地净化工艺流程及说明（附图）盐龙湖工程采用的是全新的工艺，是利用人工湿地来对微污染水体中的杂质净化的理念。作用有三方面①直接吸收水中的营养物质，并过滤、吸附、富集重金属和一些有毒有害物质。②为根区好氧微生物输送氧气，为各种生物化学反应的发生提供适宜的氧化还原环境。③增强和维持介质的水力传输。工程按照工艺流程及功能不同，分为预处理区、生态湿地净化区、深度净化区三个区块。1、预处理区是生态净化工程的重要前置单元。该区集成了采用跌水增氧、微泡增氧、均匀布水、自然沉淀、人工介质生物膜及水生植物拦截等技术，具有去味、缓冲调节、沉降大颗粒泥沙、削减细颗粒悬浮物、增加水体溶解氧、提高水体透明度和初步净化水质的功能。2、生态湿地净化区是生态净化工程核心组成部分。该区利用天然地势构建浅滩—浅沟—深沟结构，充分利用水生植物根系、微生物等净化水质的机理，通过生物同化、吸收、转化等作用有效降低水体污染物及氮磷营养水平。根据水生植物的种类不同，分为挺水植物净化区和沉水植物净化区。3、深度净化区是生态湿地净化最后一道工艺，具有进一步降低水体浊度、色度，净化并稳定水质、储水，改善区域生态景观等功能。取水：蟒蛇河原水经取水泵提升至预处理区进水渠中，通过溢流方式均匀布水至预处理区。增氧：水流过鹅卵石，每跳动一下，就能增加氧气。沉淀：水中大颗粒的泥沙在预处理区中沉淀去除。沉淀后的水体流经组合填料人工介质区，水中部分胶体、细颗粒及有机污染物被填料吸附降解。分流：挺水植物区采用羽状布水，进水由配水总渠通过涵闸、布水渠均匀进入各处理单元，净化后的水体通过湿地两侧集水干渠收集。净化：挺水植物区采用国内首创的立体复合式表流湿地，由上层的挺水植物、水下的沉水植物、微生物及土壤共同作用，高效发挥湿地拦截、净化等功能。像芦苇、茭草这样的挺水植物可以大量吸附水中的富营养物质，比如氮和磷，达到净化水质的目的。储水：本工程通过对该区5个进水口的流量控制，改善库区水体流态；同时，塑造有利于水生植物生长的环境，合理配置四季常绿的植物群落，并投放鱼、虾、贝、螺等水生动物，形成完整的食物链，人工构建健康良性的生态系统，维持并改善库区水质，防止水库CITYANDTOWNWATERSUPPLY·节约用水保护水资源·城镇供水NO.1201457富营养化，提升区域生态景观。供水：净化好的水放在深度净化区，然后由泵站抽到水厂，水厂处理以后再送到千家万户。三、工艺设计参数本工程根据生态湿地净化水质的原理，于2009年4月28日，在原位上采用1：100的比例，并与工程对应的生产工艺流程进行了四季中试试验，试验结果为：TN、TP、NH3-N、浊度、CODMn的平均总去除率分别为57.2%、87.7%、73.0%、91.1%、14.2%，出水透明度达1.5m以上，DO在无机械增氧的条件下平均提升147%，经专家认证认为：工程工艺先进可靠，合理可行，净化后的主要水质指标能满足地表水III类标准的目标。上海勘测设计研究院以中试结果为依据进行本工程设计，设计参数如下：Ⅰ预处理区：面积305亩，水面积296亩，设计水位3.4m、湖底-0.6～1.4m，分为增氧区、沉淀区、人工介质区等，净化60万m3/d水量，停留时间12～14h。Ⅱ生态湿地净化区——挺水植物净化区：面积619亩，设计水位2.9m、湖底2.2～2.6m、，分为A区、B区、C区等。Ⅱ生态湿地净化区——沉水植物净化区：面积600亩，设计水位2.0m、湖底0.0～0.8m。Ⅱ生态湿地净化区，净化60万m3/d水量，总停留时间35h。Ⅲ深度净化区：面积16