表面流人工湿地在崇启高速地表径流处理中的应用_戴清

2011年第10期(总第212期)黑龙江交通科技HEILONGJIANGJIAOTONGKEJINo．10，2011(SumNo．212)表面流人工湿地在崇启高速地表径流处理中的应用戴清(上海长江隧桥建设发展有限公司)摘要:依托崇启生态化高速公路建设，以向化立交为试验段，采用人工湿地系统组合工艺技术对地表径流进行处理。从经济、环保的角度考虑采用多级串联的表面流人工湿地作为主体处理构筑物，雨水仅依靠重力，直接进入表面流人工湿地系统，并顺序流经各处理单元。该工艺预计能有效解决初期雨水对地表水污染的问题，并且通过植物配置和园林化设计，能够达到美化道路景观，恢复生态环境的作用。关键词:崇启高速;表面流湿地;地表径流中图分类号:U416.1文献标识码:C文章编号:1008－3383(2011)10－0031－02收稿日期:2011－05－13基金项目:绿色两型(资源节约型环境友好型)公路建设关键技术研究(08201202400)。1引言崇启高速起点接崇明越江通道(上海长江隧桥)终点，终点与江苏宁通启高速公路顺接，属沪崇苏越江通道的重要组成部分，是国家高速公路网规划中上海至西安高速公路的关键路段。崇明岛位于长江入海口，是中国第三大岛，具有良好的生态环境和开阔的土地资源，是上海唯一的国家级生态示范区，未来将建设成世界级生态岛。因此，如何尽可能减小公路建设过程中的破坏作用，最大程度的恢复崇明岛的生态功能，防止地表径流对沿线水体和土壤的污染成为摆在崇启高速工程建设者面前的一个难题。2设计方案的提出2．1水量水质特点(1)降雨期间产生很大的流量，可能携带大量对生物有害的物质，对处理系统造成冲击;但相比于城市污水，总污染物负荷较低。(2)污染物的输入是偶然发生的。水中夹带的污染物不可能完全被立即去除。污染物必须首先被捕集，大部分降解发生在后期流量少或没有时。(3)污染物输入浓度随降雨径流过程而减小，多呈抛物线形。(4)处理系统实际为间歇反应器，水位可能周期性变化。2．2方案比选(1)表面流人工湿地与自然湿地最为接近，污水在湿地的土壤表层流动，水位通常较浅，一般在0．1～0．6m。表面流人工湿地中，水中有机物的去除是由植物水下茎、杆上的生物膜来完成，而悬浮颗粒物则依靠植物根、茎的截流作用而捕集。表面流人工湿地的优点是投资低、运行成本低、管理维护简单;缺点是处理负荷小，占地面积大，夏季可能会孳生蚊蝇，还可能产生异味。因此，表面流人工湿地适用于水体污染水平不高，可用土地面积大，周围无人员聚居的敏感点，且管理要求低的场合。(2)潜流人工湿地是污水在人工湿地的地表下流动，保温效果好，可充分利用内部填料、植物根系及其表面生长的生物膜协同作用的生物、物理、化学等各类作用，达到净化水质的目的。潜流人工湿地优点是处理负荷较高，占地面积小，处理效果受气候的影响小，卫生条件较好;缺点是构造较复杂、投资高、运行管理要求较高。因此潜流湿地适用于水体污染水平较高、用地较为紧张、管理维护有保障的场合。鉴于项目所在地为高等级公路红线范围绿化带内，可用地面积较大，且管理维护较为不便，因此采用表面流人工湿地作为主体处理构筑物，首端不设置雨水收集池和动力设备，所收集雨水仅依靠重力，直接进入表面流人工湿地系统，并顺序流经各处理单元。人工湿地系统采用多级湿地串连形式，且第一级湿地面积加大并采用多点进水，以适应冲击负荷。3表面流人工湿地设计3．1设计目标根据对同等级公路地表径流进水水质的监测结果，其污染物如表1所示。表1地表径流进水水质项目SS石油类CODcr60min平均值100mg/L12mg/L30mg/L根据崇明地区环境规划水质要求，处理后水体达到《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)中三类水体的标准。表2三类水体标准项目SS石油类CODcr三类水体标准—0．05mg/L20．0mg/L3．2工艺流程本工艺流程共设两组多级串联的人工湿地，道路两侧雨水分别收集、处理。根据无动力的要求，本工艺不设置雨水调节池，在雨水收集渠中设置组合基质，用于去除初期雨水中的悬浮物和漂浮物，使得进入人工湿地的雨水含有较少的悬浮物。雨水收集后直接进入第一级人工湿地。第一级湿地面积最大，占总湿地面积的1/3，且进水采用多点进水，以应对大量雨水带来的冲击负荷。其后，雨水通过依次串联的人工湿地处理后排放。3．3设计参数(1)处理雨水量。该项目雨水收集面积按桥面宽两侧各15m，桥面长1000m设计，即南北两侧收集面积各15000m2。雨水量按重现期P=1年时，日降雨量71mm/d;重现期P=3年时，日降雨量114mm/d;重现期P=5年时，日降雨量139mm/d。考虑经济性和适当的安全性，按重现期1年设计，即雨水量取71mm/d，则两侧收集道路雨水共71×30×1000/1000=2130m3/d。(2)