人工湿地技术在景观水处理中的应用案例研究_蒋卫刚

作者:蒋卫刚,男,1977年生,硕士研究生,工程师,主要从事污水和景观水处理工程研究工作。人工湿地技术在景观水处理中的应用案例研究蒋卫刚(上海环境保护有限公司,上海200233)摘要介绍了人工湿地技术在景观水体处理中的工程应用具体实例。采用挺水植物、沉水植物和浮水植物组合配置的表面流人工湿地来净化直接排入景观水体的道路雨水;采用潜流人工湿地来处理易导致藻类暴发的支流河道循环水和补充水。连续4年的选择性跟踪监测证明,人工湿地技术在景观水体处理中具有良好的实际效果和应用推广价值。关键词人工湿地景观水表面流间歇式人工湿地技术最早于20世纪50年代初在欧洲提出,并于80年代在美国和英国得到迅速发展,我国对人工湿地技术的研究与应用从20世纪80年代末开始。1996年9月,奥地利维也纳的第4次国际研讨会标志着人工湿地技术作为一种新型废水处理技术正式进入水污染控制领域[1]。大量的研究表明,人工湿地对BOD5、COD、SS及N、P均具有较高的去除效率。与传统的污水处理工艺相比,人工湿地处理技术具有运行费用低、运行维护简单、对周边环境影响小的特点。近年,随着对人工湿地污水净化机制研究的不断深入,人工湿地技术逐步发展成熟,人工湿地已被广泛应用于面源污染控制[2,3]、城市生活污水处理[4,5]、农村生活污水处理[6,7]、城市河道景观湖泊的生态治理[8-10]、工业废水处理及高档住宅小区、生态公园和高档酒店的景观水体治理[11]等方面。1项目概况上海佘山某五星级酒店拥有约2.2万m2的景观水域面积,1个中心湖体及3条支流河道,均为人工开挖而成,中心湖体平均水深约2m,支流河道中间深度1.8m,景观水体容量约4万m3。该景观水体的补充水源为市政河道,外河道水质为《地面水环境质量标准》(GB3838—2002)中的Ⅴ类至劣Ⅴ类,主要在景观水体水位低于设计水位时进行补水;景观水体周边的道路雨水通过雨水收集管网均就近直接排入景观水体;景观水体周边约2万m2的绿化浇灌用水直接取自该景观水体。为了确保景观水体水质达到GB3838—2002中的Ⅳ类标准和景观水体在夏季不暴发藻类,对该景观水体采用人工湿地技术进行处理。2主要工艺介绍该项目的主要工艺如图1所示。图1人工湿地技术处理景观水体项目的主要工艺平面图(1)针对景观水体周边道路排入的初期雨水,在每个雨水口周边采用表面流人工湿地进行过滤净化,在雨水口的近侧主要种植高密度的再力花、千屈菜、水葱、香蒲[12]等挺水植物,在挺水植物的外圈主要种植苦草、伊乐藻、凤眼莲等沉水植物和睡莲、荷花等浮水植物[13]。由于雨水口较多,表面流人工湿地的面积约为景观水体面积的10%。挺水植物进行季节性的收割,沉水植物和浮水植物也进行定期收割,以控制其生长密度。(2)3条支流河道相对独立,为了防止支流河道因缺乏流动、相对死水而易导致的局部藻类暴发,在3条支流河道旁各设置一块独立的潜流人工湿地,3个取水口设置在中心湖体,出水口设置在支流河道的端头。在对支流河道水体循环的同时,将循环的水体通过潜流人工湿地进行处理。在3块潜流人工湿地上分别配置不同的湿地植物:美人蕉[14]、千屈菜、香根草[15,16]、黄菖蒲[17]。与其他常用的湿地植·87·蒋卫刚人工湿地技术在景观水处理中的应用案例研究DOI:10.15985/j.cnki.1001-3865.2011.07.025物如芦苇、芦竹、旱伞草、灯心草、茭草等相比,这些植物不但对有机物、N、P等有良好的去除效果,更重要的是都有非常好的景观效果,而且植株相对高大,通过每年对湿地植物的季节性收割,能去除更多的N、P[18]。3块潜流人工湿地面积均为200m2,间歇式运行,设计流量为20m3/h(连续运行10h/d),设计最大流量为40m3/h(连续运行16h/d),其中潜流人工湿地C的设计补充水流量为40m3/h,主要设计运行参数及结构剖面图分别如表1和图2所示。潜流人工湿地的形状各不相同,均根据其所在位置的地形作调整,既有长条型也有不规则多边形,结构仅采用砖砌挡墙及素土夯实基础,而不是通常用的钢砼池体。在湿地填料的选用上,主要根据设计负荷和处理水质特点,采用粒径较大(4～6mm)、形状更加圆整的特殊碎石填料,这样可有效避免常规填料(瓜子片碎石+砂组合)经常出现的墉水、堵塞、不均匀流现象。表1潜流人工湿地主要设计参数编号ABC对应支流河道水体容量/m3600750840对应支流河道水体循环周期冬春秋季3d,夏季1d冬春秋季3～4d,夏季1～2d冬春秋季4～5d,夏季1～2d湿地植物配置千屈菜/美人蕉香根草黄菖蒲图2潜流人工湿地结构剖面图3运行效果分析人工湿地建造及湿地植物种植在2005年8月完成,人工开挖的景观湖体及支流河道的首次注水主要来自雨水及外河道补充水,在景观水体达到设计水位、人工湿