人工湿地在清河水质改善中的应用_侯升飞

北京水务2009年第6期北京水务·水质·清河是北京城区北部主要的排水和景观河道，水质状况较差，极易发生水华。为此，在肖家河闸上游左岸建立人工湿地一处，以防治水华，改善水质，改善生态环境，提高附近居民的生活质量。清河水华防治工程是运用城市景观河道水华防治与生态修复技术，在典型滞留型城市景观河道建立水质净化型生态护坡工程，为北京地区滞留型城市景观河流的水华防治与生态修复工程的大规模实施提供技术和运行管理支持。1人工湿地概述人工湿地是在天然湿地的研究基础上开发出的，是一种人为将石、沙、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成的基质，并有选择性地植入植物的污水处理系统。与天然湿地一样，人工湿地具有为大量植物和微生物提供栖息场所和净化污水的功能。同时，因其场地选择灵活，具有比天然湿地更高的污水处理效率而受到社会的重视。根据功能与目的不同，人工湿地可以分为改善水质型、维持水平衡型、生态补偿型、景观型、生态保育型、生产型和综合型7类；根据城市中人工湿地水流方式的差异，湿地又可以分为表面流人工湿地、潜流人工湿地、垂直流人工湿地和波形人工湿地4类。（1）表面流人工湿地：又叫水面湿地，它与自然湿地最接近。废水在填料表面漫流，水位较浅；绝大部分有机物的去除是由长在水中的植物茎、杆上的生物膜来完成。尽管表面流湿地具有建造工程量少、操作简单等优点，但处理效率低，在中国北方一些地区，由于冬季气流寒冷易发生表面结冰，影响处理效果，故采用较少[1]。（2）潜流人工湿地：水在填料表面下渗流，因而可充分利用填料表面及植物根系上的生物膜及其他各种作用处理废水，而且卫生条件较好，处理效果受气候影响小，是目前采用较多的一种湿地处理系统。（3）垂直流人工湿地：水流状况综合了SFW和SSFW的特点，水流在基质床中呈由上向下的垂直流。氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统，其硝化能力高于水平流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水。但其建造要求高，易滋生蚊蝇，目前不常见。（4）波形流人工湿地：为增加水流曲折性，在传统潜流湿地内部增设导流板，将布水方式设计成波形流动[2]。人工湿地处理系统作为一种生态技术，既可用于小规模的点源污染治理，也可用于一定意义上的面源污染治理。它具有投资和运行费用低、处理效果稳定、出水水质好等优点，并且有良好的自然、社会、经济效益，因此成为国内外研究的热点。收稿日期：2009-04-17作者简介：侯升飞（1979—），男，助理工程师。人工湿地在清河水质改善中的应用侯升飞（北京市东水西调管理处100192）摘要以清河水华防治工程为例，对工程的总体思路、工艺流程及关键技术进行了介绍，并分析了工程对有机物、氮、磷的去除效果，以期为人工湿地在滞留型城市景观河道水处理中的大规模实施提供技术和运行管理支持。关键词人工湿地清河水华防治中图分类号X522文献标志码B文章编号1673-4637（2009）06-0055-03·55·北京水务2009年第6期北京水务·水质·2人工湿地在清河水质改善中的应用2.1人工湿地建设的必要性随着经济社会的不断发展，沿河居民对水环境建设有了更高的要求。目前清河河道水处理主要依靠天然水体自净，由于水体生态系统、食物链被破坏，水体自然净化功能严重受损。清河上游主要水源为肖家河污水处理厂的再生水，入河水量少，河道水体滞留时间长，基本上处于静水状态（不流动），水质状况较差，总氮、总磷的浓度高于藻类生长的临界浓度，极易发生水华。河道治理与一般的污水处理有很大的差别，其治理思路必须从自然性、生态性的角度出发，摈弃传统污水处理中采用的非自然、高成本、持久性差的技术，充分利用河道自然特点，发挥河道各生态因子的净化功能。针对清河的水质、水量特点，2007年在肖家河闸上游左岸建立人工湿地一处，从现有河道的地形特点出发，充分有效地利用河道的绿化带构建水质净化型生态护坡。用以解决水华问题，改善水质，改善生态环境，提高附近居民的生活质量。2.2总体思路本项目的目标是运用城市景观河道水华防治与生态修复技术，在典型滞留型城市景观河道建立水质净化型生态护坡工程，为北京地区滞留型城市景观河流的水华防治与生态修复工程的大规模实施提供技术和运行管理支持。2.3工艺方案及流程根据清河河水现状水质，充分考虑利用当地地形条件等因素，采用了人工湿地、砂滤水质净化系统对其原水进行处理。人工湿地、砂滤处理系统是一种施工、运行和维护都相对简单的污水处理工艺，投资少，见效快，便于管理。2.3.1工艺流程本工程采用景观型岸边人工湿地的构建技术，充分利用河道两岸的绿化带等现有条件，在绿化带内构建人工水质净化系统，并通过进水、出水位置和流量的调控实现水力循环，利用自然净化能力和物理、生物处理的复合技术，达到滞留型城市景观河道的水质净化与生态修复效果。工艺流程见图1。2.3.2工艺原理污水通过