人工湿地污水处理工艺设计关键及生态学问题

人工湿地污水处理工艺设计关键及生态学问题3华涛周启星33贾宏宇(中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室,沈阳110016)【摘要】人工湿地污水处理系统是一种经济高效的污水生态处理技术方式.然而,湿地污水处理技术在性能上仍须有待发展与完善,尤其需要对其处理工艺参数进行不断改进和系统优化.本文针对人工湿地污水处理工程中有关水力停留时间、水传导因素、表面负荷率和工程构筑物设计等技术参数,概括性地剖析、探讨了国内外人工湿地污水处理工艺的设计关键及其主要技术内涵,给出了一些重要的优化模型与最佳数值;与此同时,分析、提出了利用生态学方法克服人工湿地工程运行中所涉及的野生生物管理与蚊蝇控制等问题.关键词人工湿地污水处理工艺参数生态学方法文章编号1001-9332(2004)07-1289-05中图分类号X703文献标识码ADesigningcruxesandecologicalissuesofconstructedwetlandsystemsforwastewatertreatment.HUATao,ZHOUQixingandJIAHongyu(KeyLaboratoryofTerrestrialEcologicalProcess,InstituteofAppliedEcolo2gy,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China).2Chin.J.Appl.Ecol.,2004,15(7):1289～1293.Constructedwetlandsystemforwastewatertreatmentisanimportanttechnologicalmodeofeconomicalandhigh2effectiveecologicaltreatmentofwastewater,butitisstillnecessarytodevelopandperfectinitsperformance,andinparticular,tomakeacontinuousimprovementandsystematicoptimizationinitstechnicalparameters.Inthispaper,thedesigningcruxesofconstructedwetlandsystemsforwastewatertreatmentathomeandabroadweresummarilydiscussed,andtheoptimalmodelsandmostadaptablevaluesforconstructedwetlandsystemsweregiv2enonthebasisoftechnologicalparameterssuchashydraulicresidencetime,hydraulicconductionfactors,surfaceloadingrate,andengineering2constructdesign.Inthemeantime,someecologicalmethodswererecommendedtosolvethemanagementofwildanimalsandmosquitoproblemsresultedfromtheoperationofconstructedwetlandsystemsforwastewatertreatment.KeywordsConstructedwetland,Wastewatertreatment,Technicalparameter,Ecologicalmethod.3中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX22SW2416)和沈阳市科技计划重点资助项目(103204621202).33通讯联系人.2003-06-02收稿,2003-11-05接受.1引言随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高,污水的种类和产量也随之不断增加,需要设计更为经济、更为高效以及适应范围更为广泛的污水处理系统,来面对这一日益严峻的现实问题[19,27,33].然而,我国已经兴建的许多城市二级污水处理厂由于处理成本和维持费用昂贵而经常处于间歇运行或者根本不运行的状态,导致大量建设资金的浪费和环境污染的日趋恶化[3,32～36].此外,传统的活性污泥法以去除碳源污染物为主,对氮磷等营养物质的去除则微乎其微,出水排入环境水体后易引起富营养化等问题.相反,由于利用自然生态系统中的物理、化学和生态等协同作用实现污水的净化,同时具有投资低、运转费用低、维持技术水平低和能耗低等特点,20世纪70年代以来,人工湿地污水处理系统在我国得到了迅速发展[18,20,30]:1987年,天津市环境保护研究所建成我国第一座芦苇湿地工程,处理规