濱庫帶多級表面流濕地水污染控制

陳輝 鄧王軒 麻金衛

摘要：隨著新興污水處理技術的興起，人工濕地得到了很好的發展，其中表面流人工濕地更是在污染控制與生態修復方面取得了很好的效果，成為水庫濱庫帶水污染防治的重要手段。本文以南山溝濕地工程為例，探討了表面流濕地的具體應用。該工程位于碧流河水庫上游濱庫帶，工程采用多級表面流濕地工藝，可以同時對城鎮生活污水和匯水區的非點源污染進行凈化；該工程中還設置了溢流堰，增大了各級濕地長寬比等，通過這些措施提升了處理效果，有效地削減了入庫污染物。

關鍵詞：濱庫帶；水污染控制；人工濕地

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0169-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.102

Multi-level surface flow wetland water pollution control in Bin Kuta

Chen Hui 1， Deng Wangxuan 2， Ma Jinwei 2

（1.Shenzhen Zhongqi Yihua Technology Environmental Protection Co.， Ltd.， Shenzhen Guangdong 518000，China；

2.Dawan District Testing （Shenzhen） Co.， Ltd.， Shenzhen Guangdong 518000，China）

Abstract： With the rise of emerging sewage treatment technologies， constructed wetlands have been well developed. Among them， surface-flow constructed wetlands have achieved very good results in pollution control and ecological restoration， and have become the important means of water pollution prevention and control in reservoir banks.This paper takes Nanshangou wetland project as an example to discuss the specific application of surface flow wetland. The project is located in the upstream bank of the Biliuhe Reservoir. The project adopts a multi-level surface-flow wetland technology that can simultaneously purify the non-point source pollution of the urban domestic sewage and the catchment area； an overflow weir is also set in this project. The aspect ratio of wetlands at various levels has been increased， and these measures have improved the treatment effect and effectively reduced the amount of pollutants entering the warehouse.

Key words： Binhai Belt； Water pollution control； Artificial wetland

人工濕地是通過人為地模擬天然濕地系統的結構和功能對污水進行處理的一種水污染控制技術，它能使污水中的污染物質重新進入生態循環，整個處理過程不會對環境造成二次污染，使污水處理和資源利用率到達最大化[1]。本文根據濱庫帶的實際情況，合理利用分洪河道的空間，對南山溝濕地進行了重新設計，從而削減匯水區入庫污染物，實現濕地環境效益的最大化。

1 南山溝水污染特征分析

該地周邊分布著許多小型人口聚居區，農業是主要經濟來源，這些區域的農業面源污染問題也較為嚴重。因此，濱庫帶小型人口聚居區污染排放具有入庫系數高、排放量變異系數大、污染源復雜等特點。濱庫帶的匯水區內散布著215戶居民和大約130hm2的農田，居民區的生活污水大多未經處理直接散排，經雨水匯流作用直接進入水庫，故水污染以農業面源污染和居民聚集區點源污染為主。

2 水污染控制對策

研究表明，普通的表面流人工濕地系統會出現進水量小而蒸發量大的情況，濕地無法正常運行，達不到理想的處理效果。故考慮不設自由水面的濕地系統，即采用地表漫流的方式建造濕地系統[2]。這樣一來可通過植物和微生物的協同作用達到降解水體污染物的目的，該方式的污水去除率一般可達到32%～50%。本設計采用5級平臺式結構，每一級濕地結構間通過溢流堰進行分隔，以地表漫流方式對流入污水進行處理。

3 表面流濕地體統結構設計

大量生活污水的不斷排放所形成的沖刷作用，使得蛤蜊河河道出現了嚴重的土壤流失現象。必須對南山溝原有的地形、地貌進行改造，才能滿足建設施工要求。

3.1 污染負荷計算

通過查閱相關的給排水設計資料和手冊，可知生活污水排放量和農業面源污染物排放量的計算公式，通過公式對現有的南山溝附近的水污染控制參數進行處理，可以得到以下結論。該區域共計有居民620人，居民的生活用水量標準為75L/（d·人），考慮到該地區污水入庫比例不大，污水排放系數取34%，可知最終排入濱庫帶的生活污水量約為17.05m3/d。濕地匯水區內有農田130hm2，主要經濟作物為玉米，查閱普查數據可知，該區域農田TN、TP流失量分別為2.82kg/（hm2·a）和0.09kg/（hm2·a），故該區域農田TN和TP的排放量分別為338.4kg/a和10.8kg/a。

3.2 濕地結構

我們在每一級濕地間設置溢流堰進行間隔，把該地區原有地形落差集中于溢流堰處，從而減緩各級濕地內坡度，降低了水流速度、提高了濕地的長寬比，保證了水力停留時間[3]。因蘆葦有適應能力強、有機物降解能力強等優點，在人工濕地的植物種植方面有著極為廣泛的應用，種蘆葦的人工濕地系統對污水的去除率高達45%，比種植其他植物高50%。故本設計也采用蘆葦，其種植密度為每平方米9 株，這個密度能保證在吸收降解有機物的同時，還能夠穩固土壤、減緩水流流速。

3.3 溢流堰設計

溢流堰總寬度為9m，堰頂寬度為1.5m，堰高0.8m，離地高度為0.4m。其主體結構采用三層20cm厚的蜂巢約束系統疊砌而成[4]。溢流堰的頂部與背水面部分填充塊石，同時在間隙內填充土壤，相鄰兩個格室中間依次填充碎石和粗砂，并在其余格室填充粘性土并夯實。

3.4 濕地凈化效果分析

本設計的表面流人工濕地系統主要負責處理生活污水和攜帶污染物的雨水。未終止人工植物的近自然濕地系統對TN、TP的去除率分別為0.10g/（m2·d）和0.04g/（m2·d），當蘆葦種植密度接近每平方米25 株時，濕地系統對TN、TP的平均去除率分別提高到0.15g/（m2·d）和0.05g/（m2·d）。而本設計中的蘆葦種植密度為每平方米9株，是上述情況的0.4倍。由此可知，本人工濕地系統對TN和TP的去除率分別取0.120g/（m2·d）和0.04g/（m2·d）。結合前文的生活污水量17.05m3/d，可推算出TN和TP的濃度分別為4.15mg/L和0.10mg/L，二者的負荷分別為2.4×10-3g/（m2·d）和5.8×10-5g/（m2·d），考慮到生活污水量不大，故本設計基本能夠攔截并處理該地區的全部日常生活污水。即便降雨時，濕地也能夠通過植物根系的吸附和降解去除一定量的雨水內懸浮物和有機物質。

4 結語

南山溝地區存在一定量的居民生活污水和農業面源污染，未經處理的污水和雨水、地表徑流匯入碧流河水庫，嚴重影響了水庫水質。為了減輕水庫濱庫帶周邊居民活動對水庫水質造成的影響，決定在濱庫帶附近建設表面流人工濕地體統，對污水進行處理。本設計利用原有分洪河道空間，通過地表漫流方式處理污水，既保證了原河道的行洪能力，改善了河道內水土流失現象，實現了環境效益最大化，也對人工濕地系統的研究和推廣做出了貢獻。

參考文獻

[1]陶陪，浦詩悅.多級垂直流人工濕地污水處理方法探析[J].山東化工， 2016，45（18）：162-166.

[2]萬博陽，王全金，戚曉波.多級人工濕地-塘組合系統去除污染物研究[J].長江科學院院報，2017， 34（3）：25-29.

[3]周海洋.濕地保護與水污染防治研究[J].產業與科技論壇， 2017，16（18）：81-82.

[4]陳鴻，黃世洋，黎庶凱等.綠狐尾藻人工濕地治理水污染模式及其在廣西的應用[J].亞熱帶植物科學，2016，45（4）：386-390.

收稿日期：2018-05-02

作者簡介：陳輝（1981-）男，大專，助理工程師，研究方向為水污染控制。