BEW旁路高效濕地在龍崗河治理工程中的應用

尉 巍

（深圳市水務規劃設計院股份有限公司,廣東 深圳 518000）

1 引言

人工濕地是河道生態治理工程中常用的生態治理措施[1-2]。城市河道在城市化發展過程中出現了不同程度的污染,嚴重影響到了城市環境,針對這一類型河道采取生態治理恢復是十分重要的[3-4]。龍崗河勢深圳重要的河道,河道現狀污染較為嚴重,擬采取生態治理措施,以改善污染現狀,建設宜居生態環境。

龍崗河流域位于深圳市東北部。河流發源于梧桐山北麓,為深圳市與惠州市的界河。龍崗河在田坑水河口以上流域面積364.4 km2,河長35.53 km,坡降2.7‰。

2 BEW旁路高效濕地

EW旁路高效濕地（Bypass-Efficient-Wetland）是人工濕地的一種,用于河道水質改善的處理技術。針對水體周邊城市用地緊張、污水量少且對水質要求高的水體結合河道生態整治及周邊土地狀況,采用的一種污水凈化處理技術,并沿河建設成一個園林式生態濕地公園,為周邊市民提供一個濱水賞景休閑場所。本工藝具有投資省、運行費用低、對水質水量的適應性強、管理簡單、景觀效果好等優點,可快速吸附凈化、見效快,可有效去除COD、NH3-N和TP,且占地少,充分挖掘河道空間、不占用紅線外土地,近期采用速效填料,滿足河道水質快速達標和考核要求。BEW旁路高效濕地在河道中的應用有三種形式：一是結合駁岸改造針對河道空間局促的采用自然式河灘濕地,在河道內側種植生態植物,通過生態修復方式改善河道水質;二是針對河道空間充足,且河道斷面為多級臺地式的河道斷面結構,采用多級臺地式高效濕地,利用多級臺地設置種植槽形成多級凈水臺地更有效凈化水質;三是針對幾何式河道斷面結構,兩岸空間有限,可采用河道兩側內置橫撐在河道上部加蓋增加空間布設高效濕地,既可改善河道水質,又可增加生態景觀效果。

BEW旁路高效濕地在河道中的應用有三種形式：一是結合駁岸改造針對河道空間局促的采用自然式河灘濕地,在河道內側種植生態植物,通過生態修復方式改善河道水質。二是針對河道空間充足,且河道斷面為多級臺地式的河道斷面結構,采用多級臺地式高效濕地,利用多級臺地設置種植槽形成多級凈水臺地更有效凈化水質。三是針對幾何式河道斷面結構,兩岸空間有限,可采用河道兩側內置橫撐在河道上部加蓋增加空間布設高效濕地,既可改善河道水質,又可增加生態景觀效果。

圖1 C型幾何式高效濕地

3 濕地進出口水質

工程旁路高效濕地近期進水為橫嶺污水廠處理尾水,該污水廠出水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級A標準。遠期進水為丁山河口分散處理設施,其出水水質執行《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）準Ⅳ類水質標準要求。具體水質指標見表1。近期出水執行《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）準Ⅳ類水質標準要求,遠期出水執行《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）準Ⅲ類水質標準要求。具體水質指標見表2。

表1 濕地設計進水水質主要指標 單位：mg/L

表2 濕地設計出水水質主要指標 單位：mg/L

4 斷面布置

根據河道斷面形式和防洪水位,確定本次采用多級臺地式高效濕地,采用碎石（中砂）填料,總厚度按1.0 m計,組成見圖2。砂填料,作為植物生長基質,形成生物膜,對污染物過濾攔截作用,厚100 mm；A型填料為活性炭、蠔殼、沸石、緩釋碳源和砂按比例混填,厚200 mm,對污染物起吸附作用,延長污染物停留時間；砂填料,作為過渡層,厚400 mm；B型填料為4 mm～8 mm粒徑的碎石填料,厚150 mm；C型填料為8 mm～16 mm碎石填料,厚150 mm,作為排水層；D型填料為16 mm～32 mm碎石填料,用于底部排水溝。

圖2 高效濕地斷面圖

5 現狀人工濕地改造

龍崗河濕地公園現狀補水水源來自橫嶺污水處理廠的尾水,補水規模為5 萬m3/d。其中2 萬m3由現狀人工濕地進一步水質提升后流入現狀湖體,營造景觀水面,再通過泄洪通道排至龍崗河干流,另外3 萬m3回補至人工濕地上游處通過補水口直接回補至龍崗位河干流。

龍崗河濕地公園現狀有人工濕地一處,經現場踏勘,人工濕地使用率低,填料板結,管道破損,人工濕地存在漏水現場,多處擋墻、邊坡滲水嚴重,導致邊坡不穩。該處人工濕地處理下游橫嶺污水處理廠的尾水,處理后的水排至湖體,對湖體的水質起著決定性作用。鑒于目前人工濕地情況,為保障湖體水質,需對人工濕地進行修復和填料、管道更換。

5.1 模塊一：橫嶺污水廠尾水→旁路高效濕地→龍崗河

工藝流程為：橫嶺污水廠尾水→旁路高效濕地→龍崗河,取水來自于橫嶺污水廠尾水,利用現狀補水管道,將尾水輸送至旁路高效濕地,尾水通過旁路高效濕地進一步凈化后,通過管道回補到龍崗河河道。本工程水質提升模塊一處理規模為2480 m3/d,表面流濕地占地面積為0.17 萬m2,潛流濕地占地面積0.14 萬m2,濕地水力負荷為0.8 m3/（m2·d）。其平面布置見圖3。

圖3 水質提升模塊一平面布置圖

5.2 水質提升模塊二（橫嶺污水廠尾水→旁路高效濕地→蓄水區→龍崗河）

本工程工藝流程為：橫嶺污水廠尾水→旁路高效濕地→蓄水池→龍崗河,取水來自于橫嶺污水廠尾水,利用現狀補水管道,將尾水輸送至旁路高效濕地,尾水通過旁路高效濕地進一步凈化后,進入蓄水區后回補到龍崗河河道。本工程

水質提升模塊二處理規模為6800 m3/d,表面流濕地占地面積為0.42 萬m2,潛流濕地占地面積0.43 萬m2,濕地水力負荷為0.8 m3/（m2·d）。其平面布置見圖4。

圖4 水質提升模塊二平面布置圖

5.3 水質提升模塊三（BO分散式處理設施尾水→人工濕地→水下森林→龍崗河）

本工程工藝流程為：BO分散式處理設施尾水→人工濕地→水下森林→龍崗河,取水來自于BO分散式處理設施尾水,利用該處理設施出水水面與人工濕地的地形高差,采用重力流方式,將BO分散式處理設施尾水輸送至改造的垂直流人工濕地,污水通過人工濕地的進一步凈化后,通過溝渠再轉輸至水下森林進行進一步深化處理,最后水下森林出水回補到龍崗河河道。本工程水質提升模塊三處理規模為5080 m3/d,改造后的人工濕地和水下森林總占地面積為1.67 萬m2,表面流濕地占地面積為0.15 萬m2,潛流濕地占地面積0.37 萬m2,水下森林1.15萬m2,濕地水力負荷為0.8 m3/（m2·d）。其平面布置見圖5。

圖5 水質提升模塊三平面布置圖

5.4 水質提升模塊四（BO分散式處理設施尾水→旁路高效濕地→表面流濕地→龍崗河）

本工程工藝流程為：BO分散式處理設施尾水→旁路高效濕地→表面流濕→龍崗河,取水來自于BO分散式處理設施尾水,利用該處理設施出水水面與旁路高效濕地地形高差,采用重力流方式,將BO分散式處理設施尾水輸送至旁路高效濕地,污水通過人工濕地的進一步凈化后,通過管道再轉輸至表面流人工濕地進一步深化處理,最后表面流濕地出水回補到龍崗河河道。本工程水質提升模塊四處理規模為13810 m3/d,表面流濕地占地面積為1.46 萬m2,潛流濕地占地面積0.23 萬m2,湖泊型表流濕地0.29 萬m2,湖泊型表流濕地水力負荷為0.1 m3/（m2·d）,表流（IMA）、潛流濕地水力負荷為0.8 m3/（m2·d）。其平面布置見圖6。

圖6 水質提升模塊四平面布置圖

6 結論

龍崗河水污染較為嚴重,生態環境破壞,治理恢復難度高。綜合考慮分析采用BEW濕地作為生態治理的主要方法。通過介紹常見的BEW濕地類型,選取合適的龍崗河治理斷面,將河道劃分了4 個區域,選取針對性的治理模塊以恢復龍崗河水質,實現長久治理的目標。