鄉鎮污水處理廠尾水濕地處理工藝及景觀設計的研究

袁斯文

（湖南省建筑設計院集團有限公司，湖南 長沙 410000）

尾水深度處理是用于去除在常規二級處理過程中未被去除和去除不夠的污染物，以使出水在排放時符合受納水體的水質標準，或在回用時符合具體用途的水質標準的處理工序。尾水深度處理技術中常見的有混凝沉淀、過濾、消毒、活性炭吸附、石灰軟化處理、離子交換、高級氧化、膜分離和人工濕地處理等[1]。

人工濕地是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統，其設計和建造是通過對濕地自然生態系統中的物理、化學和生物作用的優化組合來進行污水處理。人工濕地污水處理技術是20世紀七八十年代發展起來的一種污水生態處理技術，由人工基質和生長在其上的水生植物組成，是一個獨特的土壤（基質）-植物-微生物生態系統。當污水通過系統時，其中的污染物質和營養物質被系統吸收、轉化或分解，從而使水質得到凈化。人工濕地的凈化污水機理：①長有植物根系、生物膜的填料層對污水產生過濾、沉淀、吸附等物理作用；②植物生長對污水中的污染物吸收和同化；③通過水生植物的導氣組織向水體與填料層輸送氧氣，使填料周圍的多種微生物在厭氧、兼氧、好氧等復雜狀態下消化降解污染物，對氮有較高的去除效率。人工濕地是一種既傳統又新穎的尾水深度處理工藝，隨著社會的發展得到越來越廣泛的應用。本文以某鄉鎮污水處理廠為例闡述尾水深度處理濕地工藝及景觀設計方法，為同類污水處理工藝設計提供參考[2]。

1 案例基本概況

某鄉鎮污水處理廠設計規模為0.3×10 m3/d，工程用地紅線內用地面積為12 446.20 m2（合18.67畝）。其中，廠區圍墻范圍內用地面積為7 288.86 m2（合10.93畝）。本設計濕地公園位于污水處理廠以北，緊臨污水處理廠新建。濕地公園總占地面積5 666.72 m2（合7.74畝），包括道路、人工濕地系統、綠化、木亭等。其中人工濕地系統由進水為鄉鎮污水處理廠的尾水，出水就近排入河流。

2 設計進出水水質

人工濕地系統作為鄉鎮污水處理廠尾水，出水穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準的保障措施，對系統出水指標沒有特定要求，優于一級A即可，以景觀為主。本設計根據用地情況及人工濕地系統處理能力，設計進水為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級A，出水為《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）的Ⅳ類水（河流）。

3 污水處理工藝設計

3.1 工藝流程

人工濕地系統采用“水平潛流濕地+景觀塘”處理工藝。其中水平潛流濕地分為兩級處理，主要功能為：基質過濾、截留、吸附、植物吸收、微生物分解水中污染物，深度凈化水質，水平潛流濕地能較好的預防堵塞，提高出水透明度；景觀塘分為一級，主要功能為：沉淀、大氣復氧、植物吸收、微生物分解水中污染物，進一步穩定水質，并營造良好的水質景觀[3]。

3.2 設計參數

濕地面積：總面積2 600 m2，其中水平潛流濕地1 600 m2（分兩級），景觀塘1 000 m2；表面有機負荷：水平潛流濕地80 kg/（hm2·d），景觀塘15 kg/（hm2·d）；表面水力負荷：1.15 m3/（m2·d）；潛流濕地孔隙率：按35%計。各單元設計參數如表1。

表1 人工濕地系統各單元設計參數

3.3 源頭凈化

主要利用在排污口周邊的濾池以及沉泥池，對污水進行過濾處理。沉泥池作為對污水口初次排污的雜物、漂浮物的首次沉淀過濾，污水通過沉淀池之后漸漸流入過濾池，過濾池中含有粗粒石以及卵石分層，也能夠用廢磚塊、水泥塊等建筑材料作為過濾的物質。

3.4 過程凈化

由于污染源密度具有很大的差異性，所以在安置過濾池的過程中，需要依據污染源密度調整過濾池的數量，提供多重過濾。不僅如此，過濾池從初次過濾的粗粒石以及卵石調整成細粒石和粗沙，提升過濾媒介的密度，同時還需要培育水生觀賞植物。

3.5 末端凈化

再通過兩處層級的過濾處理之后，就可以開展最后一級的凈化工作。該級凈化通常就是指生物凈化，也就是采用村域現有水塘、洼地等作為生物凈化池，而且還需要綜合水生喬灌木，創造村民休閑活動場所，構建景觀化的末端生物凈化池，最終實現凈污、美觀的鄉村治污目標。

4 總平面設計及方法

4.1 形態設計方法

鄉鎮污水處理廠尾水濕地盡管屬于人為設計，不過在形態上要盡可能地模擬自然狀態，由此順應濕地生物系統的形態以及生物分布格局，以總體和諧作為主要宗旨。平面形態要盡可能地維持自然彎曲，而且還需要伴隨地形以及功能實現收放有致，由此契合美學法則中統一和諧、自然均衡準則，防止出現規則性布局的情形。

4.2 可循環設計原則

對雨水、污水的采集、引入、處置及再應用提供明確的設計思路，可確保在設計期間，貫徹同一思路，從而實現可循環體系的架構，確保可循環原則的完整體現。

4.3 濕地植物種植的基本原則

在設計鄉鎮污水處理廠尾水濕地期間，相關的工作人員需要全面地考量各個不同的設計地勢及針對性的生境種類，根據植物的生態習性以及生長規律，按挺水型植被、浮葉型植被、漂浮型植被以及沉水型植被予以分類，同時以生態準則、生物多樣性準則、景觀個性準則作為依托，科學配置喬木、草本植物等等，從而讓各個植被可以順利生長與發育，全面地發揮植物個體、種群以及群落的景觀與生態效益，構成一個穩定可持續性的生態系統。

4.4 道路設計

濕地公園定位為開放式公園，用地西側有現狀道路，南側為鄉鎮污水處理廠，東側為已有建筑，北側為現狀河道。設計一條4 m寬車行道，連通西側現狀道路及污水處理廠北門，東側現有建筑前設計寬闊硬質地面，形成小廣場，方便倒車；北側沿河設計2 m寬人行道，與西側現狀道路貫通。

4.5 豎向設計

為保證鄉鎮污水處理廠出水自流至人工濕地，以及人工濕地出水自流排入外河道，需合理設計人工濕地標高。鄉鎮鎮污水處理廠組合池二出水標高為36.60 m，人工濕地進水標高設計為36.40 m，出水標高設計為35.55 m，外河河底標高34.00 m，水位34.90 m。

綠地及道路標高設計為36.60～36.50，綠地與人工濕地之間采用緩坡形式處理高差。

4.6 綠化設計

本項目考慮景觀設計，并堅持“生態優先，以人為本；因地制宜，地域特色；整體協調，突出重點；遠近結合，科學發展；節約資源，綜合效益”的規劃原則，結合現狀條件和水質凈化的工藝要求，將本項目按照生態公園的目標進行整體設計。

陸生植物的選擇上以鄉土植物品種為主，選擇既有一定觀賞價值，又有較強抗病蟲害、抗風等能力且易于養護管理的樹種，如桂花、茶花、紫薇等。

水生植物選擇適宜安徽省氣候特點、污水處理效果好、四季常青、景觀效果好的植物品種。

本設計選擇的水生植物品種主要有：再力花、花葉蘆竹、旱傘草、黃菖蒲、美人蕉、香蒲、千屈菜、苦草、眼子菜、睡蓮。

4.7 景觀小品設計

根據業主要求，本設計在景觀塘邊設計觀景木亭，可觀賞濕地景觀與河道景觀。

4.8 土方設計

濕地公園現狀標高為36.15 m，本設計根據濕地單元池底標高、綠地標高等推算出填方工程量約893.00 m3，挖方工程量約5 620.00 m3。

5 結論

綜上所述，本文詳盡地闡述了某鄉鎮污水處理廠尾水深度處理濕地工藝及景觀設計方法，為同類污水處理工藝設計提供一定的參照價值，對于提升鄉鎮污水處理廠出水穩定達標具有很強的現實價值，最終幫助污水處理廠尾水水質獲得改善。