4、人工湿地在我国的应用与发展

4.1 深圳白泥坑人工湿地处理系统

我国自“七五”开始对人工湿地的研究，已建成一些示范工程，并于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程――白泥坑人工湿地处理系统。

白泥坑人工湿地污水处理系统位于深圳市宝安县百泥坑村南500m处。水系沿山角流向海湾属海洋性气候。占地面积189亩，日处理量3100m3/d废水。其处理流程见图1:(2)

图1  深圳百泥坑人工湿地处

人工湿地及氧化塘系统各单元的设计参数见表1：(2)

表1 深圳百泥坑人工湿地系统各单元的设计参数

项目	单元数	长(m)	宽(m)	碎石粒径(mm)	碎石层厚(cm)	池底坡度 (%)	水力负荷(m3/m2.d)
第一级 第二级 第三级 第四级	3 2 3 3	42 47 30 31	11－12.5 18.5 19 19	10－50 10－30 5－10	40－100 50－120 150(水深) 60-100	1,1.5,2.0 2.0,3.0 0 0.5,1.0,1.0	95.4 95.4 (停留一天) 100.7

经过近两年的试验运转,出水效果较好。除氨氮指标效果不明显外;其余指标均能达到国家规定的二级处理排放标准。该工程无动力消耗,管理较方便,除每月作一次水质监测外,平时无需其它管理。从外观看,进水水质略显浑浊,但无色无臭,是一个村镇排出的生活污水及少量村办企业的废水汇合而成。

其运行费用为0.02元/m3仅为传统活性污泥法的10％。深圳百泥坑人工湿地处理系统与其它污水处理厂的比较见表2：(2)

表2 深圳人工湿地系统与其它污水处理厂的经济比较

工程名称	总投资 (万元)	单位污水 投资额(元/m3)	年运行费用 (万元)	吨水处理成本 (元/m3)	单位污水用地 (m2/m3)
深圳某厂 蛇口某厂 珠海某厂 海南某厂 白泥坑	3300 1500 547 42.9	660 833 574 138	>100 >100 >100 36.5 约2.0	>0.20 >0.20 >0.20 0.20 0.02	2.67 1.20 1.20 2.79

从表2可以看出，人工湿地的工程总投资，处理单位污水的投资额，年运行费用及单位污水的处理费用均比其它传统方法的费用低得多。

4.2 山东胶南市污水处理厂

胶南市位于山东半岛西南部，其市区三面环山，一面临海。其排水系统多采用雨污分流制，工业废水与生活污水量之比为1：4，工业废水主要来源于造纸，化工，印染，纺织，食品加工，酿造，橡胶，热电等企业。

以处理污水量61x104m3/d计，在建造污水处理厂前对各种处理流程进行了经济技术比较，见表3(5)

表3　5种污水处理工艺技术经济比较

工程名称	特点	工程投资(亿元)	运行费用(万元/a)	处理成本(元/m3)	耗电量(kw.h)/m3	占地面积(hm2)
AB法	可有效去除有机物，对N,P去除率高	0.73	876	0.4	0.36	14
氧化沟	可有效去除有机物，对N,P去除率高	0.58	700	0.32	0.33	22
传统活性污泥法	可有效去除有机物，对N,P去除率低	0.66	788	0.36	0.40	14
一级处理排海法		0.82	296	0.14	0.25	8
芦苇湿地法	可有效去除有机物，对N,P去除效果较好，占地面积大	0.21	164	0.08	0.15	80

由表3可以看出,芦苇湿地处理工艺具有投资省、运行费用低和便于管理等特点,而胶南市风河下游北岸的大片盐碱荒滩恰好可满足该工艺占地面积大这一要求,因此芦苇湿地处理工艺成为最终选择。

建成的胶南污水处理厂设计处理规模为6×104ｍ3/,总投资为3000万元,占地面积为76.7ｈｍ2,全部为盐碱荒滩。工艺流程见图2(5)

图2　污水处理厂工艺流程

所采用的人工湿地为地表流芦苇湿地，该湿地系统的湿地有效占地为44.33hm2，水力负荷为13.5cm/d，由99小块芦苇湿地田组成，每小块长为140m，宽为32m，并联运行。

人工湿地的运行效果，该厂污水处理量为(0.7～1.4)×10ｍ/ｄ,进水中的ＣＯＤ为1000～2000ｍｇ/Ｌ、ＢＯＤ5为450～700ｍｇ/Ｌ、ＳＳ为700～1500ｍｇ/Ｌ。污水经过预处理后ＳＳ去除率达70%以上,ＣＯＤ去除率达25%以上,ＢＯＤ5去除率达20%以上,这大大减小了湿地田的负荷。湿地田进、出水指标见表4(5)

表4　预处理后芦苇湿地田进、出水指标　ｍｇ/Ｌ

表4表明,该厂的运行情况良好,各项指标均达到或优于国家标准。此外,湿地内鸥鹭、燕鹊栖息苇田,行人游客驻足观光,其生态效益可见一斑。

4.3 内蒙赤峰市宁城污水处理厂

宁城污水处理厂是赤峰市建委及宁城县建设局承担的国家建设部下达的“八五”科技研究重点课题“人工湿地污水处理技术在我国北方地区的研究和应用”的项目,该项目曾于1997年6月通过国家建设部科技司主持的技术鉴定,并于1998年6月将该项成果予以推广。

其工艺流程为原污水通过格栅,通过集水井、沉淀池,进入一级碎石床后,再进入二级碎石床,从二级碎石床流出处理水,排入天然河道。在一级碎石床栽植芦苇，在二级碎石床栽植香蒲。

采用此工艺处理每吨污水需土建费用427.00元,维护费用0.06元,占地面积3.6m2。

人工湿地污水处理技术的应用,有效地改善了东小河的生态环境,东小河下游的居民从此远离了恶臭和蚊蝇。改变了东小河的环境,提高了居民的生活质量。

5、结束语

人工湿地污水处理系统是一个综合的生态系统，具有如下优点:①建造和运行费用便宜;②易于维护,技术含量低;③可进行有效可靠的废水处理;④可缓冲对水力和污染负荷的冲击;⑤可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。但也有不足:①占地面积大;②易受病虫害影响；③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，设计运行参数不精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。另外，据已有数据,当上下表面植物密度增大时, 人工湿地系统处理效率提高,在达到其最优效率时,需２～３个生长周期，所以需建成几年后才达到完全稳定的运行。因此，目前人工湿地技术最大问题在于缺乏长期运行系统的详细资料。

总得来说, 人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式，特别是它充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益，因此具有较高的环境效益、经济效益及社会效益,比较适合于处理水量不大、水质变化不很大、管理水平不很高的城镇污水,如我国农村中、小城镇的污水处理。人工湿地作为一种处理污水的新技术有待于进一步改良，有必要更细致地研究不同地区特征和运行数据以便在将来的建设中提供更合理的参数。

参考文献：

(1)白晓慧，王宝贞,等.人工湿地污水处理技术及其应用发展，哈尔滨工业大学学报第32卷第6期:89-90

(2)沈耀良,等.新型废水处理技术——人工湿地[J].污染防治技术,1996，9(1-2):1-8

(3)Hans Brix. Use of constructed wetland in water pollution control: historical development, present status, and future perspectives. [J]. Wat. Sci. Tech, 1994, 30(8): 209-223

(4)Knight, R, L, Ruble, R. W, Kadlec, R. H. and Reed, S. Wetlands for wastewater treatment performance database in Moshiri, G. A. (ed.) Constructed wetlands for water quality improvement[J]. Lewis Publishers, Boca. Raton

(5)迟延智，等.人工湿地处理污水的实践[J].中国给水排水,2003, 4(19):82-83

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