杨海洋
中电建生态环境集团有限公司 071600
摘要：近些年来，城镇化和工业化进程在加快推进，城市生活污水与工业废水数量排放量逐年递增。虽然我国污水收集处理率逐年上升，且污染物的排放浓度随着污水处理厂的提标改造有所降低，但由于我国污水排放总量大、环境容量有限、排放标准与地表水环境质量标准还有较大的差距，且尾水中始终存在诸多环境污染物，污水处理厂尾排放至地表水体中，成为河道、湖泊等地表水体重要的污染物来源，以致河道、湖泊等地表水体遭受污染，对地表水环境质量产生严重影响。所以，非常有必要加强城市污水处理厂尾水深度处理，应在其中全面运用生态湿地技术。基于此，文章对湿地生态恢复技术进行了简要概述，详细阐述了城市污水处理厂尾水深度处理中运用生态湿地技术的必要性，研究了生态湿地技术在城市污水处理厂尾水深度处理中的具体运用，以及运用结果，以期为相关同行业者提供有效参考。
关键词：生态湿地技术；城市污水处理厂；尾水深度处理
前言：反硝化生物池、膜分离以及人工湿地技术等是城市污水厂实现尾水深度处理的主要方式。由于人工湿地处理技术相比生物滤池、膜分离法具有诸多优势，如处理投资与运行成本低、景观效果好等，在城镇污水处理厂尾水深度处理、湖泊水体修复、地表微污染水体水质改善以及工业废水处理等方面得到了非常广泛的运用。
1湿地生态恢复技术
1.1生态系统结构与功能恢复技术
湿地生态系统功能的完整与生态系统结构的稳定是湿地生态恢复的主要目标，其生态恢复技术主要包括生态系统总体设计技术、生境构建技术以及生态系统集成技术。在湿地生境建成初期，湿地的结构与功能不够稳定，在此期间应当适当增加人为干预，加快生态系统结构与功能的稳定。
1.2生物修复技术
通过科学手段与人工干预利用栖息与湿地的各类生物，主要以湿地动植物为主，帮助退化湿地恢复原有的生态面貌以及动植物群落结构，丰富整个湿地的生态群落，增加生态系统的稳定性，提高湿地的功能，即生物修复技术。运用现代化的生物技术可以科学的调控生物种群之间的行为，所以，通过对湿地植物群落演替的人为控制，对生物种群的稳定具有一定的促进作用，促使生态结构的总体恢复。生物修复技术最大的难度是对湿地原有面貌尽可能的还原，保障不同湿地植被可以在同一时期得以恢复，这也是目前湿地生物恢复技术研究中的核心问题。
1.3栖息地恢复技术
运用先进的技术方式来恢复动植物栖息地，帮助生态系统健康、快速发展，即栖息地恢复技术。栖息地恢复工作的重点在于修复湿地基底，用来确保湿地基底和土壤、营造不同微生物、植物、水生动物与鸟类的栖息生长环境，构建一个复杂的生态群落，以促使形一稳定的生态系统。通过系统栖息地恢复工作，形成的生态群落，可稳定湿地生态系统基底，并进一步推动湿地水环境的恢复以及湿地总体地貌环境的恢复。
2必要性
一般情况下，在城市污水处理厂中，运用二级生物处理工艺，来减少和控制污染物，但是二级生物处理工艺的局限性较大，在达到城镇污水处理厂排放标准后，生物法很难进一步对水体污染物进行有效消减，降低出水污染物浓度。而通常地表水水体已存在一定程度的污染、自净能力相对较弱，环境容量有限，如果达到污水处理厂排放标准的尾水排入自然水体，必然会对水体造成一定的污染。当前水资源短缺问题越来越突出，在此情形下，必须全面考量污水处理系统对水体污染物的进一步去除能力，主要污染物包含氨氮、总氮、总磷等。在污水处理厂提标过程中常采用反硝化滤池、活性砂滤池、高效纤维滤池、纤维转盘滤池、磁混凝滤池、膜过滤等对总氮、总磷等进一步去除，但以上工艺存在投资大、投加药剂量大、运行费用高的特点，药剂的投加对大型污水处理厂来讲，是重要的运营成本支出。因此，城市污水处理厂需要在深度处理工艺的研发方面花费更多时间和精力，以在低能耗、高效率、运行成本低的处理工艺上取得突破。
除污水处理厂提标之外，污水处理厂尾水的再生利用亦是近看来国家鼓励发展的方向。根据再生水的不同使用需求，现阶段尾水再生处理工艺主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透以及人工生态湿地处理技术等，人工生态湿地技术净化污水的过程主要利用沉淀、吸附、过滤、生物降解及植物吸收等物理、化学及生物化学作用对水体污染物进行去除，因其相对其它处理工艺具有投资少、运行管理方便、运维成本低、对低中浓度污染物有较高的性价比、景观效果好且具有较高的生态效益，近年来被逐渐重视运用且建设数量在持续增加。
3处理工艺
3.1方案比选
湿地工程设计需要对工程任务、功能定位、工程目标等进行全面考量。据进水水质特征、建设面积大小、水质净化目标以及必要的水体景观需求等来确定湿地系统的工艺设计、平面布置、生态营造、动植物选择等，以满足湿地净水工艺稳定高效、维护简单、功能分区明确、景观效果好、生态效益高的要求。
本项目进水为污水处理厂尾水，污水经处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准后排放入河道，经河道向下游输送一段距离后，进入新建人工湿地污水处理系统。来水主要超标污染物为NH3-N、TN、TP等，是典型的低碳氮比、高氮磷污水。本尾水生态湿地工程关键点在于对NH3-N、TN、TP的有效去除。依据进水水质特征，与当地地表水环境质量目标，需重点考虑NH3-N、TN、TP等的去除。因来水中有机物可生化性较差，且碳氮比较低，对脱氮不利。因厌氧塘的厌氧环境有利于厌氧微生物分解转化水体中的难降解有机物，且可将塘中死亡的藻类残体分解为小分子有机物，在一定程度上提高水体的有机物的可生化性与碳氮比，因此可以水质净化系统前端设置厌氧塘或兼氧塘，以提高水体中有机物的可生化性和碳氮比。因水体中存在一定浓度的氨氮，需将其转化为氧化态氮，以利于后期进行反硝化脱氮，因此需设置好氧环境建立氨氮硝化的生化反应功能区，而好氧塘可以很好的满足使用要求。对于总氮的去除通过设置潜流湿地创建缺氧环境建立硝酸盐反硝化的生化反应功能区，最后潜流湿地出水进入表流湿地进行复氧，将水体由还原态转变为氧化态，以进一步提升水体的自净能力。对于总磷的处理主要依靠湿地系统的沉淀、植物吸收、填料基质的吸附及其它生物化学作用进行去除。
综合考虑系统前处理需求、污染物净化需求、景观与生态恢复需求，结合工程建设的经济性、景观性、生态性与近自然性要求及各单元功能，通过综合考量及对比，最终确定使用“厌氧塘/好氧塘/潜流湿地/表流湿地”的组合工艺。
3.2生态湿地方案
3.2.1生态湿地工艺流程
工艺流程如图1所示。
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图1生态湿地工艺流程
3.2.2植物的选择
考量到经济效益、景观协调性，同时坚持生物多样性以及因地制宜的原则，避免生态入侵，以乡土湿地植物作为选用植物来源。依据现有地形，将经济价值高的挺水植物种植在地势较高的台田浅水处，例如菰、芦苇等。将慈姑、藨草、香蒲、莲藕等挺水植物种植在地势略低的台田间水面处；将本土浮叶植物散播于开阔水面，例如菱角、芡实等；将沉水植物栽植在水深较深处，如苦草、刺苦草、狐尾藻、金鱼藻、菹草等，与此同时选用本土水生动物放养于水生植物塘表流湿地内，例如鱼、螺、蚌、泥鳅等。
通过优化上述植物搭配，形成了一个景观效果良好、水质自净能力强以及生物多样性丰富的人工湿地生态系统；运用微生物、水生动物、水生植物相融合的生态水质净化模式，吸引鸟类、兽类等动物，健全并丰富生态系统食物网，进一步合理化、稳定化人工湿地的生物种群结构，与此同时保障其具备较强的景观观赏性。
4运行结果
在生态湿地工程调试运行期间，选择2个位置进行采样监测，即湿地处理系统进水口与湿地系统出水口，将污水中重点污染物作为目标，对生态湿地系统对其净化效果进行全面探究。根据水质监测数据，工程调试运行期，湿地系统进水水质在不考虑总氮指标时主要为Ⅳ类水质、部分时段为Ⅲ类和劣Ⅴ类水质，主要超标因子为氨氮和总磷。总氮劣于地表水Ⅴ类水质指标。经湿地处理系统处理后，对主要污染物的去除率：NH3-N为10～89.6%，TP为7.8～87.7%，TN为2.2～89.0%，，有效提高了出水水质，达到了消减污染负荷的目的。工程投入运行后吸引了多种游禽、涉禽等动物在湿地内觅食、栖息，生态效益显著。
结束语：
在城市污水处理厂尾水处理中运用生态湿地技术，不但可以满足污染物削减的要求，又能最大限度地美化生态环境，同时具有运行成本低廉、净化效果良好等诸多优点，生态湿地水质净化工程的实施可实现节省水资源、降低污染物排放总量的双重目标，实现水资源的高效、稳定运用，推动水环境的高效循环；与此同时，建立人工湿地，能为城市提供新的生态用水水源，对城市生态景观具有丰富作用，保障了城市生物的多样性，对城市环境具有极大的改善作用。湿地形成的生态系统，污染物净化机制比较独特，对难降解有机物、低浓度污染物、点源与面源污染控制方面的运用前景广阔。但要进一步加强人工湿地的运行维护与管理，对人工湿地中的动物、植物、构筑物进行定期维护和管理，提高人工湿地运行效率，保障人工湿地的处理效果，延长人工湿地运行寿命，以最大程度发挥人工湿地的处理能力。
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