【正文】 過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物降解過程而被分解去除。生物降解過程主要是通過好氧和厭氧代謝得到降解，從而降低污水的 BOD、 COD。 ③氮的去除 大多數(shù)污水中 N 是主要成分。 N 在環(huán)境中以多種形式存在，有復(fù)雜的循環(huán)路徑。 TN 由不同比例顆粒的有機(jī)氮、溶解有機(jī)氮、氨氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮。 N2和 N20 在 N 循環(huán)中很重要。礦化、生物吸收、硝化和異化 (硝態(tài)氮到氨氮 DNRA)是使氮的一種形式轉(zhuǎn)到另一種形式的過程，這些過程是物質(zhì)平衡過程， N在同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，從而致使 N 從系統(tǒng)中得到去除。大量的研究表明濕地中氮的去除路徑主要為生物硝化一反硝化。 N 在濕地中的主要轉(zhuǎn)化過程如表 3— 2所示： 表 3—2 氮的主要轉(zhuǎn)化過程 過程 物質(zhì) 產(chǎn)物 礦化 有機(jī)質(zhì) 氨氮 生物吸收 氨氮、硝態(tài)氮 硝化 氨氮 硝態(tài)氮 反硝化 硝態(tài)氮 氮?dú)? DNRA 硝態(tài)氮 氨氮 揮發(fā) 氨氮 +高 pH 氨氣 同氮 氮?dú)? 有機(jī)氮 ④磷的去除 無機(jī)磷是濕地植物必需的養(yǎng)分。廢水中無機(jī)磷在植物吸收及同化作用下可變成植物的 ATP、 DNA 及 RNA 等有機(jī)成分，通過植物收割而去除。物理化學(xué)作用*******現(xiàn)代生態(tài)園 建設(shè) 項(xiàng)目 總體規(guī)劃 12 包括填料對(duì)磷的吸附及填料與磷酸根離子的化學(xué)反應(yīng)，這種作用對(duì)無機(jī)磷的去除會(huì)因填料中 Ca 和 Fe 可與 P043反應(yīng)而沉淀去除 P043因而除磷效果較好的填料非常重要，含鈣質(zhì)或鐵質(zhì)的地下水滲入人工濕地也有利于磷的去除。微生物對(duì)磷的去除包括它們對(duì)磷的正常同化 (將磷納入其分子組成 )和對(duì)磷的過量積累。由于植物中植物光合反應(yīng)、暗反應(yīng)交替進(jìn)行，根毛輸氧多少的交替出現(xiàn)，以及系統(tǒng)內(nèi)部不同區(qū)域?qū)ρ跸牧康牟町?，?dǎo)致了系統(tǒng)中厭氧、好氧的交替出現(xiàn)，使磷的過量釋放和過量積累得以完成，這是常規(guī)二級(jí)處理方式所難以滿足的。在濕地系統(tǒng)中磷有著一系列的變化形式。如表 3— 3所示。 表 3—3 磷主要轉(zhuǎn)化過程 過程 物質(zhì) 產(chǎn)物 礦化 有機(jī)質(zhì) 正磷酸 生物吸收 正磷酸 有機(jī)磷 吸附 正磷酸 磷 粘土／金屬水化合物 沉降 正磷酸 離散狀態(tài)磷礦物質(zhì) 脫附 磷 粘土／金屬水化合物 正磷酸 (2)高效垂直流人工濕地工藝特點(diǎn) 高效垂直流人工濕地是一種高效生態(tài)治污技術(shù)，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和水流模式，其占地面積相對(duì)較小，并能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；該法具有工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠、高效節(jié)能、簡(jiǎn)便易行、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低和改善生態(tài)環(huán)境等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)如果選擇合適的植物品種還有美化周邊環(huán)境的作用。 (3)高效垂直流人工濕地適用范圍 人工濕地系統(tǒng)是一種污水深度處理技術(shù)，特別適用于飲用水源保護(hù)和景觀用水及中水回用工程，處理后的水可以排入飲用水源保護(hù)區(qū)、景觀用水的湖泊、水庫(kù)與河流中，為這些水體提供清潔的水源。 (4)高效垂直流人工濕地基建與運(yùn)行費(fèi)用 人工濕地系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求需要不同的基建費(fèi)用，一般來說，噸水基建費(fèi)用約為 800～ 2500*******現(xiàn)代生態(tài)園 建設(shè) 項(xiàng)目 總體規(guī)劃 13 元；濕地運(yùn)行費(fèi)用比一般污水處理費(fèi)用低 0． 4元～ 0． 5元，濕地運(yùn)行費(fèi)用一般為 0． 15—0． 3元／ m3d，景觀水處理成本一般約為 元／ m3d。 (5)高效垂直流人工濕地出水水質(zhì) 高效復(fù)合垂直流人 工濕地出水水質(zhì)可以達(dá)到《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中工 I～ V類標(biāo)準(zhǔn)或《排放標(biāo)準(zhǔn)》中 I～I(xiàn)I 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。濕地系統(tǒng)可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但出水水質(zhì)要求越高，濕地所需面積越大。 (6)人工濕地相關(guān)工程實(shí)例 ①城鎮(zhèn)污水處理廠尾水人工濕地深度處理應(yīng)用 傳統(tǒng)的城市污水處理廠通常采用二級(jí)生物處理工藝，對(duì)氮、磷污染物去除效果有限，面對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重的現(xiàn)狀，污水處理廠尾水若不經(jīng)處理直接排入河道，湖泊等，將加劇水體氮、磷污染程度，威脅飲用水安全。人工濕地技術(shù)對(duì)氮、磷污染物有很好的去除效果，適用于對(duì)城市污水處理廠尾水的深度處理?，F(xiàn)簡(jiǎn)單的介紹幾個(gè)工程實(shí)例： 深圳觀瀾河清湖段生態(tài)治理工程 觀瀾河為深圳市二級(jí)水源保護(hù)區(qū)和廣東省東深供水工程飲用水源保護(hù)區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)為地表水 III 類水體。龍華污水處理廠出水水質(zhì)達(dá)到《排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí) A標(biāo)準(zhǔn)后直接排入觀瀾河，無法滿足觀瀾河 水質(zhì)排放要求，因此本工程結(jié)合觀瀾河補(bǔ)水需要對(duì)龍華污水處理廠尾水進(jìn)行深度處理。深度處理建設(shè)規(guī)模為 20200m3／ d，主要出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB3838— 2020)III～ V類水質(zhì)要求。 河源城南污水廠人工濕地深度處理工程 工程對(duì)河源市城南污水處理廠出水進(jìn)行深度處理，處理后出水回用或直接納入飲用水源東江，作為東江生態(tài)補(bǔ)充水。該工程人工濕地系統(tǒng)進(jìn)水為城南污水處理廠出水，濕地系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)為《排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)，深度處理后所有設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)出水執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB3838— 2020)III 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。處理規(guī)模為 30000m3／ d。 *******現(xiàn)代生態(tài)園 建設(shè) 項(xiàng)目 總體規(guī)劃 14 ②濕地公園應(yīng)用實(shí)例 濕地公園可結(jié)合園內(nèi)景觀湖補(bǔ)水、水質(zhì)保持，面源污染防治及雨洪利用進(jìn)行建設(shè)。在保護(hù)水環(huán)境的同時(shí)，發(fā)揮濕地的景觀效果、美化環(huán)境，兼具社會(huì)效益和環(huán)境效益。在生態(tài)環(huán)境建設(shè)及水污染防治方面具有宣傳、教育和示范作用。 深圳環(huán)科所將人工濕地技術(shù)靈活的賦予濕地公園中，相關(guān)工程實(shí)例如下： 深圳洪湖公園人工濕地水質(zhì)凈化工程 該系統(tǒng)從 1999 年 8 月開始運(yùn)行，運(yùn)行五年來，濕地系統(tǒng)無故障，景觀效果良好， 2020 年被國(guó)家環(huán)保總局評(píng)為“國(guó)家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)示范工程 。由于其良好的污水處理和景觀效果， 200l“洪湖人工濕地系統(tǒng)二期工程” (4000m3／天 )于2020 年 2月建成。洪湖三期工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模為 400m3／ d，于 2020 年 12 月建成。 ③水源保護(hù)區(qū)人工濕地水質(zhì)凈化工程應(yīng)用 飲用水源保護(hù)區(qū)對(duì)城市居民飲水安全及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。目前，由于水源區(qū)內(nèi)部分排污管網(wǎng)不夠完善，入庫(kù)河水污染嚴(yán)重，地表徑流產(chǎn)生面源污染對(duì)飲用水源水質(zhì)造成污染危害。人工濕地技術(shù)特別適用于水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)保護(hù)，深圳環(huán)科所在水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)凈化方面有許多成功應(yīng)用，工程實(shí)例如下： 深圳市“石巖人工濕地系統(tǒng)工程” 整個(gè)工程分兩期進(jìn)行，第一期處理水量為 萬噸，第二期為 4萬噸，總處理水量為 ，出水執(zhí)行《排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的 A標(biāo)準(zhǔn)。 ④湖水補(bǔ)水、循環(huán)凈化及生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)用 湖泊由于蒸發(fā)、湖底滲漏及綠化取水 需要定期進(jìn)行補(bǔ)水。為保持水體水質(zhì)，提高水體功能性，防止富營(yíng)養(yǎng)化，需要建立湖水水質(zhì)保持措施。深圳環(huán)科所采用人工濕地技術(shù)凈化污染的湖水補(bǔ)充水，通過湖水循環(huán)凈化及生態(tài)修復(fù)技術(shù)保持湖水水質(zhì)，工程經(jīng)驗(yàn)豐富，處理效果好，相關(guān)應(yīng)用實(shí)例如下： 天津萬科東麗湖人工濕地補(bǔ)水、湖水循環(huán)處理系統(tǒng) *******現(xiàn)代生態(tài)園 建設(shè) 項(xiàng)目 總體規(guī)劃 15 天津萬科東麗湖人工濕地工程設(shè)計(jì)規(guī)模為 l1000m3／ d，人工湖景觀娛樂用水循環(huán) 10000m3／ d，附近河水補(bǔ)水 (劣 V 類 )1000m3／ d；該人工濕地設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB3838— 2020)中 III 類標(biāo)準(zhǔn)。 3． 2． 5污泥濃縮與機(jī)械脫水 污泥一般由比較松散的小塊物質(zhì)組成，含水率較高，污泥容積可達(dá)其所含固體容積的數(shù)十倍，污泥中含有大量有機(jī)物和有害物，而且可能含有危險(xiǎn)的病原菌、寄生蟲卵。污泥的性質(zhì)很不穩(wěn)定，極易腐化，造成污染，故需及時(shí)處理，使含有病原菌、散發(fā)出惡臭的腐化物質(zhì)數(shù)量減少并使其分解。污泥處理的主要目的：減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化。本濕地處理工程中，污泥的主要來源為水解酸化池。厭氧一兼氧一接觸氧化工藝可使廢水、污泥一并得到處理，屬穩(wěn)定污泥，可以取消消化池，剩余污泥排出系統(tǒng)的污泥量比初沉池、消化池聯(lián)合系統(tǒng)低 30％ ，污泥沉降性能良好， sv~50％。濃縮 8— 12h，污泥的含水率可從 99％降至 97％，若污泥層厚度為 5～ 8cm，經(jīng)機(jī)械脫水，含水率可降至 30％左右，形成泥餅后外運(yùn)作農(nóng)肥。 3． 2． 6快滲基本原理簡(jiǎn)述 人工快滲也是一種土地處理技術(shù)，其作用機(jī)理類似于間歇運(yùn)行的“生物砂濾池。當(dāng)廢水投入滲濾田后快速下滲，部分被蒸發(fā)，大部分滲入地下。快滲的周期性布水，形成灌溉／停灌交替反復(fù)，使土地處于交替濕／干的狀態(tài)，也形成厭氧、好氧的交替運(yùn)行的反復(fù)狀態(tài)。籍此，土地中不同種群的微生物對(duì)廢水中的組分進(jìn)行阻截、吸附及生物降解。從而可防止土 壤的孔隙堵塞。通過厭氧、好氧的過程，使水中 BOD、 COD、氮、磷得到去除，但是水力負(fù)荷不能過大，否則及其容易堵塞。 3． 3 工藝方案比選 根據(jù)本工程進(jìn)水水質(zhì)及出水水質(zhì)要求，結(jié)合常規(guī)處理工藝特點(diǎn)，對(duì)不同的污水處理工藝加以組合，形成污水處理組合工藝。選擇如下組合工藝進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，即： 1)方案一：水解酸化 +接觸氧化 +沉淀 +濕地； *******現(xiàn)代生態(tài)園 建設(shè) 項(xiàng)目 總體規(guī)劃 16 2)方案二：水解酸化 +接觸氧化 +濕地； 3)方案三：水解酸化 +接觸氧化 +沉淀 +人工快滲。 3． 3． 1方案一論述 生物接觸氧化法具有占地小，運(yùn)行成本低，處理效率高，能有效地去除低 BOD濃度污水中的氨氮、細(xì)菌、臭氣等的特點(diǎn)，近年來在污水二級(jí)處理中被較多采用。生物接觸氧化池由構(gòu)筑物、填料、曝氣設(shè)備、配水系統(tǒng)、出水槽構(gòu)成。在構(gòu)筑物內(nèi)裝上填料，用曝氣器向填料內(nèi)充氧，污水在填料中循環(huán)流動(dòng)。填料中的水流迅速混合，使空氣泡在上升過程中接觸到更多的水流，因而增加了氧的轉(zhuǎn)移，河水經(jīng)水解酸化和生物接觸氧化處理后，去除了大部分污染物，由于含有生物膜碎片，需進(jìn)行沉淀處理；在輻流式沉淀池中，懸浮物等細(xì)小顆粒物將會(huì)被除去，輻流沉淀池具有維護(hù)方便、對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單和處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；經(jīng)過沉淀 池后，水再進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，經(jīng)人工濕地系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物凈化等復(fù)雜的生態(tài)凈化過程，此時(shí)污水中的各種污染物都得到相當(dāng)程度的降解，出水再排放至南畬朗。 方案一見如下工藝流程圖。 圖 3． 1 方案一工藝流程圖 3． 3． 2方案二論述 本方案與第一方案區(qū)別是不考慮沉淀，其余與方案一相同。 進(jìn)水 粗、細(xì)格柵 水解酸化池 接觸氧化池 輻流沉淀池 人工濕地 濃縮池 污泥脫水 泥餅外運(yùn) 南畬河 出水 *******現(xiàn)代生態(tài)園 建設(shè) 項(xiàng)目 總體規(guī)劃 17 圖 32 方案二工藝流程圖 3． 3． 3方案三論述 土地快滲系統(tǒng)是通過滲透和過濾作用高效地去除污水中 COD、 BOD、 N、 P等的各種組分，通過對(duì)布水／落干周期性的運(yùn)行操作，實(shí)現(xiàn)好氧一缺氧一厭氧的調(diào)控，以滿足去除有機(jī)物、硝化一反硝化過程中對(duì)氧的不同需求。據(jù)資料報(bào)道，快滲對(duì)氮的去除率一般可達(dá) 70％以上，快滲在運(yùn)行初期由于填料吸附對(duì)磷也有一定的去除率，一般可達(dá) 70～ 93％，隨著時(shí)間推移，填料吸附會(huì)達(dá)到飽和，從而導(dǎo)致磷的去除率降低。由于缺少植物的協(xié)同 去污作用，致使其單位面積的去污能力比濕地低，快滲其它的作用原理與濕地基本相同。本方案的預(yù)處理與方案一相同。 圖 33方案二工藝流程圖 3． 3． 4污水處理方案比較 1)設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)水 粗、細(xì)格柵 水解酸化池 接觸氧化池 輻流沉淀池 人工快滲 濃縮池 污泥脫水 泥餅外運(yùn) 南畬河 出水 進(jìn)水 粗、細(xì)格柵 水解酸化池 接觸氧化池 人工濕地 濃縮池 污泥脫水 泥餅外運(yùn) 南畬河 出水 *******現(xiàn)代生態(tài)園 建設(shè) 項(xiàng)目 總體規(guī)劃 18 三種方案主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)比較見下表 3— 4。 表 3—4三種方案主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)比較 方案一 厭氧 +兼氧 +接觸氧化 +混凝沉淀 +濕地 方案二 厭氧 +兼氧 +接觸氧化 +濕地 方案三 厭氧 +兼氧 +接觸氧化 +混凝沉淀 +快滲 粗格柵 格柵凈距 20mm 過柵流速： ／ s 同左 同左 細(xì)格柵 格柵凈距 5mm 過柵流速： ／ s 同左 同左 水解酸化池 有效停留時(shí)間 5h 同左 同左 提升泵池 停留時(shí)間 10min 同左 同左 接觸氧化池 有效停留時(shí)間 1h 同左 同左 幅流沉淀池 有效停留時(shí)間 2h 同左 人工濕地 水力負(fù)荷 ／ m d 同左 人工快滲 水力負(fù)荷 ／m2 d 污泥濃縮池 有效停留時(shí)間 32h 同左 同左 污泥脫水間 81m2 同左 同左 )主要處理構(gòu)筑物比較 三種方案的主要設(shè)備及構(gòu)筑物比較見表 3． 5。 表 3—5三種方案主要設(shè)備及建構(gòu)筑物比較 方案一 方案二 方案三 粗格柵 粗格柵 1套 同左 同左 *******現(xiàn)代生態(tài)園 建設(shè) 項(xiàng)目 總體規(guī)劃 19 細(xì)格柵 GSHZ 1 000同轉(zhuǎn)機(jī)械格 柵格柵間 5 1． 2 3． 5m 同左 同左 提升泵池 尺寸 － 1 5型泵 4臺(tái) 同左 同左 水解酸化池 有效容積 6300m3 同左 同左 接觸氧化池 有效容積 2250m3 同左 同左 沉淀池