作為一種生態(tài)型水治理技術(shù)，人工濕地被廣泛應(yīng)用于污水處理廠尾水深度處理、微污染河道凈化、農(nóng)村生活污水處理等領(lǐng)域。
通過(guò)在河道末端打造濕地，不僅可以起到優(yōu)秀的凈化效果，同時(shí)還可延伸出濕地公園、綠色廊道等生態(tài)功能體系，大幅提升周邊的生態(tài)資源價(jià)值。
在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，人工濕地的處理效果如何呢?
本文以河北廊坊龍河大型多級(jí)復(fù)合人工濕地為例加以說(shuō)明，該濕地于2018年建成，處理規(guī)模3萬(wàn)t/d，目前已持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行4年。
原水經(jīng)旁路提升系統(tǒng)引入高效沉淀池進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)過(guò)兩級(jí)串聯(lián)水平潛流人工濕地凈化后排入龍河河道表流濕地。
其中多級(jí)復(fù)合人工濕地由兩級(jí)水平潛流濕地與表流濕地串聯(lián)而成，潛流濕地單元處理規(guī)格為15 m×35 m，底部采用HDPE 土工膜防滲，濕地總進(jìn)水采用多級(jí)管道配水系統(tǒng)，進(jìn)入濕地后采用多孔管配水裝置，出水區(qū)的末端填料層底部設(shè)置穿孔集水管，同時(shí)設(shè)置旋轉(zhuǎn)彎頭和水位調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)濕地水位。
本研究在兩級(jí)潛流濕地中設(shè)計(jì)了不同的基質(zhì)- 植物搭配，其中一級(jí)潛流濕地基質(zhì)為碎石(40 ～ 100 mm)，二級(jí)潛流濕地基質(zhì)為碎石與沸石(16 ～ 32 mm) 以1:4 比例均勻混合，基質(zhì)厚度1.0 m，平均運(yùn)行水深0.85 m。濕地植物選用本地水生植物中凈化效果較好的蘆葦(Phragmites australis ) 和香蒲(Typhae latifolia )，蘆葦種植密度為25 叢/m2，香蒲種植密度為16 叢/m2。
2濕地效果
| 出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)III類(lèi)
微污染河水經(jīng)多級(jí)復(fù)合人工濕地系統(tǒng)凈化后，水質(zhì)提升至穩(wěn)定達(dá)標(biāo)地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類(lèi)，濕地全年對(duì)CODCr、NH3-N、TP的平均去除率分別達(dá)到48.4%、75.5%、57.9%。
| 潛流濕地是去除氮、磷等污染物的主要功能單元
在潛流—表流復(fù)合濕地中，潛流濕地是去除氮、磷等污染物的主要功能單元。
濕地中71.8%的CODCr通過(guò)高效沉淀池和一級(jí)潛流濕地進(jìn)行去除，各單元對(duì)CODCr 的去除貢獻(xiàn)排序?yàn)椋焊咝С恋沓?gt;一級(jí)潛流濕地>二級(jí)潛流濕地>表流濕地。
兩級(jí)潛流濕地共為NH3-N 的去除貢獻(xiàn)了60.9%，平均有43.0% 的NH3-N在一級(jí)潛流濕地中被去除，各單元對(duì)NH3-N 的去除貢獻(xiàn)排序?yàn)椋阂患?jí)潛流濕地>高效沉淀池>二級(jí)潛流濕地>表流濕地。
TP 的去除也主要由高效沉淀池(29.6%) 和一級(jí)潛流濕地(34.6%) 貢獻(xiàn)，各單元對(duì)TP 的去除貢獻(xiàn)排序?yàn)椋阂患?jí)潛流濕地>高效沉淀池>二級(jí)潛流濕地>表流濕地。
| 濕地凈化效率在冬季最低，在春秋季達(dá)到最高
人工濕地對(duì)污染物的去除受溫度、季節(jié)影響較大。北方河流在冬季斷流、冰封導(dǎo)致流量減小，人工濕地中微生物活性降低，堵塞、結(jié)冰等情況多發(fā)，單一人工濕地及多級(jí)復(fù)合人工濕地系統(tǒng)的凈化效率都在冬季顯著降低。
龍河濕地系統(tǒng)及濕地各個(gè)功能單元對(duì)CODCr、NH3-N 和TP 的去除率均在春秋季達(dá)到最高。一方面，隨著溫度的增加，濕地對(duì)有機(jī)物的去除呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，因此在溫度過(guò)高時(shí)，COD 去除率會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。另一方面，秋季是濕地微生物量達(dá)到最高的季節(jié)，且秋季溫度適宜，有利于微生物對(duì)污染物的去除。
4種不同配置的濕地單元對(duì)TP 的去除率排序?yàn)椋篩J2 > YJ1 > EJ2 > EJ1。兩個(gè)一級(jí)濕地對(duì)TP 去除顯著高于兩個(gè)二級(jí)濕地，主要是因?yàn)橐患?jí)潛流濕地進(jìn)水中TP 濃度顯著高于二級(jí)潛流濕地的進(jìn)水。而YJ1 與YJ2、EJ1 與EJ2 的去除率之間均不存在顯著差異(P > 0.05)，說(shuō)明蘆葦和香蒲對(duì)于TP 的去除效果差異不大。
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