高效復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化技術(shù)

工藝原理　

人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化技術(shù)是一種生態(tài)工程方法，其基本原理是在一定的填料上種植特定的濕地植物，從而建立起一個(gè)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)污水通過(guò)系統(tǒng)時(shí)，其中的污染物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被系統(tǒng)吸收、轉(zhuǎn)化或分解，從而使水質(zhì)得到凈化。

方法特點(diǎn)

人工濕地系統(tǒng)具有建造成本較低、運(yùn)行成本很低、出水水質(zhì)非常好、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)如果選擇合適的植物品種還有美化環(huán)境的作用。但另一方面具有占地面積較大的缺點(diǎn)�！案咝Т怪绷魅斯�濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化技術(shù)”是深圳市環(huán)境科學(xué)研究所與德國(guó)和奧地利有關(guān)研究機(jī)構(gòu)合作開(kāi)發(fā)的一種濕地水質(zhì)凈化技術(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、出水水質(zhì)更好，并能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的濕地技術(shù)。

適用范圍

經(jīng)過(guò)人工濕地系統(tǒng)系統(tǒng)處理后的出水水質(zhì)可以達(dá)到地面水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因此它實(shí)際上是一種深度處理的方法。特別適用于飲用水源和景觀用水保護(hù)，處理后的水可以直接排入飲用水源或景觀用水的湖泊、水庫(kù)或河流中。因此特別適合處理飲用水源或景觀用水區(qū)附近的生活污水或直接對(duì)受污染水體的水進(jìn)行處理，或者為這些水體提供清潔的水源補(bǔ)充。

基建與運(yùn)行費(fèi)用

基建費(fèi)用與很多因素有關(guān)：地形特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、選用的前處理方法、進(jìn)水水質(zhì)情況、出水水質(zhì)要求、外觀要求等等因素有關(guān)。因而根據(jù)情況的不同有很大差異，但比常規(guī)二級(jí)污水處理廠(chǎng)投資低。人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用特別低，如果僅以電費(fèi)計(jì)，通常不會(huì)超過(guò)0.05元/噸/天（主要用于提高進(jìn)水水位，如果水位不需提升則沒(méi)有此項(xiàng)費(fèi)用），另外需要工人進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的操作和維護(hù)管理。

處理效果

出水水質(zhì)可以因進(jìn)水水質(zhì)或停留時(shí)間的不同達(dá)到地面水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-88)II至V類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)或污水排放一或二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)狀況和出水水質(zhì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，但出水水質(zhì)要求越高，則占地面積越大。

研究與應(yīng)用成果介紹

1. 研究工作

1996.9—1999.9深圳市環(huán)境科學(xué)研究所參與了一項(xiàng)歐盟與中國(guó)合作的國(guó)際合作研究，此項(xiàng)目為歐盟科學(xué)，研究與發(fā)展部主管的“與第三世界國(guó)家和國(guó)際組織合作”項(xiàng)目，即“熱帶和亞熱帶區(qū)域水質(zhì)改善、回用與水生態(tài)系重建的生物工藝學(xué)對(duì)策研究”（項(xiàng)目編號(hào)ERBIC18CT960059），合作研究單位包括德國(guó)科隆大學(xué)、德國(guó)波恩應(yīng)用湖沼學(xué)事務(wù)所、奧地利維也納農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)水生生物研究所、杭州大學(xué)和深圳市環(huán)境科學(xué)研究所，96年6月12日國(guó)家科委發(fā)文(國(guó)科外字[1996]076號(hào))通報(bào)了這一項(xiàng)目。該課題研究的主導(dǎo)思想是利用能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低的人工濕地系統(tǒng)和生態(tài)學(xué)方法凈化污水，應(yīng)用于飲用水和景觀用水的凈化和污水處理。

1997年5月到11月，深圳市環(huán)境科學(xué)研究在深圳市洪湖公園建成了人工濕地研究試驗(yàn)點(diǎn)，修建了小試和中試試驗(yàn)工程，從1997年到2000年開(kāi)展了一系列的研究工作，不僅作了大量的理論研究，同時(shí)在技術(shù)上和系統(tǒng)的運(yùn)行管理上積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)嚴(yán)重受污染的超過(guò)地面水標(biāo)準(zhǔn)GB3838-88 V類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的水經(jīng)系統(tǒng)處理后，出水可達(dá)到III類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)研究2000年8月通過(guò)了由中國(guó)科學(xué)院組織的成果鑒定，在由中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)主持和有四位院士參加的鑒定會(huì)上，該成果被鑒定為國(guó)際領(lǐng)先水平。

工程實(shí)例

2.1. 洪湖人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化工程（為“國(guó)家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)示范工程”。

深圳市環(huán)境科學(xué)研究所于1999年初開(kāi)始設(shè)計(jì)和修建了“洪湖人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化工程”，系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為1000噸/天，人工濕地植物池占地面積2400平方米。此項(xiàng)目是為實(shí)現(xiàn)深圳市環(huán)境“雙達(dá)標(biāo)”任務(wù)的污染治理工程， 受到市政府和市環(huán)保局各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。洪湖冬季嚴(yán)重缺水，缺水量全部由周邊的生活污水作為水量補(bǔ)充，因此長(zhǎng)期以來(lái)洪湖水質(zhì)一直不能達(dá)到景觀用水標(biāo)準(zhǔn)。此項(xiàng)目宗旨是將高效垂直流人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化技術(shù)應(yīng)用到洪湖的污染治理，從布吉河取水經(jīng)系統(tǒng)凈化后為洪湖補(bǔ)充清潔水量，同時(shí)截去洪湖周邊的污水排入，從而達(dá)到改善洪湖水質(zhì)的目的。此項(xiàng)工程1999年9月建成，出水水質(zhì)優(yōu)于景觀用水標(biāo)準(zhǔn)，可補(bǔ)充洪湖公園湖面的蒸發(fā)水量，并用于澆灌公園草地，緩解了洪湖冬季嚴(yán)重缺水的問(wèn)題，可停止使用沿湖的污水作水源補(bǔ)充，達(dá)到逐步改善洪湖水質(zhì)的目的。該系統(tǒng)運(yùn)行近三年來(lái)未出現(xiàn)故障，2002年被國(guó)家環(huán)�？偩衷u(píng)為“國(guó)家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)示范工程”。

該系統(tǒng)從1999年8月開(kāi)始運(yùn)行，并由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所管理運(yùn)行。到2001年3月移交給深圳市洪湖公園管理處負(fù)責(zé)管理，并由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所負(fù)責(zé)運(yùn)行管理技術(shù)指導(dǎo)。運(yùn)行近三年，濕地系統(tǒng)無(wú)故障，景觀效果很好。由于其良好的污水處理和景觀效果，2001“洪湖人工濕地系統(tǒng)二期工程”（4000噸/天）在深圳市政府立項(xiàng)，將在2002年底前投入運(yùn)行，并將由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所管理運(yùn)行。

2．2 深圳觀瀾湖高爾夫球會(huì)有限公司職工宿舍生活污水人工濕地處理系統(tǒng)

深圳觀瀾湖高爾夫球會(huì)有限公司是通過(guò)ISO14000環(huán)境管理體系認(rèn)證的企業(yè)，特別重視公司形象和環(huán)境質(zhì)量。為了改善球場(chǎng)水環(huán)境，請(qǐng)深圳市環(huán)境科學(xué)研究所設(shè)計(jì)了職工宿舍生活污水人工濕地處理系統(tǒng)，日處理污水為300噸。旨在將污水凈化并達(dá)到回用的目的，一方面減少污水排放對(duì)球場(chǎng)內(nèi)景觀用水的污染，另一方面使得水資源得到再利用，達(dá)到節(jié)約用水的目的。系統(tǒng)修建之前生活污水直接排入觀瀾湖，對(duì)湖水水質(zhì)日趨變壞，系統(tǒng)修建之后，出水被用于澆灌花圃。

此系統(tǒng)于2000年8月建成，并投入使用，出水水質(zhì)同樣非常好，溶解氧大大增加，出水池中很快有魚(yú)出現(xiàn)。八月二十四日對(duì)進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行了化驗(yàn)，污染物的去除率在75-95%之間，出水水質(zhì)能達(dá)到景觀用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)附表。該系統(tǒng)從2000年8月開(kāi)始運(yùn)行，由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所負(fù)責(zé)培訓(xùn)運(yùn)行管理人員，制定運(yùn)行管理規(guī)則，并負(fù)責(zé)運(yùn)行管理技術(shù)指導(dǎo)。運(yùn)行近兩年，出水水質(zhì)好，濕地系統(tǒng)無(wú)故障，景觀效果很好。

2．3 深圳市龍崗區(qū)沙田人工濕地系統(tǒng)工程

2001年11月由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所參與設(shè)計(jì)和負(fù)責(zé)植物栽種的“深圳市龍崗區(qū)沙田人工濕地系統(tǒng)工程”（5000噸/天）投入運(yùn)行，該系統(tǒng)濕地植物池占地面積1萬(wàn)平方米，處理受污染的河水，出水排入飲用水源水體。目前該系統(tǒng)運(yùn)行正常。

2.4 深圳市“甘坑人工濕地系統(tǒng)工程”

甘坑村位于深圳市龍崗區(qū)布吉鎮(zhèn)，隨著近幾年經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在人口和工業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，其產(chǎn)生的污染源負(fù)荷也日益增加。特別是由于該村位于甘坑水庫(kù)--平湖鎮(zhèn)飲用水源的上游，其排放的生活污水和生產(chǎn)廢水通過(guò)甘坑河直接流入甘坑水庫(kù)，嚴(yán)重影響水庫(kù)的水質(zhì)，威脅人們的身體健康。因此必須盡快處理甘坑村排放的生活污水和生產(chǎn)廢水，以改善甘坑河的水質(zhì)。

鑒于甘坑河及甘坑水庫(kù)水質(zhì)日趨惡化，且已嚴(yán)重制約了甘坑村國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，為治理污染，保護(hù)環(huán)境，從大幅度削減現(xiàn)有污染負(fù)荷著手，以騰出更多的環(huán)境容量用于甘坑村的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，深圳市環(huán)保局籌錯(cuò)建設(shè)資金，作為扶貧應(yīng)急治理甘坑河水質(zhì)。甘坑人工濕地系統(tǒng)污水處理工程處理規(guī)模為16000噸/天、所處理的水為生活污水、少量工業(yè)污水和雨水的混合水，其進(jìn)水水質(zhì)相對(duì)較好。該工程2003年7月完成施工，目前該工程運(yùn)行情況良好。

2.5 深圳市“石巖人工濕地系統(tǒng)工程”

石巖水庫(kù)是寶安區(qū)的主要飲用水源之一，隨著石巖地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大量的生活污水未經(jīng)處理直接通過(guò)石巖河干流及其黃家莊支流進(jìn)入石巖水庫(kù)，造成石巖水庫(kù)水質(zhì)日益轉(zhuǎn)差。為保護(hù)石巖水庫(kù)水質(zhì)，寶安區(qū)政府從九十年代初就開(kāi)始實(shí)施石巖地區(qū)污水截排工程，隨著工程的逐步完善，石巖地區(qū)的大量污水已通過(guò)截排工程排出，環(huán)境效益日漸明顯。但隨著石巖城市建設(shè)的迅速發(fā)展，排污管網(wǎng)建設(shè)普遍出現(xiàn)滯后現(xiàn)象；另外，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的截污經(jīng)驗(yàn)，截污效率最多只能達(dá)到80～90%，加上面源的污染，現(xiàn)在仍有部分污水流入石巖河干流及黃家莊支流并最終流入石巖水庫(kù)。因此，建設(shè)石巖河人工濕地工程，凈化石巖河水質(zhì)，對(duì)保護(hù)石巖水庫(kù)水質(zhì)極為重要。

石巖河濕地工程選址在石巖河干流進(jìn)石巖水庫(kù)入口下游的左側(cè)，黃家莊支流進(jìn)石巖水庫(kù)入口下游的右側(cè)，總占地面積為9萬(wàn)平方米，計(jì)劃將石巖河干流及黃家莊支流均納入處理，工程建成后將是全國(guó)最大的人工濕地工程。整個(gè)工程分兩期進(jìn)行，第一期處理水量為1.5萬(wàn)噸，第二期為4萬(wàn)噸，總處理水量為5.5萬(wàn)噸。石巖河人工濕地建成后，其功能不僅僅是一個(gè)污水處理設(shè)施，同時(shí)它也將是一個(gè)休閑型的生態(tài)景觀公園和環(huán)境科研教育示范基地的組成部分，因此，在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，石巖河人工濕地在取得環(huán)境效益的同時(shí)也將取得一定的社會(huì)效益。 來(lái)源：谷騰水網(wǎng)