（环境工程专业论文）人工湿地系统污水处理技术研究.pdf

四川大学工程硕士专业学位论文 人工湿地系统污水处理技术研究 环境工程专业 研究生：钱骏指导教师：曾抗美、叶宏 人工湿地系统技术处理污水是7 0 年代提出的一项低投资、低运行 费、高环境生态效益的污水处理工艺。四川省气候温和湿润，适合于 湿地植物的生长，是我国天然湿地面积较大的省份，具备开发人工湿 地和天然湿地系统处理污水工艺的优越条件。可充分利用荒坡、荒滩， 不仅治理了污染，减少治理投资，促进生态系统的怠性循环。因此， 开展人工湿地系统污水处理技术研究具有重要意义。 本论文充分利用四川省环境保护科学研究院的人工湿地污水处理 小型“实验场”等试验条件及现有的试验研究成果，开展“人工湿地 系统污水处理技术研究”。研究成果表明： “实验场”人工湿地生态系统的生物群落及种群结构是稳定的， 各处理单元的水生植物出现了由耐污性强的挺水植物向耐污性弱的沉 水植物过渡的特征。藻类亦随各处理单元污染负荷的降低，由耐污力 强的优势种裸藻及硅藻向耐污性逐渐减弱的绿藻和硅藻的部分种类过 渡。同样，水生无脊椎动物的优势种亦随污水的流程由耐污的纤毛虫、 鞭毛虫和轮虫向耐污性差的枝角类、桡足类过渡的特征，并且物种多 样性有增加的规律。 “实验场”人工湿地系统对生活污水中各种污染物的净化效果明 显，其中对c o d c ，的去除率为8 1 9 1 一8 7 2 1 ，对b o d 5 的去除率为 8 9 0 4 9 3 5 6 ，对n 4 的去除率为6 0 6 1 8 9 9 5 ，对t p 的去除率 四川大学工程硕士专业学位论文 为8 1 5 8 9 3 7 1 ，对n h 3 n 的去除率为3 6 3 9 - - - 9 0 6 6 ，对细菌总 数的去除率为8 9 9 6 9 9 5 6 ，对总大肠菌群的去除率为 9 4 5 8 9 9 6 7 。即使在气温、水温较低，多数栽培植物生长不旺的 情况下，对大多数污染物质的去除率在8 5 以上。人工湿地塘床系统 能够耐受污水流量在一定范围内的变化冲击；人工湿地处理污水系统 中各单位都起到了净化作用，各有特点，相互补充。 静态试验表明，种有植物的试验盆c o d 。降解速率比未种植物的对照盆 高，t 检验结果表明：芦苇、菖蒲及灯芯草对c o d 。的去除效果明显， 与对照盆比较具有明显的统计学意义。因此，在四川省成都地区选择 灯芯草、芦苇、菖蒲作为人工湿地污水处理工程栽培的湿地植物是适 宜的。 反应动力学研究成果表明，人工湿地系统污水的净化过程属一级 动力学反应。k 值分别为：灯芯草o 0 4 3 8 0 0 5 3 2 、芦苇：o 0 3 2 2 、菖蒲： 0 0 3 8 8 l d “) 。 关键词：人工湿地、生物群落、湿地植物、反应动力学、污水处理 四川大学工程硕士专业学位论文 s t u d yo nt h ew a s t e w a t e rt r e a t m e n tw it h c o n s t r u c t e dw e tia n ds y s t e m e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g g r a d u a t e ：q i a nj u ns u p e r v is o r ：z h e n gk a n g m e iy eh o n g a b s t r a c t ：t h ist h e s ist a k e sf u ii a d v a n t a g e o ft h e c o n d i t i o n s in c l u d i n gt h et e s t i n gg r o u n do ft h ec o n s t r u c t e d w e tia n d s y s t e m f o rw a s t e w a t e rt h a tw a s p r o v id e d b y t h e n s tit u t eo fe n vir o n m e n tp r o t e c tio n sic h u a na n dt h ec u rr e n t s t u d ya c h i e v e m e n t st oi n i t i a t eas t u d yo fc o n s t r u c t e dw e t l a n d f o rw a s t e w a t e r t h er e s u i t ss h o w e dt h a tt h eb io c e n o s isa n dt h ep o p u i a t im e s t r u c t u r eo ft e s tin gg r o u n ds y s t e mw e r es t a bie t h ew a t e r p i a n t so fe a c hu n i ts h o w e dt h et r a n s i to fe m e r s e da n ds t a n d p i a n t st h a th a v es t r o n gs o iii n gr e s is t a n c et os u n k e np l a n t s t h a th a v ew e a ks o p c il u t a n ti o a d t h e n g a l s o c i a lso fe u g i e n aa n d r e sis t a n c e f oi | o wt h ed e c r e a s eo f g a d i s h o w e dt h et r a n si to fd o m in a n t a t o mw h i c hh a v e s t r o n gs o ii i n g r e s is t a n c et os o m es p e c i e so fg r e e na i g a ew h i c hh a v ew e a k s o ii i n g r e s is t a n c e t h et e s ti n gg r o u n do ft h ec o n s t r u c t e dw e t ia n ds y s t e mh a s m u c hh i g h e ra b ii i t yt or e m o v ep o ii u t a n t sf r o mw a s t e w a t e r t h e 四川大学工程硬士专业学位论文 r e m o v a ir a t eo fc o d 。，is8 1 9 1 一8 7 2 1 ，b o d 5 t - nis6 0 6 1 一8 9 9 5 t pis8 1 5 8 一9 3 7 1 s8 9 0 4 一9 3 5 6 n h 3 - n is3 6 3 9 一9 0 6 6 。t o t a lb a c t e r ；a ic o u n tis8 9 9 6 一9 9 5 6 t o t a c 0 1 f o r mis9 4 5 8 一9 9 6 7 e v e ni nt h es i t u a t i o nt h a tl o w e r aira n dw a t e rt e m p e r a t u r ea n dm o s to ft h epia n t sw e r eie s s v i g o r o u s t h er e m o v a i r a t eo fm o s tp o ii u t a n t siss t iii h i g h e r t h a n8 5 t h ec o n s t r u c t e dw e tia n ds y s t e mc a ne n d u r et h eia s h o ft h ew a s t e w a t e rins o m ee x t e n t ，e a c hu n ito ft h ec o n s t r u c t e d w e t i a n ds y s t e mp 1 a y sa ne f f e c t i v er o i e a n de a c ho ft h e mh a s t h eiro w nc h a r a c t e r is tic 。t h e ys u p p1e m e n te a c ho t h e r t h et e s to fs t a rics t a t es h o w e dt h a tt h er e m o v ai r a t ew b es p e e du pi nt h e t e s t i n gp o tw h e r ep l a n t sg r o wo n 。t h er e s u i t s o ftt e s ts h o w e dt h a tt h er e e d c a ia m u s r u s hh a v ea p p a r e n t e f f e c t so nr e m o v i n gp o ii u t a n t s s oi t isw i s ef o rc h e n g d uo f s i c h u a np r o v in c et oc h o i c er u s h r e e d c a i a m u s a st h e c o n s t r u c t e dw e tia n d s p ia n t s t h er e s uit so fd y n a mc sr e a c t io ns h o w e dt h a tt h ep r o c e s s o fp u r i f i c a t i o nisas t a ir d y n a m i c sr e a c t l o n t h ekis0 0 4 3 8 0 0 5 3 2 ( r u s h ) 0 0 3 2 2 ( r e e d ) a n d0 0 3 8 8 ( c aia m u s ) k e yw o r d s ：c o n s t r u c t e dw e t l a n d b i o l o g i c a lc o m m u n i t y ，w e t l a n d s y s t e m ， p l a n t ， w a s t e w a t e rt r e a t m e n t r e a c t i o n 、d y n a m i c s 心川大学工程硕士专业学位论文 1 前言 1 1 立题的依据和意义 人工湿地系统技术处理污水是国际上7 0 年代提出的一项低投资、低运行 赞、高环境生态效益的污水处理工艺。三十多年来，人工湿地污水处理系统在 世界各地逐渐受到重视并被运用，由实践到理论，理论到实践，在不断的发展 和完善。 四川省气侯温和湿润，适合于湿地植物的生长，是我国天然湿地面积较大 的省份，有保护天然湿地和开发利用人工湿地系统处理污水的责任和义务，并 具备有开发人工湿地和天然湿地系统处理污水工艺的优越条件。四川省的工矿 企业不少在山坡或河边建设，丌发人工湿地系统处理污水的工程，可充分利用 荒坡、荒滩，不仅治理了污染，可减少治理投资，增加绿化面积，促进生态系 统的良性循环，具有显著的环境效益和较好的经济效益，具有广泛的推广价值。 四川省地处长江上游，治理污染，减少水土流失，保护三峡库区及长江水 质等方面具有重要地位和作用。目前，国家正加大长江上游城镇污水的治理力 度，省会城市及地市级城市正在大规模的兴建以“二级生化处理”为主的城市 污水厂和城市垃圾处理厂，对治理水污染起到了积极的作用。但在中小城镇的 生活污水处理方面却进展缓慢，究其原因，可归纳如下： 1 中小城镇人口规模小。污水量少，城市污水“二级生化”处理厂高昂的 建设费用难以筹措。 2 由于距离、地形等原因，大部分中小城镇的生活污水难以进入规划的城 市污水管网。 3 大部分中小城镇属经济欠发达地区，对于“二级生化”处理高昂的运行 赞。目前还难以接受。 鉴于此，寻找中小城镇生活污水处理途径是目前面临的主要问题。四川省 大部分中小城镇周围荒地、坡地较多，气候温和，利于采用“人工湿地系统” 处理污水工艺的推广和应用。“人工湿地系统处理污水”以其投资低、运行费用 低、因地制宜建设，不仅治理了污染，同时也具有一定的经济效益和较好的生 态环境效益，具有广阔的推广应用前景。 四川大学工程硕士专业学位论文 四川省环境保护科学研究院在四川省科学技术委员会、四川省环境保护局 和四川省保护科学研究院的支持下，成立了人工湿地研究课题组，利用有限的 科研经费，自行设计建设了3 0 m 2 的人工湿地处理污水小型“实验场”，并开展 了一系列试验研究工作。 笔者作为人工湿地课题组主要研究人员之一。从1 9 9 1 年至2 0 0 2 年参加了 人工湿地处理污水的课题研究，根据已有的试验研究基础及现有的试验研究成 果，立题开展了“人工湿地系统技术污水处理的技术研究。” 1 2 人工湿地系统处理污水的国内外研究进展 1 2 1 湿地 湿地是指那些介于陆生与水生生态系统之间的过滤地带，1 9 7 9 年美国鱼类 和野生生物部规定，在湿地中，至少有一段时问的水位达到士表或被浅水所覆 盖。被称为湿地的地区至少应具有下列三个特点之一： ( 1 ) 生长的植物主要为水生植物，或间歇生长的水生植物。 ( 2 ) 主要发育的土壤为水成土壤，长时间湿润，以致足以产生能限制地上 生长的植物种类的厌氧环境。 ( 3 ) 没有土壤的底质 8 0 8 0 总去除率8 6 2 9 8 6 3 6 9 3 7 l9 0 6 6 3 7 四川大学工程硕士专业学位论文 弋 c o d c r b o d s t nt pn 鸥一nn 0 2 - nn h 。一n 细菌总数 总大肠 d om g 1n h透明度c m 个m l 上午下午上午下午上午下午 m z l m g l m z l m g li n e 1m e ll 苗群 水定量档 1 6 2 63 5 7 09 91 9 0n i ) 8 0 8 0 ( 2 )4 0 6 3 0 52 5o 2 34 10 16 45 6 x 1 0 11 3 x 1 0 80 5 00 7 37 47 5 8 0 8 0 ( 3 )6 9 27 9 05 1o 6 l0 2 0l 0 07 47 5) 8 0 7 0 ( 4 )3 6 33 2 04 20 5 90 3 21 8 67 57 66 05 5 稳定蜡 3 4 6 1 0 6 06 005 93 30 1 67 09 4 x 1 矿3 5 1 0 5o 3 21 2 07 68 07 57 0 排水沟 2 0 8 2 3 03 9o 3 52 10 0 3 95 ，53 0 x 1o |7 9 x lo |7 67 6) 8 0 ) 8 0 l 士除牢 8 7 2 19 3 5 66 0 6 lb 1 5 86 5 6 38 9 9 69 9 6 7 表5 - 3春季污水流量为5 升时床时的各单元水质监测结果 弋 c o d c r b o o , t n t pn o , 一n n o , - - n n i t ，一n 细菌总数 总火肠 d om g 1 p t t透j 度c m 个n i l 上午 下午 上午 下午 上午下午n z l m g 1 m z lm z 1r n j z 1m g lm z 1苗群 水定量梢1 9 5 5 59 8 1 13 0 6 3 9 2 0 0 50 0 26 1 45 0 x l 旷2 4 x 1 0 77 17 t 8 8 f 二层7 5 96 2 95 6 43 1 47 17 1 ( 1j 下层9 z 45 9 05 5 63 0 17 17 1 ，i ：层7 3 43 9 i5 5 23 3 4 0 0 53 3 x 1 0 4 3 47 5 l o 2 4 1 0 77 17 i ( 2 ， 下层5 9 85 5 95 2 4 3 2 7 仝一 污床( 2 )兼( 2 )稳摊污床( 2 ) 兼( 2 )稳排 图5 11 春季n h 3 一n 逐级变化曲线 图5 12 春季细菌总数逐级变化曲线 5 5 试验结果讨论 5 5 1 人工湿地系统污水净化效果 从监测结果可看出，不论是夏季还是春季，进入系统的污水流量不论是5 升还是1 0 升，人工湿地系统对各种污染物的净化效果是明显的。 根据监测结果还可发现，人工湿地系统各单元对各种污染物基本上是逐级 去除的。即某一单元中的污染物浓度低于前一单元而高于后一单元，各单元都 起到了去除污染物的作用。对各种污染物的去除效果最突出的是一级植物床单 元，当污水运行到它的中部时，其中的污染物去除率占系统总去除率的一半以 上，它的出水( 进入兼氧池) 中的多数污染物的去除率占系统总去除率的9 0 左右。 夏季，进入人工湿地系统的污水b o o 。值低，说明可生化性较差，b o d 。c o d c r 只有0 2 2 ，即使如此，人工湿地系统对c o d c r 的总去除率仍达8 6 以上，对b o d 。 的去除率达9 0 咀上。5 升流量时，对t n 的去除率，一级植物床平均只有2 8 7 ， 系统总去除率8 6 3 6 ：对n h a n 的去除率，一级植物床为4 4 8 6 ，系统总去除 率为9 0 6 0 ；对t p 的去除率，一级植物床为6 0 5 3 ，系统总去除率为9 3 7 1 。 1 0 升流量时，对t n 的去除率，一级植物床是3 6 0 3 ，系统为6 0 6 1 ；对n h 。一n 的去除率，一级植物床是4 0 o ，系统为6 5 6 3 ；对t p 的去除率，一级植物床 为3 9 4 8 ，系统为8 1 5 8 。 6 5 4 3 2 l 0 牛o。oo。_【0辐码概景 7 6 5 4 3 z l 0 一_【日一z；niz 四川大学工程硕士专业学位论文 春季，污水的b o d 5 c o d c r 为0 5 1 左右，可生化性较好，虽然气温较低， 系统对c o d c r 的去除率仍在8 0 以上，对b o d 。的去除率达9 0 左右。5 升流量时， 对t n 的去除率，一级植物床平均为8 2 1 1 ，系统总去除率为8 6 ：8 0 ；对n h 。一n 的去除率，一级植物床为2 9 3 2 ，系统为6 1 4 6 ：对t p 的去除率，一级植物 床为2 0 2 0 ，系统为8 4 1 8 。1 0 升流量时，对t n 去除率，一级植物床为8 3 5 0 ， 系统为8 9 9 6 ；对n h ，一n 去除率，一级植物床为2 9 3 2 ，系统为3 6 3 9 ；对 t p 的去除率，一级植物床为2 1 8 ，系统为8 2 5 1 。 5 5 2 季节( 温度) 变化的影响 就整个系统看，对各种污染物的净化效果受季节变化的影响较小，但系统 内的各个单元或各个层次对某些污染物的净化效果因季节不同而有差异，进入 系统的污水中的各种污染物( n h 。一n 除外) 的浓度春季高于夏季，n h 。一n 则相反。 对t n 和t p 的去除率。夏季一级植物床对t n 的去除率小于春季的，而对于 t p 则相反。 5 5 3 植物床上、下层水质差别情况 通过对三个一级植物床中的水质监测结果进行综合分析，可以发现同一植 物床中上层与下层的各种污染物去除率( 各层平均值) 有一定的差别，不同流 量不同季节去除效果不一样，无固定趋势。比如5 升流量时，c o d c r 、t n 的两 个季节去除率多数情况下是上层小于下层；t p 在夏季去除率是上层大于下层， 而在春季则相反，是上层小于下层：b o d 。是上层大于下层。1 0 升流量时，c o d c r 、 t n 、t p 的两个季节的去除率是上层大于下层：b o d ；在夏季的去除率是上层大于 下层，在春季则是上层小于下层。对于微生物指标，都是下层大于上层的去除 率。 5 5 4 流量变化的影响 从污水流量来看，系统对多数污染物的去除率受流量变化( 5 升流量或1 0 升流量) 影响不大，显示系统的耐冲击性，只是n h 。一n 明显受影响，不论是夏 季还是春季，5 升流量时对n h ，- n 的去除率大于1 0 升流量时。 5 5 5 “人工湿地系统”的污染负荷分析 人工湿地系统中一级植物床单元对污染物的净化效率最高，其承受的污染 负荷最大。污水在一级植物床的水力停留时间平均为：5 升流量时是1 3 0 小时， 四川大学工程硕士专业学位论文 l o 升流量时是6 5 小时。水力负荷平均为：5 升流量是0 0 5 7 m 1 秆d ，l o 升流量 时是0 1 1 4 m m 2 d 。， 污水在人工湿地系统的水力停整时间，夏季为：5 升流量时是4 1 5 小时， 1 0 升流量时是2 0 7 小时；春季为：5 升流量时是4 4 5 小时，l o 升流量时是2 2 3 小时。 人工湿地系统和一级植物床在夏季和春季的污染负荷分别见表5 5 和表 5 6 。从表中可看出，在春季，无论是5 升流量，还是1 0 升流量，一级植物床 的c o d c ，和b o d 5 单位负荷高出整个人工湿地系统单位负荷的3 0 以上，t n 负荷则高出8 5 以上：在夏季，在两种流量情况下，表中4 种污染物在一级植 物床单位负荷高出整个人工湿地系统单位负荷的4 0 - 8 0 。 表5 - 5 夏季人工湿地系统污染负荷单位：m g m 2 d 泌 5 升流量l o 升流量试验面 c o d r t nt pc o d c ，b 0 mt nt p积m 2 - l - ( 1 )6 4 9 6 1 53 9 8 0 7 73 3 8 0 81 3 2 8 0 7 73 6 9 8 0 8 6 1 1 5 3 81 8 3 4 62 0 8 级 ( 2 )6 5 4 2 3 l 4 2 6 9 ，2 33 4 3 8 51 4 0 7 6 9 23 7 6 7 3 18 5 3 8 4 61 9 2 6 92 0 8 植( 3 )5 2 5 1 3 8 3 5 7 7 9 83 2 3 1 21 0 2 8 2 5 73 0 6 0 5 54 6 2 3 8 6 1 4 2 6 92 1 8 物 床 ( 4 )6 6 5 5 0 5 4 5 6 8 8 l3 2 3 1 21 3 9 0 4 5 93 5 7 7 9 8 6 2 7 5 2 31 4 4 2 22 1 8 平均6 2 3 6 2 2 4 0 9 9 2 03 3 2 0 41 2 8 8 6 2 i3 5 2 5 9 8 6 3 8 8 2 31 6 6 6 02 1 3 人：j ：泓地系统 3 9 6 7 9 6 2 9 9 4 ，0 91 8 3 1 l8 9 3 8 1 5 2 1 0 5 3 23 7 8 2 0 19 7 7 0 1 5 2 3 $ 一级植物脒污染负荷= ( 污染物初始浓度一兼氧池污染物浓度) 流量值x2 4 小时面积 人工温地系统污染负荷= ( 污染初始浓度一排水沟污染物浓度) 流量值2 4 小时面积x 4 表5 - 6 春季人工湿地系统污染负荷单位：m g m 2 d 淤 5 升流量1 0 升流量 试验 面积 c o d c ，b o d 5t nt pc o d c ，b o d 5t nt p z m ( 1 )7 7 7 9 8 1 2 7 1 2 1 11 5 0 4 0 3 81 7 7 1 21 2 3 0 5 7 76 7 6 1 5 42 6 5 2 6 9 2 1 3 0 3 82 0 8 级 ( 2 )8 3 2 7 8 8 3 9 3 5 1 91 5 0 9 2 3 11 7 8 2 71 3 1 9 4 2 37 5 0 0 0 0 2 7 0 6 9 2 32 4 2 3 l2 ，0 8 j ! 【 物 ( 3 )7 3 1 8 3 5 4 0 1 3 3 91 4 0 0 4 6 71 6 7 3 49 0 1 1 0 14 9 9 8 i 72 5 0 3 4 8 61 3 1 o l2 1 8 床 平均7 8 0 8 6 8 3 5 5 3 4 61 4 7 1 2 1 21 7 4 2 41 1 5 0 3 6 76 4 1 9 9 02 6 2 1 0 3 41 6 7 9 02 1 l 3 - i 强洲5 系统 4 7 0 3 7 4 2 5 0 i 0 5 7 7 8 6 3 29 6 7 48 5 8 0 7 84 8 9 9 2 91 4 0 8 3 3 81 8 5 2 71 2 2 8 一级植物床污染负荷= ( 污染物韧始浓度一兼氧池污染物浓度) x 流量值2 4 小时面积 人工湿地系统污染负荷= ( 污染初始浓度一捧水沟污染物浓度) 流量值x 2 4 小时面积3 4 4 匹ljj l 大学工程硕士专业学位论文 5 6 小结 1 “实验场”监测结果表明，人工湿地系统对生活污水中各种污染物的净 化效果明显，其中对c o d c 。的去除率为8 1 9 1 8 7 2 1 ，对b o d 5 的去除率为 8 9 0 4 9 3 5 6 ，对t n 的去除率为6 0 6 1 - - 8 9 9 5 ，对t p 的去除率为 8 1 5 8 9 3 7 1 ，对n h 3 n 的去除率为3 6 3 9 9 0 6 6 ，对细菌总数的去除率 为8 9 9 6 - 9 9 5 6 ，对总大肠菌群的去除率为9 4 5 8 9 9 6 7 。即使在气温、 水温较低，多数栽培植物生长不旺的情况下，对大多数污染物质的去除率在8 5 以上。 2 人工湿地塘床系统能够耐受污水流量在一定范围内的变化冲击，实验场 监测结果表明，当污水流量由5 升变为1 0 升时，系统的净化功能没有明显减弱。 在这两种流量条件下，人工湿地塘床系统对生活污水的处理效果相近，其出水 的多数污染物浓度指标可达到国家有关的地表水环境质量标准。 3 植物床中栽培的植物种类及其生长状况和种植状况的不同，对污水净化 效果有不定期的影响，多年生菖蒲植物床对污水的处理显示出一定的优势。植 物床基质中上、下层水质虽有差别，尚未发现有特定趋势。 4 人工湿地处理污水系统中备单位都起到了净化作用，各有特点，相互补 充。实验场的研究结果表明，一级植物床单元所起的作用最大，承受的污染负 荷最大，各种污染物的单位负荷高击整个实验场单位负荷的5 0 以上，但其它 单元的作用也不可忽视，系统中形成的生态结构是各单元之间互补作用的内在 因素。 四川大学工程硕士专业学位论文 6 人工湿地系统处理污水的推广应用实例 人工湿地系统处理污水具有投资低、能耗低、运行费用低、占地面积大等 特点。通过前面的研究，在四川1 地区采用人工湿地系统处理污水是可行的，具 有广阔的推广应用条件和前景。作者作为四川省环境保护科学院人工湿地课题 组主研成员之一，在该技术推广应用方面开展了大量的工作。 6 1“应用人工湿地系统处理罗江县城镇污水”工程 受四川省罗江县环境保护局的委托，于2 0 0 1 年四川省环境保护科学院完成 了“四川省罗江县人工湿地系统处理城镇污水示范工程项目建议书( 代可行性 研究报告) ”的编制。罗江县城区近期人口4 万人，远期城市总人口规模为8 万人；设计污水处理量为3 0 万m 3 d ，生活污水量为2 0 万m 3 d ，占总量的6 7 ， 生产废水约1 0 万m 3 d ，占总量的3 3 ，服务人口8 万人。 通过对“双沟氧化沟工艺”、“c a s t 工艺”和“人工湿地系统处理工艺” 的综合分析比较，最终推荐采用“人工湿地系统处理工艺”，其设计工程内容包 括河滩整治、泥沙整治、湿地生态系统、湿地系统的种植以及园林式设计等。 设计中充分利用罗江城下游的河难地，不仅处理了城镇污水，同时把它建设成 面积达3 0 公顷的湿地公园：设计出水水质优于( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 污水综合排放 一级标准，大部分设计水质指标可达( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) 地表水环境质量v 类水 域标准耍求。有关设计的技术经济指标如下： 1 处理规模：3 万m 3 ，d 2 总投资：2 6 0 0 万元 3 总占地面积：4 5 0 亩 4 占地面积：1 5 0 亩万m 3 5 定员：2 0 人 6 电耗：1 0 0 4 9 万度，年，0 0 9 度m 3 污水 7 干污泥量：2 7 妇 8 单位运行费：0 0 9 7 元，m 3 污水 9 处理成本：0 1 7 元，m 3 污水 污水处理厂工艺流程图如下： 四j i l 大学工程硕士专业学位论文 污水 卤 函i 污水提升垂l 亭 军 团商 j r 人工湿地塘床处理系统 ( t t l2 0 个子系统组成1 l 儿水 前处理 图6 1人工湿地系统处理罗江县城镇污水工艺流程 6 2 “应用人工湿地系统技术处理白岩煤矿污水”工程 受建设单位的委托，四川省环科院人工湿地课题组承担了“白岩煤矿应用 人工湿地系统技术治理煤矿污水的工程设计和施工”。白岩煤矿位于黔江石柱县 西沱镇附近，长江三峡库区，属亚热带湿润气候，该矿拥有职工、家属一千多 人，年产原煤十万吨。其产生的矿坑污水属酸性，p h = 5 6 ，且含较高的硫酸根 离子( s 0 4 2 = 3 5 0 m g 1 ) ，产生量约1 5 0 , - 6 0 0 m s d ；另外，该矿还产生约4 0 0 m 3 d 的生活污水。该矿排放的生产和生活废水污染了小溪沟下游段农民的生活用水， 属当地限期治理项目。污水治理工程设计建设规模为1 0 0 0 m 3 d ，工程占地o 3 公顷，投资2 2 3 万元。在设计中，科学地利用了当地的地形地貌，并与矿区交 通、绿化等总体布局相结合，既治理了矿区污水i 又美化了环境，得到了同行 专家、当地民众及有关单位的好评。白岩煤矿污水处理工艺流程见下图。 四川大学工程硕士专业学位论文 盟 出水 图6 2 人工湿地系统处理白岩煤矿污水工艺流程 6 3 “成都市活水公园净水工艺”工程 由四川省环境科学研究院人工湿地课题组承担设计和施工的“成都市活水 公园净水工艺工程”，是将人工湿地系统技术处理污水纳入城市风景园林造园艺 术的典范，不仅净化了污水，同时又美化了环境，做到了“用绿叶鲜花装饰大 地，把清水活鱼送还自然”的治理人为污染水体的目标。 6 3 1 “活水公园”人工湿地处理污水系统工艺流程 进入活水公园人工混地塘床系统的水取自被污染的水体府河( 府河水 质低于国家地表水环境质量标准g b 3 8 3 8 - 2 0 0 2 中的v 类水域水质标准，用潜水 泵经两条路经把府河水抽入厌氧沉淀池，其中一条是通过管道直接进入厌氧沉 四川大学工程硕士专业学位论文 淀池底部，另一条是通过人造瀑布进入厌氧沉淀池，由阀门调控；在厌氧沉淀 池使水中大部分悬浮物沉入池底或浮于池面而与水分离，部分可溶性的有机污 染物分解为较简单的有机物和无机物；从厌氧沉淀池出来的水经水流雕塑i ( f l o w f o m mi ) 曝气后流入兼氧池，水中的污染物在兼氧池中经兼氧微生物 进一步降解后，分两路分别流入植物塘( i 卜一床( i ) 一塘( i i i 卜一床( i x ) 一 塘( v ) 和植物塘1 l 一床v 一塘一床x 一塘两套并行的植物塘、植物床群 处理系统( 分别简称塘i 子系统和塘i i 子系统) ，污染物质在系统中经吸附过滤 作用、氧化还原作用、微生物分解作用变为可供植物或动物吸收的营养成分， 供动、植物生长繁殖。 生长繁殖的动、植物可供游人观赏，收获的产品可作肥料、饲料、工业原 料或进入商品市场：从塘v 、塘流出的水分别经f l o w f o r m s i i 、i i i 曝气充氧 后集中经f l o w f o r m s l v 流入鱼塘i 。为确保水中溶解氧能满足鱼类生长的需要， 设簧2 台回流泵，使鱼塘i 中的一部分水分别回流入植物塘v 、，经f l o w f o r m s i i 、i i i 、进一步曝气充氧：鱼塘i 的出水经卵石渗滤池i 流入鱼塘；鱼塘 i i 出水经卵石渗滤池i i ，流入鱼塘i 。在鱼塘i 、i i 、i i i 放养了观赏鱼类，如 锦鲤、金鱼等供游人观赏。鱼塘i 出水经渗滤池i i i 流入自然水沟i ，自然水沟 i 的出水部分可用作公园的绿化用水和景观用水，其余自流入戏水池；戏水池 出水经自然水沟流入府河。成都市活水公园人工湿地塘床系统工艺流程见图 6 3 。 四川大学工程硕士专业学位论文 注l “ 5o 四川大学工程硕士专业学位论文 6 3 2 建设规模及有关设计参数 建设规模及有关设计参数见表6 - 1 。 表6 - 1成都市活水公园人工湿地塘床系统有关参数 水面面积水深c m基质层厚腹 水容量水面标商 单元 m 最深平均 c n lm 。 厌氧池 1 1 38 5 06 1 7 6 9 75 0 5 o o 兼氧池 3 51 8 01 7 0 5 95 0 3 3 0 植物塘i1 0 0 1 4 01 3 01 3 05 0 2 3 0 植物床i6 0 9 0 2 25 0 2 o o 植物床i i 5 09 0 1 85 0 2 0 0 植物床i i i 5 09 0 1 85 0 2 0 0 塘 植物床7 0 9 0 2 s5 0 2 0 0 i 植物塘i i i1 1 01 4 01 3 0 1 4 35 0 i 3 0 子 系 植物床8 0 9 02 95 0 1 0 0 统 植物床1 4 0 9 05 05 0 1 0 0 植物床1 1 09 0 4 05 0 1 0 0 植物床4 09 0 1 45 0 1 0 0 植物塘v9 0 1 2 01 1 09 95 0 0 3 0 合计9 0 05 8 8 植物塘i i7 01 4 0 1 3 09 i5 0 2 3 0 植物床v9 09 0 3 25 0 2 0 0 塘 植物塘6 01 4 01 3 07 85 0 1 3 0 i i 植物床x8 09 02 95 0 1 0 0 子 系 植物床 1 1 09 04 05 0 1 0 0 统 植物床7 09 0 2 55 0 i o o 植物塘 1 0 01 2 01 1 01 1 05 0 0 3 0 台计5 8 04 0 5 鱼塘i2 6 01 4 08 52 2 14 9 9 | 3 0 鱼塘i 【1 5 0 1 2 07 01 0 5 4 9 8 9 0 鱼塘i i i9 01 2 07 05 64 9 8 8 0 渗滤池i2 1 渗滤池i i21 渗滤池