人工湿地在工业园区污水厂尾水处理中的工程应用

北极星环保网讯:针对工业园区污水处理厂出水中有机污染物、氮、磷等超标问题，采用“水平潜流+表面流”复合人工湿地工艺，对污水处理厂尾水进行深度净化。运行结果表明:湿地系统净化效果良好，运行稳定，对SS、COD、BOD5、TN、NO－3－N、NH3－N和TP平均去除率分别为58.3%、35.7%、47.4%、52.8%、65.4%、52.6%和53.6%，出水水质指标(除SS外)达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。该工程具有显著的生态效益和社会效益。

人工湿地是20世纪70年代兴起的一种污水生态净化技术，即经过人工设计和工程强化，由基质、植物、微生物、动物和水体组成的模拟天然湿地的一种复合体。它具有适用范围广、去除效果好、基建和运行费用低、操作简单、易于管理维护和生态效益显著等优点。

人工湿地处理技术常用于不同类型污水的生态净化处理，如生活污水、工业废水、农业废水、景观水体、污染河水及污水处理厂二级出水等，尤其是对工业园区内污水处理厂尾水的深度净化，不仅具有进一步地净化作用，同时也改善了工业园区内的生态景观，实现了污水厂尾水的再生利用和生态修复的双重效果。因此，人工湿地是提升我国工业园区污水厂尾水水质的首选生态处理工艺之一。

由于北方缺水城市工业园区普遍存在的水资源短缺与水环境质量恶化问题，对工业区污水处理厂排水进行深度处理和利用势在必行。

对以污水厂出水为代表的非常规水源的生态应用、排水系统调控、城市湖库与河道生态景观水体建设及景观水质改善、水环境承载力提升等多方面的实际需求，将水污染物削减、水环境质量改善和水生态修复作为一个整体系统加以考虑。采用投资省、水循环利用效率高、生态效益好的人工湿地处理工艺，开展以污水厂出水为主要生态用水水源的滨海城市健康水系构建与维护技术体系研究，以期为工业园区污水处理厂尾水再生利用和景观水体构建提供技术支撑和工程示范。

1工程设计

1.1设计处理规模

建设项目位于华北某干旱缺水城市某工业园区，在园区内建设有污水处理厂和再生水厂。为保障污水厂和再生水厂出水水质，采用人工湿地系统对其进行深度生态净化，其出水最终用于园区景观用水，实现水资源的再生利用。该人工湿地进水为工业园区污水处理厂出水和再生水厂反渗透浓水尾水，其中，污水处理厂出水水量为11000m3/d，再生水厂尾水水量为6500m3/d。人工湿地的设计处理规模为17500m3/d。

1.2设计水质

湿地系统进水主要是工业园区污水处理厂出水和再生水厂尾水的混合污水。根据相关材料，污水处理厂出水主要污染指标ρ(COD)、ρ(BOD5)、ρ(NH3－N)、ρ(TP)、ρ(SS)和pH分别为60，20，15，1，20mg/L和6～9;再生水厂尾水主要污染指标ρ(COD)、ρ(BOD5)、ρ(NH3－N)、ρ(TP)、ρ(SS)和pH分别为180，60，30，3，60mg/L和6～9。

设计进水水质根据两部分来水水质、水量进行分析计算并结合现场监测分析确定，湿地系统出水水质参照GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准考虑。人工湿地系统的设计进、出水主要污染指标见表1。

表 1 设计进出水水质

1.3工艺流程

本工程污水处理厂出水和再生水厂尾水经湿地系统强化处理后主要用于城市景观用水。因此，选择方案在考虑湿地处理效能的同时需兼顾区域景观规划要求，使湿地建设与景观构建、生态恢复相协调。

考虑到渗滤型湿地对土壤渗滤速度和地下水位要求较高，鉴于预选场址土壤渗滤速度极差、地下水位接近地表面，满足不了渗滤型湿地最低要求。

因此，不宜选择渗滤型湿地工艺。而北方城市冬季冰冻频繁，表面流人工湿地的水流暴露于大气，水流在表层，过多的利用表面流人工湿地容易造成冰冻，使内部与大气隔绝影响氧气的溶解，不利于冬季湿地的运行;而潜流人工湿地位于地面下层，冬季时可保持水层温度，水体对流、蒸发的热损失较少。

故本工程选择处理效果有保障、投资省、运行费用低、易操作的“潜流+表面流”复合型湿地，达到水体景观与水质净化双重目的。

湿地系统的设计平面图和断面图分别如图1和图2所示。

图 1 复合人工湿地平面布置

图 2 复合人工湿地断面示意

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