我国尾水型人工湿地发展现状

②塘–床组合工艺

主要以塘系统和潜流湿地作为工艺单元，其核心是潜流湿地，在实际工程应用中，按照水体流态和进出水方式，常采用的有单级垂直流、多级垂直流、垂直流–水平流串联组合、水平流–垂直流串联组合、下向流–上向流串联组合的垂直流、垂直流与水平流耦合的复合流、潮汐流等。相比塘–表系统，塘–床工艺处理负荷高、占地面积小、处理效果好，但也存在工程造价高、景观效果较弱、床体易堵塞等问题。

③(塘)–床–表组合工艺

主要以塘系统、潜流湿地和表流湿地作为工艺单元，其中，稳定塘单元根据项目具体情况可以选择设置或不设置，不设置时尾水直接进入潜流湿地单元，相比塘–床工艺，其主要特点保持一致，只是在后端增加了表流湿地单元，更有利于形成局部景观水体或场地水轴，增加工程的景观效果。

④强化预处理组合工艺

主要是在塘、床、表等生态工艺前端，采用人工强化单元，对尾水水质水量带来的冲击负荷进行削减，以减小后续生态单元的处理负荷，如采用接触氧化法、混凝沉淀法等。该工艺由于主要通过预处理单元去除污染负荷，因此，适用于对湿地景观要求高的项目，或有多种进水水源混合的项目，如进水中不仅有尾水、还有河道水等，以应对进水水质水量波动。

3.3 案例分析

3.3.1塘–表组合工艺案例

洪泽污水厂尾水人工湿地分为南线和北线两个工程，其中南线工程占地108hm²，设计处理规模为4万m³/d，北线工程占地152hm²，设计处理规模为6万m³/d。设计进水水质为一级B标准，设计出水水质中COD达到地表水III类水质标准、BOD₅和TP达到地表水V类水质标准，NH3-N和TN达到一级A标准。出水回用于周边农业灌溉、河道生态环境补水、城市杂用水、林地浇灌用水等，多余部分排入淮河入海水道。主要工艺流程见图3。

该湿地工艺可以归为“塘–表”工艺，各工艺单元结合景观打造成仿自然型，主要设计参数如下：①曝气蓄水塘：占地面积为22.4hm²，水深4m，其中南、北两线工程面积分别为10.4hm²、12hm²，水力停留时间分别为8d、10d。②兼性塘：占地面积为17.5万m²，水深4.5m，水力停留时间均为8d，其中南、北两线工程面积分别为7hm²、10.5hm²。③表流湿地：占地面积为83.6hm²，其中南、北两线工程面积分别为44.3hm²、39.3hm²，水力负荷分别为0.27m³/(m2·d)和0.14m3/(m2·d)。

该工程总投资为3932万元，单位水量工程投资为393元/(m³·d-1)，单位面积工程投资为15元/m²，项目运行费用为0.05元/m³(以2010年经济发展水平计)。

3.3.2强化处理型塘–表工艺案例

临安污水处理厂尾水人工湿地占地13.7hm²，设计处理规模为6万m³/d。设计进水水质为一级B标准，出水水质达到地表水III类水质标准，出水排入青山湖。主要工艺流程见图4。

该湿地系统的核心流程可以归为“塘–表”工艺，各工艺单元为钢筋混凝土结构，属于强化型塘–表工艺，各单元主要设计参数如下：①稳定塘兼沉淀池：占地面积为0.6hm²，水力停留时间为2h，分两组并联，每组又分两个池串联运行，前池为氧化塘，塘中固定生物膜填料，上覆浮动湿地，强化接种氮循环微生物，微曝气;后池为漂浮植物兼沉淀池。②脱毒滤床：占地面积为0.15hm²，水力停留时间为1h，通过不同类型的植物来吸收污水中的重金属、氮磷营养盐以及有机物。③串联式多级运行池塘：占地面积为3hm2，水力停留时间为12h，通过布置生态浮床来强化污染物的去除。④迴转式多级串联生态廊道：占地面积约为9hm²，水力停留时间为18h，塘中种植大量大型挺水植物，结构与表面流人工湿地类似。⑤砂石植物滤床：占地面积约为0.6hm²，分四组并联运行，每组双池串联，水力停留时间为2h，主要滤除出水中带入的植物碎屑，并通过微生物作用将其分解。

该工程总投资为1.3亿元，单位水量工程投资为2167元/(m³·d-1)，单位面积工程投资为949元/m²，项目运行费用低于0.1元/m³(以2008年经济发展水平计)。

3.3.3 塘-床组合工艺案例

深圳龙华污水厂尾水人工湿地占地4.3hm²，设计处理规模为2万m³/d。设计进水水质为一级A标准，出水水质达到地表水III类水质标准，出水排入观澜河。主要工艺流程见图5。

各单元主要设计参数如下：①态氧化池：总容积为2820m³，有效容积1680m³，水力停留时间2.0h，曝气气水比3:1。②生态砾石床：有效容积为1500m³，有效深度2.5m，水力停留时间1.8h，采用活性钙填料和特殊填料，上层覆盖通气性土壤，种植草皮。③垂直流湿地：分为10个独立单元，总占地面积为3.1hm²，水力负荷为0.64m³/m²·d。

该工程总投资为3935万元，单位水量工程投资为1968元/(m3·d-1)，单位面积工程投资为915元/m²，项目运行费用为0.2元/m³(以2007年社会发展水平计)。该项目通过委托第三方运营，已稳定运行超10年，处理效果良好。

3.3.4(塘)–床–表组合工艺案例

慈溪市域污水处理一期工程尾水人工湿地分为东部和北部两个工程，占地面积分别为10.2hm²、18.5hm²，设计处理水量分别为5万m³/d、10万m³/d。设计进水水质为一级B标准，出水水质达到一级A标准。主要工艺流程见图6。

以北部湿地工程为例，各单元主要设计参数如下：①多级植物碎石床：分为12组，每组6座，共72座，总占地面积6hm²，水力负荷为1.65m³/m²·d，碎石粒径为25～30mm。②表流湿地：共12座，总占地面积4.6hm²，水力负荷为2.17m³/(m²·d)。③生态塘：共12座，总占地面积为2.4hm²，有效容积为35280m³，水力负荷为4.25m³/(m²·d)。④强化生物滤床：分为12组，每组4座，共48座，总占地面积为3.2hm²，水力负荷为3.16m³/(m2·d)，碎石粒径为15～20mm。

该工程总投资为4463万元，单位水量工程投资为298元/(m³·d-1)，单位面积工程投资为156元/m²，项目运行费用为0.01元/m³(以2004年经济发展水平计)。

3.3.5强化预处理组合工艺案例

深圳茅洲河燕川湿地占地5.5hm²，设计处理规模为1.4万m³/d。设计进水水质为一级B标准，出水水质达到IV类水质标准，出水排入茅洲河。主要工艺流程见图7。

各单元主要设计参数如下：①生态氧化池：总容积为1360m³，有效容积为1190m³，水力停留时间为2h。②高效沉淀池：分为反应区和沉淀区，容积分别为146.6m³和762m³，设置3台隔膜泵(2用1备)回流污泥，以增强混凝效果。③垂直流湿地：分为16个独立单元，总占地面积为1.77hm²，水力负荷为0.79m³/(m²·d)，水力停留时间为0.74d，填料层厚度为1.3m，主要采用砂石填料。④表流湿地：占地面积为1.6hm²，水深为0.5m，底坡为0.1%。

该工程总投资为8889万元，单位水量工程投资为6349元/(m³·d-1)，单位面积工程投资为1616元/m²，项目运行费用为0.62元/m³(以2017年社会发展水平计)。

04 结语

①人工湿地在水环境治理中大有可为

水处理型人工湿地在我国的应用日益广泛，而尾水型人工湿地则是重要的应用领域。我国的尾水型人工湿地有不同的工艺类型、技术流派，呈现百花齐放的局面。

②最大化发挥人工湿地的综合效益

随着我国对生态文明建设的日益重视，如何将人工湿地设计为仿自然型，发挥人工湿地的景观、生态效果，是尾水型人工湿地设计和实践过程中需要重点考虑的问题。

③因地制宜采用各类工艺

在用地紧张或气候寒冷的地区，可主要采用强化型塘–表工艺、强化预处理型工艺、以潜流湿地床为主的工艺，但要注意其投资往往较高。在用地比较宽裕、景观要求高的地区，可采用以塘、表单元为主的工艺，以最大化湿地的自然生态效果。

④加强人工湿地建成后的效果评估

由于我国幅员辽阔，而人工湿地工艺处于自然开敞的环境，因此，一方面急需要对已建湿地工程的处理效果进行后评估，以进一步总结经验教训，指导后续尾水型人工湿地的设计和实践;另一方面，由于很难在统一的衡量基准上进行数据的横向对比和分析，应建立耦合各种自然工况条件的定量化评估模型。

⑤从全寿命周期的角度考虑湿地的建设和运营

随着新型投融资建设模式如EPC、PPP等在水环境治理项目中的采用，如何统筹考虑人工湿地的设计、建设、运营，最大化其全生命周期的综合效益，是值得认真总结和思考的问题。同时，建议采用第三方托管等形式，确保人工湿地的长期稳定达标运行，充分发挥湿地效益。

延伸阅读：

浙江省城镇污水处理厂尾水人工湿地深度提标研究