植物碎石床濕地技術(shù)在云南省玉溪市星云湖撫仙湖出流改道工程中的應(yīng)用

1、    植物碎石床濕地技術(shù)在云南省玉溪市星云湖撫仙湖出流改道工程中的應(yīng)用    李超【摘 要】本文介紹了植物碎石床濕地處理低污染污水的工藝流程、參數(shù)確定、植物篩選等的方法及應(yīng)用，為處理水量不大、水質(zhì)變化不很大、管理水平不很高的低污染污水探索了一種科學(xué)有效的方法。【關(guān)鍵詞】植物碎石床濕地技術(shù)；出流改道；應(yīng)用0.前言星云湖與撫仙湖為云南省九大高原湖泊中的二個(gè)姐妹湖，二湖與隔河相連，現(xiàn)狀為>類水質(zhì)的星云湖水流入基本為i類水質(zhì)的撫仙湖，使具有“納污吐清”特性、湖水更換周期達(dá)167年的撫仙湖受到嚴(yán)重的威脅。為了盡早扭轉(zhuǎn)這一趨勢，云南省決定實(shí)施撫仙湖、星云湖綜

2、合治理出流改道工程。1.人工濕地的工藝流程及主要設(shè)計(jì)參數(shù)1.1試驗(yàn)工程1.1.1地點(diǎn)和目的試驗(yàn)地點(diǎn)選在星云湖邊，直接對星云湖出流湖水進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果不但對工程的設(shè)計(jì)有直接的指導(dǎo)意義，而且有很高的科學(xué)參考價(jià)值。本試驗(yàn)選在星云湖南岸江川縣路居鎮(zhèn)大凹村湖邊，距星云湖500米。本項(xiàng)目試驗(yàn)不但為工程上馬提供設(shè)計(jì)參數(shù)，還將為以后工程的運(yùn)行提供管理維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。1.1.2試驗(yàn)工藝流程及主要設(shè)計(jì)參數(shù)（以1000m3/d為例）（1）工藝流程。星云湖水高等水生維菅束植物凈化池除藻池一級水生物塘一級植物碎石床二級水生物塘二級植物碎石床植物砂濾池出水（2）設(shè)計(jì)主要參數(shù)。進(jìn)水水量：1000m3/d。進(jìn)水水質(zhì)：星云湖水體平

3、均濃度codmn7.13mg/l；bod54.15mg/l；葉綠素a48.61mg/m3；tn4.602mg/l；tp0.257mg/l；非離子氨0.060mg/l。主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)（單位：米）。a.一級水生物塘： （20.6+18.2）/2×7.5=145.5m2。b.第一級植物碎石床： （17.9+14.6）/2×19.3=313.6m2。c.二級水生物塘： （13.5+14.05）/2×9.2=125.1m2。d.第二級植物碎石床： （14.01+12.55+16.85）/3×24.1=348.7m2。e.植物砂濾池： （16.75+16.9）/

4、2×8.9=149.7m2。ae的面積： 1082.6m2。水力停留時(shí)間。a.一級水生物塘 5.59小時(shí)。b.第一級植物碎石床 1.81小時(shí)。c.二水生物塘 5.71小時(shí)。d.第二級植物碎石床 1.77小時(shí)。e.植物砂濾池 0.25小時(shí)。ae的停留時(shí)間： 15.13小時(shí)。（3）布水。流程各單元均采用平行布水，各單元之間進(jìn)出水采用上進(jìn)下出或下進(jìn)上出方式。1.1.3生態(tài)工程植物品種的選擇生態(tài)工程的植物品種主要選擇適合當(dāng)?shù)貤l件的高等維管束植物。（1）一級水生物塘。考慮到以后出流水水質(zhì)凈化工程植物對環(huán)境的適應(yīng)性，如水質(zhì)、氣溫等生境條件。故一級水生物塘選用星云湖中的鳳眼蓮。（2）第一級植物碎石

5、床?？紤]到植物碎石床是本環(huán)境工程（即出流水水質(zhì)凈化工程）重要部分，同時(shí)此部分不在湖里和湖邊帶，故選用目前國內(nèi)外人工濕地優(yōu)良品種。經(jīng)過近三年的篩選，主要植物為：蘆葦、傘草、野姜花、風(fēng)車草、菖蒲。（3）二級水生物塘。鳳眼蓮、大薸。（4）第二級植物碎石床。蘆葦、傘草、美人蕉、馬蹄蓮、花葉蘆荻。（5）植物砂濾池。蘆葦、花葉蘆荻。1.1.4試驗(yàn)結(jié)果本試驗(yàn)工程2001年9月5日建成栽種植物，經(jīng)運(yùn)行40個(gè)多月。40個(gè)月的運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果說明，經(jīng)本試驗(yàn)工程處理后的星云湖出水水質(zhì)能夠改善達(dá)到地表水iii類水水質(zhì)要求。結(jié)果見表21。由表可見試驗(yàn)濕地連續(xù)運(yùn)行3年多的處理效果是很穩(wěn)定的。1.1.5現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果及在出流改道

6、工程中的可適性分析從現(xiàn)場1000m3/d模擬試驗(yàn)測試結(jié)果（表21）可以看出：（1）采用本生態(tài)凈化工藝，星云湖湖水出流水能達(dá)到地表水iii類水標(biāo)準(zhǔn)。（2）本試驗(yàn)工藝除藻和去除葉綠素a效果好，去除率達(dá)99.87%和98.45%，成本又很低，不需耗能和不采用其它理化措施。（3）非離子氨的去除能力也高，可達(dá)93.33%。（4）bod5去除率可達(dá)60.84%，codmn去除率相對較低為：34.87%。（5）tp去除率可達(dá)68.83%，tn去除率達(dá)到50.0%，nh3-n去除率54.13%。（6）鳳眼蓮、大薸、蘆葦、傘草、野姜花、花葉蘆荻、美人蕉、風(fēng)車草、馬蹄蓮比較適合本試驗(yàn)生長環(huán)境。若采用本模擬示范試驗(yàn)

7、的人工植物碎石床工藝及在星云湖出流前用挺水植物凈化處理，凈化1m3水僅需1.0平方米面積，水力停留時(shí)間小于24小時(shí)，就能夠達(dá)到撫仙湖、星云湖出流改道工程中星云湖出流水iii類水水質(zhì)要求。由于1000m3/d現(xiàn)場示范的條件和出流改道20萬m3/d人工濕地條件基本相同，所以現(xiàn)場試驗(yàn)成果應(yīng)該能夠適應(yīng)出流改道工程中的人工濕地。表21出流水污染控制環(huán)境工程現(xiàn)場示范試驗(yàn)結(jié)果表（1000m3/d）1.2人工濕地工程1.2.1挺水植物帶工藝設(shè)計(jì)挺水植物帶成u字型，占地總面積68.9畝，其中植物種植面積為54.2畝，沉砂區(qū)面積7.2畝，植物采用星云湖類蘆葦。1.2.2一期人工濕地工藝設(shè)計(jì)人工濕地及砂濾池的運(yùn)行水

8、位控制在有效水深1.5m；一級生物塘水深不低于2.0m；二級生物塘的運(yùn)行水位控制在有效水深2.0m。第一期人工濕地占地面積為193.9畝，由處理系統(tǒng)1至處理系統(tǒng)4組成，含18個(gè)子系統(tǒng)。（1）各子系統(tǒng)流程。第一級植物碎石床第二級植物碎石床第二級水生物塘第三級植物碎石床砂濾池。（2）進(jìn)水布水方式。一、二級人工濕地碎石床進(jìn)出水采用穿孔管布水，從上部進(jìn)水，從下部出水；二級生物塘采用“下上下”進(jìn)出水方式；砂濾池采用上進(jìn)下出方式布水，在頂部設(shè)置進(jìn)水管均勻布水。（3）設(shè)計(jì)坡度。一、二級人工濕地碎石床設(shè)計(jì)底坡度0.3%0.5%，設(shè)計(jì)水面坡度0.1%0.2%；二級生物塘設(shè)計(jì)底坡0.30.5，設(shè)計(jì)水面坡度0.1%

9、0.2%；砂濾池設(shè)計(jì)底坡度0.2%0.3%。（4）工藝尺寸。第一級人工濕地碎石床：35m×36m×1.5m，設(shè)計(jì)深度1.5m（內(nèi)填碎石）。第二級人工濕地碎石床：35m×35m×1.5m，設(shè)計(jì)深度1.5m（內(nèi)填碎石）。第二級植物塘：35m×32m×2.0m；設(shè)計(jì)深度2.0m。第三級人工濕地碎石床：35m×53m×1.5m，設(shè)計(jì)深度1.5m（內(nèi)填碎石）。砂濾池：35m×18.5m×1.5m，設(shè)計(jì)深度1.5m（內(nèi)填砂）。1.2.3人工濕地水力負(fù)荷設(shè)計(jì)（1）水力停留時(shí)間：19.3h；其中第一級生物塘：5

10、.8h第一級植物碎石床：1.7h；第二級植物碎石床：1.7h；第二級生物塘：7.7h； 第三級植物碎石床：2.44h。（2）水力負(fù)荷：0.81.0m3/m2.d。1.2.4植物設(shè)計(jì)（一期）（1）植物品種設(shè)計(jì)。植物品種設(shè)計(jì)采用與實(shí)驗(yàn)相同的方案，主要品種有：鳳眼蓮、蘆葦、傘草、野姜花、風(fēng)車草、菖蒲、大薸、美人蕉、馬蹄蓮、花葉蘆荻等。（2）植物栽種規(guī)格。1）植物碎石床：10棵/m2；2行/m2，每行5棵。2）水生物塘：50棵/m2。1.2.5人工濕地施工及初期運(yùn)行人工濕地于2005年12月開始建設(shè)，2008年10月主遂洞貫通可通水進(jìn)行濕地植物的移栽，通過近一年的植被養(yǎng)護(hù)，環(huán)保部門對人工濕地出流水檢測結(jié)果為除tn、tp稍超標(biāo)外，其他指標(biāo)均達(dá)到地表水iii類水標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)指標(biāo)tn、tp超標(biāo)主要因?yàn)檫M(jìn)水量可能偏大（大于設(shè)計(jì)進(jìn)水量1.16m3/s）及濕地植被生長不均和生長量未達(dá)到設(shè)計(jì)生長量。2.結(jié)束語人工濕地污水處理系統(tǒng)是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：建造和運(yùn)行費(fèi)用便宜；易于維護(hù)，技術(shù)含量低；可進(jìn)行有效可靠的低污染廢水處理；可提供和間接提供效