高效復合垂直流人工濕地系統水質(zhì)凈化技術(shù)

工藝原理　

人工濕地系統水質(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，當污水通過(guò)系統時(shí)，其中的污染物質(zhì)和營(yíng)養物質(zhì)被系統吸收、轉化或分解，從而使水質(zhì)得到凈化。

方法特點(diǎn)

人工濕地系統具有建造成本較低、運行成本很低、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�濕地系統水質(zhì)凈化技術(shù)”是深圳市環(huán)境科學(xué)研究所與德國和奧地利有關(guān)研究機構合作開(kāi)發(fā)的一種濕地水質(zhì)凈化技術(shù)，具有獨特的結構和水流模式，其占地面積相對較小、出水水質(zhì)更好，并能長(cháng)期穩定運行的濕地技術(shù)。

適用范圍

經(jīng)過(guò)人工濕地系統系統處理后的出水水質(zhì)可以達到地面水水質(zhì)標準，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(guān)用水保護，處理后的水可以直接排入飲用水源或景觀(guān)用水的湖泊、水庫或河流中。因此特別適合處理飲用水源或景觀(guān)用水區附近的生活污水或直接對受污染水體的水進(jìn)行處理，或者為這些水體提供清潔的水源補充。

基建與運行費用

基建費用與很多因素有關(guān)：地形特征、地質(zhì)結構、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(guān)要求等等因素有關(guān)。因而根據情況的不同有很大差異，但比常規二級污水處理廠(chǎng)投資低。人工濕地系統運行費用特別低，如果僅以電費計，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)有此項費用），另外需要工人進(jìn)行相對簡(jiǎn)單的操作和維護管理。

處理效果

出水水質(zhì)可以因進(jìn)水水質(zhì)或停留時(shí)間的不同達到地面水水質(zhì)標準(GB3838-88)II至V類(lèi)標準或污水排放一或二級標準。系統可以根據進(jìn)水水質(zhì)狀況和出水水質(zhì)要求進(jìn)行設計，但出水水質(zhì)要求越高，則占地面積越大。

研究與應用成果介紹

1. 研究工作

1996.9—1999.9深圳市環(huán)境科學(xué)研究所參與了一項歐盟與中國合作的國際合作研究，此項目為歐盟科學(xué)，研究與發(fā)展部主管的“與第三世界國家和國際組織合作”項目，即“熱帶和亞熱帶區域水質(zhì)改善、回用與水生態(tài)系重建的生物工藝學(xué)對策研究”（項目編號ERBIC18CT960059），合作研究單位包括德國科隆大學(xué)、德國波恩應用湖沼學(xué)事務(wù)所、奧地利維也納農業(yè)大學(xué)、中國科學(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日國家科委發(fā)文(國科外字[1996]076號)通報了這一項目。該課題研究的主導思想是利用能耗低、運行費用低的人工濕地系統和生態(tài)學(xué)方法凈化污水，應用于飲用水和景觀(guān)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點(diǎn)，修建了小試和中試試驗工程，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)上和系統的運行管理上積累了很多寶貴的經(jīng)驗。對嚴重受污染的超過(guò)地面水標準GB3838-88 V類(lèi)標準的水經(jīng)系統處理后，出水可達到III類(lèi)標準。這項研究2000年8月通過(guò)了由中國科學(xué)院組織的成果鑒定，在由中國科學(xué)院副院長(cháng)主持和有四位院士參加的鑒定會(huì )上，該成果被鑒定為國際領(lǐng)先水平。

工程實(shí)例

2.1. 洪湖人工濕地系統水質(zhì)凈化工程（為“國家重點(diǎn)環(huán)境保護實(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)始設計和修建了“洪湖人工濕地系統水質(zhì)凈化工程”，系統設計規模為1000噸/天，人工濕地植物池占地面積2400平方米。此項目是為實(shí)現深圳市環(huán)境“雙達標”任務(wù)的污染治理工程， 受到市政府和市環(huán)保局各級領(lǐng)導的高度重視。洪湖冬季嚴重缺水，缺水量全部由周邊的生活污水作為水量補充，因此長(cháng)期以來(lái)洪湖水質(zhì)一直不能達到景觀(guān)用水標準。此項目宗旨是將高效垂直流人工濕地系統水質(zhì)凈化技術(shù)應用到洪湖的污染治理，從布吉河取水經(jīng)系統凈化后為洪湖補充清潔水量，同時(shí)截去洪湖周邊的污水排入，從而達到改善洪湖水質(zhì)的目的。此項工程1999年9月建成，出水水質(zhì)優(yōu)于景觀(guān)用水標準，可補充洪湖公園湖面的蒸發(fā)水量，并用于澆灌公園草地，緩解了洪湖冬季嚴重缺水的問(wèn)題，可停止使用沿湖的污水作水源補充，達到逐步改善洪湖水質(zhì)的目的。該系統運行近三年來(lái)未出現故障，2002年被國家環(huán)�？偩衷u為“國家重點(diǎn)環(huán)境保護實(shí)用技術(shù)示范工程”。

該系統從1999年8月開(kāi)始運行，并由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所管理運行。到2001年3月移交給深圳市洪湖公園管理處負責管理，并由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所負責運行管理技術(shù)指導。運行近三年，濕地系統無(wú)故障，景觀(guān)效果很好。由于其良好的污水處理和景觀(guān)效果，2001“洪湖人工濕地系統二期工程”（4000噸/天）在深圳市政府立項，將在2002年底前投入運行，并將由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所管理運行。

2．2 深圳觀(guān)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

深圳觀(guān)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，請深圳市環(huán)境科學(xué)研究所設計了職工宿舍生活污水人工濕地處理系統，日處理污水為300噸。旨在將污水凈化并達到回用的目的，一方面減少污水排放對球場(chǎng)內景觀(guān)用水的污染，另一方面使得水資源得到再利用，達到節約用水的目的。系統修建之前生活污水直接排入觀(guān)瀾湖，對湖水水質(zhì)日趨變壞，系統修建之后，出水被用于澆灌花圃。

此系統于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。八月二十四日對進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行了化驗，污染物的去除率在75-95%之間，出水水質(zhì)能達到景觀(guān)用水水質(zhì)標準。監測結果見(jiàn)附表。該系統從2000年8月開(kāi)始運行，由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所負責培訓運行管理人員，制定運行管理規則，并負責運行管理技術(shù)指導。運行近兩年，出水水質(zhì)好，濕地系統無(wú)故障，景觀(guān)效果很好。

2．3 深圳市龍崗區沙田人工濕地系統工程

2001年11月由深圳市環(huán)境科學(xué)研究所參與設計和負責植物栽種的“深圳市龍崗區沙田人工濕地系統工程”（5000噸/天）投入運行，該系統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。目前該系統運行正常。

2.4 深圳市“甘坑人工濕地系統工程”

甘坑村位于深圳市龍崗區布吉鎮，隨著(zhù)近幾年經(jīng)濟的快速發(fā)展，在人口和工業(yè)規模不斷擴大的同時(shí)，其產(chǎn)生的污染源負荷也日益增加。特別是由于該村位于甘坑水庫--平湖鎮飲用水源的上游，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，嚴重影響水庫的水質(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水質(zhì)日趨惡化，且已嚴重制約了甘坑村國民經(jīng)濟發(fā)展的現實(shí)，為治理污染，保護環(huán)境，從大幅度削減現有污染負荷著(zhù)手，以騰出更多的環(huán)境容量用于甘坑村的長(cháng)遠規劃及經(jīng)濟發(fā)展，從而實(shí)現可持續發(fā)展的戰略目標，深圳市環(huán)保局籌錯建設資金，作為扶貧應急治理甘坑河水質(zhì)。甘坑人工濕地系統污水處理工程處理規模為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)相對較好。該工程2003年7月完成施工，目前該工程運行情況良好。

2.5 深圳市“石巖人工濕地系統工程”

石巖水庫是寶安區的主要飲用水源之一，隨著(zhù)石巖地區社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(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，造成石巖水庫水質(zhì)日益轉差。為保護石巖水庫水質(zhì)，寶安區政府從九十年代初就開(kāi)始實(shí)施石巖地區污水截排工程，隨著(zhù)工程的逐步完善，石巖地區的大量污水已通過(guò)截排工程排出，環(huán)境效益日漸明顯。但隨著(zhù)石巖城市建設的迅速發(fā)展，排污管網(wǎng)建設普遍出現滯后現象；另外，根據國內外的截污經(jīng)驗，截污效率最多只能達到80～90%，加上面源的污染，現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。因此，建設石巖河人工濕地工程，凈化石巖河水質(zhì)，對保護石巖水庫水質(zhì)極為重要。

石巖河濕地工程選址在石巖河干流進(jìn)石巖水庫入口下游的左側，黃家莊支流進(jìn)石巖水庫入口下游的右側，總占地面積為9萬(wàn)平方米，計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)污水處理設施，同時(shí)它也將是一個(gè)休閑型的生態(tài)景觀(guān)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)