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1人工快滲-人工濕地組合工藝概述

1.1工藝原理人工快速滲濾技術(shù)（ConstructedRapidInfiltrationTechnology，簡稱CRI技術(shù)）是近年來發(fā)展迅速的新型土地處理技術(shù)。該技術(shù)采用天然河沙作為主要滲濾介質(zhì)人工構(gòu)造的快速滲濾系統(tǒng)，繼承了土地處理工藝建設(shè)成本和運(yùn)營成本低、操作方便、管理簡單的優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)工藝相比，還大大地提高了水力負(fù)荷，不受土地等自然環(huán)境的影響，提高了工藝的實(shí)用性。人工快滲系統(tǒng)采用干濕交替的運(yùn)行方式，淹水期和落干期構(gòu)成一個(gè)水力負(fù)荷周期。當(dāng)污水流經(jīng)時(shí)，由于濾料呈壓實(shí)狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)，通過濾料中黏土性礦物和有機(jī)質(zhì)的吸附作用以及生物膜的生物微絮凝作用，截流和吸附污水中的懸浮物和溶解性物質(zhì)；在落干期，系統(tǒng)內(nèi)處于充分好氧狀態(tài)，濾料的高比表面積帶來的高濃度生物膜對附著于其表面的污染物進(jìn)行好氧生物降解使污染物得到最終去除[3-6]。CRI系統(tǒng)是在過濾截留、吸附和生物降解的協(xié)同作用下去除污染物[7-8]。CRI過濾截流和吸附作用在系統(tǒng)中主要起調(diào)節(jié)機(jī)制，而有機(jī)污染物的真正去除主要靠好氧生物降解[9]。CRI技術(shù)具有工藝流程簡單、系統(tǒng)水力負(fù)荷高、投資運(yùn)行成本低、建設(shè)周期短、出水質(zhì)量好、操作維護(hù)簡便、不產(chǎn)生活性污泥等優(yōu)點(diǎn)，并已成功解決在北方地區(qū)應(yīng)用時(shí)的保溫防凍問題。人工濕地本身是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)。各種植物對不同污染物有不同的吸收、分解能力，通過綜合、合理地配置植物，可以人為構(gòu)造出一個(gè)物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生的生態(tài)系統(tǒng)。水體中的污染物通過這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)被植物分解、吸收，使水體得到凈化。人工濕地可以充分發(fā)揮資源的再生潛力，防止環(huán)境的二次污染，進(jìn)而獲得水體凈化與資源化的最佳效益，是一種較好的生態(tài)廢水處理方式。其優(yōu)點(diǎn)是處理成本低、管理簡單；缺點(diǎn)是占地面積大、水力負(fù)荷低、冬季運(yùn)行效果不明顯。將人工快滲和人工濕地有機(jī)結(jié)合起來，可以取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢。

1.2工藝流程簡述人工快滲-人工濕地組合工藝流程如圖1所示，主要由前處理工藝—混凝沉淀，人工快滲池及人工濕地三部分組成。河水通過自流的方式進(jìn)入格柵渠，經(jīng)格柵去除大顆粒雜質(zhì)，繼而通過提升泵提升至混凝反應(yīng)池，投加絮凝劑及混凝劑進(jìn)行反應(yīng)，混凝區(qū)形成的礬花進(jìn)入沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離，主要去除水中部分有機(jī)物、SS及TP；沉淀池出水進(jìn)入配水池，尾水通過配水池分配到各人工快滲池進(jìn)行處理，快滲池通過過濾、吸附、生物降解等物理化學(xué)過程去除水中CODCr、SS及氨氮。快滲池出水進(jìn)入人工濕地，通過植物吸附及微生物降解等作用，去除殘余的CODCr、總氮及總磷等物質(zhì)，保證出水水質(zhì)。

2應(yīng)用工程案例

2.1成都鳳凰河二溝污水處理工程成都市鳳凰河二溝屬沙河上游的支流，其上游沿岸及周圍城區(qū)無截污分流的排水管網(wǎng)，所有生活污水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污水、農(nóng)灌廢水及地表徑流水都未經(jīng)治理直接排入鳳凰河二溝，造成鳳凰河二溝河水發(fā)黑發(fā)臭，并直接排入府南河中，污染了當(dāng)?shù)丨h(huán)境，影響了城市市容。為保護(hù)水質(zhì)并解決河水的污染問題，采用人工快滲-人工濕地組合工藝對鳳凰河二溝污水進(jìn)行了綜合治理，于2007年4月竣工并投入使用。鳳凰河二溝水污染治理示范工程建設(shè)規(guī)模2萬噸/日，采用的CRI工藝流程見圖2，河道處理后的效果見圖3。該工程自運(yùn)行以來，運(yùn)行穩(wěn)定。表1為該工程2013年2月至2013年12月出水水質(zhì)的變化情況，由系統(tǒng)運(yùn)行情況和水質(zhì)檢測結(jié)果可知，系統(tǒng)對COD、BOD、氨氮及SS的去除效果非常好，整體能夠達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中IV類標(biāo)準(zhǔn)，TN、TP優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)。

2.2重慶桃花溪彩云湖補(bǔ)水凈化工程彩云湖城市濕地公園是重慶市首個(gè)國家級濕地公園，也是重慶市最大的生態(tài)公園和城市濕地公園。彩云湖濕地公園位于重慶市九龍坡區(qū)和高新區(qū)交界處，總面積為83.1公頃，整個(gè)公園由彩云湖水庫、桃花溪河與其他的濕地景觀共同組成。彩云湖公園的主打風(fēng)格是“立體濕地”，形成溪流、池塘、梯田的組合，在立面展開濕地。公園的溪流和湖泊主要是桃花溪河和彩云湖水庫，梯田是指湖濱補(bǔ)水凈化系統(tǒng)。彩云湖濕地公園建成后，從根本上改變了所在地區(qū)的居住環(huán)境和建筑風(fēng)貌，形成了一個(gè)天然氧吧，成為該區(qū)域居民休閑娛樂的絕佳場所，并使得彩云湖片區(qū)成為重慶最適合居住的地方之一。彩云湖水庫作為重慶主城區(qū)修建的面積最大的人工湖泊，2003年開始規(guī)劃，2007年6月開始進(jìn)行全面施工建設(shè)，2010年公園東西區(qū)全面完工。建成后的彩云湖水庫成為一個(gè)湖面面積約300畝，蓄水容積達(dá)168萬平方米的生態(tài)湖。彩云湖補(bǔ)水凈化工程是整個(gè)桃花溪流域彩云湖水污染控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，補(bǔ)水凈化系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行意義重大。該工程建設(shè)規(guī)模為1.7萬噸/日，占地面積為122.5畝，采取人工快滲-人工濕地組合工藝，將上游河水進(jìn)行處理后補(bǔ)充進(jìn)入彩云湖。彩云湖補(bǔ)水凈化工程從2007年7月1日動(dòng)工建設(shè)，2008年2月正式通水運(yùn)行。該項(xiàng)目的工藝流程見圖4，改造后的效果見圖5。該工程自運(yùn)行以來，出水穩(wěn)定。表2為2014年度工程監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中COD、BOD、氨氮達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中IV類標(biāo)準(zhǔn)，TN、TP、SS優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)。該工程建成以后，為桃花溪流域彩云湖提供了補(bǔ)充水源，是桃花溪流域治理工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3結(jié)論

（1）人工快滲-人工濕地組合工藝用于河道水質(zhì)凈化中，對COD、BOD5、SS、NH3-N的去除效果很好，能夠達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中IV類標(biāo)準(zhǔn)，TN、TP、SS優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)。（2）人工快滲技術(shù)具有水力負(fù)荷高、出水水質(zhì)好、建設(shè)成本低等優(yōu)點(diǎn)；人工濕地對總氮、總磷具有較好的去除效果。人工快滲-人工濕地組合工藝在保證出水效果的同時(shí)，能夠增加景觀的視覺美感和觀賞價(jià)值，有利于改善周邊環(huán)境質(zhì)量，在河道水質(zhì)凈化中具有好的應(yīng)用前景。

作者：陳述蔚 徐進(jìn) 駱靈喜 單位：深圳市龍華新區(qū)城市建設(shè)局 深圳市深港產(chǎn)學(xué)研環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司 深圳市海岸與大氣研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室