我國(guó)尾水型人工濕地發(fā)展現(xiàn)狀

水處理網(wǎng)訊:導(dǎo)讀：污水處理廠尾水水質(zhì)的提升在水環(huán)境質(zhì)量改善中起到日益重要的作用，而人工濕地具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、景觀效果好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于尾水水質(zhì)的提升具有良好的應(yīng)用前景。目前，我國(guó)尾水型人工濕地正步入快速應(yīng)用期。尾水型人工濕地分為塘-表、塘-床、(塘)-床-表、強(qiáng)化預(yù)處理型四種常見(jiàn)類型，分析了各種類型工藝的特點(diǎn)，并介紹了實(shí)際工程案例。同時(shí)，提出了應(yīng)因地制宜地采用人工濕地工藝類型，從全生命周期的角度考慮濕地的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，并加強(qiáng)人工濕地建成后的效果評(píng)估，以最大化地發(fā)揮人工濕地的綜合效益。

作者簡(jiǎn)介：魏俊(1982-)，江西萍鄉(xiāng)人，碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樗h(huán)境治理。

01 尾水概述

1.1 定義及特點(diǎn)

尾水尚無(wú)明確定義，可指農(nóng)田退水、水壩或水力發(fā)電廠出水、采礦等工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的水等，本文所指為污水廠處理后排放的水，具有以下兩大特點(diǎn)：

①無(wú)法滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》

尾水具有排放量大且集中的特點(diǎn)，多數(shù)尾水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)，達(dá)標(biāo)后往往排入地表水體，而地表水執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)。如果將兩套標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)進(jìn)行比較，《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中最嚴(yán)格的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)劣于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中地表V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，用通俗的話來(lái)講就是，達(dá)標(biāo)排放的尾水仍是劣Ⅴ類水。

②不能穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

由于我國(guó)一直以來(lái)重廠輕網(wǎng)，導(dǎo)致出現(xiàn)雨污管網(wǎng)分流不徹底、管道病害等問(wèn)題，加上城市管理水平低等原因，使得我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水往往存在有機(jī)負(fù)荷較低、SS/BOD5比值高、BOD5/TN比值低等特點(diǎn)，很大程度上限制了生化反應(yīng)特別是反硝化過(guò)程的進(jìn)行，從而對(duì)出水水質(zhì)造成不利影響。此外，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份，城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水中工業(yè)廢水的比例較高，以浙江省為例，工業(yè)廢水水量的占比平均達(dá)30%以上，使得污水廠進(jìn)水BOD5/COD低，可生化性差，工業(yè)廢水中的油脂等物質(zhì)會(huì)影響生化處理效果和感觀效果，難生物降解且具有生物毒性的物質(zhì)(如重金屬)容易穿透整個(gè)污水處理流程，導(dǎo)致尾水水質(zhì)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

1.2 處理工藝

從尾水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放和地表水環(huán)境改善兩方面來(lái)看，污水處理廠提標(biāo)改造工作勢(shì)在必行，需要對(duì)尾水進(jìn)行進(jìn)一步處理，尤其在河湖水質(zhì)敏感、河道生態(tài)基流嚴(yán)重不足的區(qū)域，對(duì)尾水實(shí)施提標(biāo)已成為改善水環(huán)境質(zhì)量、保障水生態(tài)系統(tǒng)的重要舉措。

污水處理廠的提標(biāo)改造可分為原位提升和異位新增兩大類。

①原位提升

即對(duì)原主體工藝進(jìn)行改造、革新，如改良運(yùn)營(yíng)、優(yōu)化參數(shù)、添加藥劑、強(qiáng)化生化處理，還包括對(duì)附屬工藝的改造，如污泥處置、隔音、除臭等;以及對(duì)電氣、自控設(shè)備等進(jìn)行升級(jí)。

②異位新增

即在原主體工藝后串聯(lián)新增處理設(shè)施，包括以物理化學(xué)法(如混凝沉淀、高級(jí)氧化、過(guò)濾等)為核心，以生物法(如生物接觸氧化法、曝氣生物濾池等)為核心，以膜分離技術(shù)(如超濾、納濾、反滲透等)為核心和以人工濕地系統(tǒng)(如垂直流、水平流、表面流等)為核心的四種主流處理工藝。其中，以人工濕地系統(tǒng)為核心的工藝作為一項(xiàng)新型的生態(tài)污水處理技術(shù)，具有處理效果較好、基建投資及運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、景觀性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。

02 人工濕地的應(yīng)用及發(fā)展

狹義上的人工濕地，根據(jù)《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2005—2010)中的定義，主要指用人工筑成水池或溝槽，底面鋪設(shè)防滲漏隔水層，充填一定深度的基質(zhì)層，種植水生植物，利用基質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用使污水得到凈化的系統(tǒng)。

建造于1903年英國(guó)約克郡Earby的人工濕地被認(rèn)為是世界上第一個(gè)用于污水處理的人工濕地系統(tǒng)，迄今已有百年歷史。至此開(kāi)始，全球的科研工作者和工程技術(shù)人員開(kāi)展了大量的人工濕地研究和實(shí)際工程應(yīng)用。與西方國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)人工濕地系統(tǒng)的研究與應(yīng)用起步較晚，研究起始于20世紀(jì)80年代中期，自此之后人工濕地在我國(guó)的發(fā)展以2004年為界主要可以分為兩個(gè)階段：

①研究及探索應(yīng)用階段(1987年—2004年)，1987年我國(guó)第一個(gè)人工濕地污水處理系統(tǒng)建成，該系統(tǒng)為占地6hm2、處理規(guī)模達(dá)1400m3/d的蘆葦床濕地工程，標(biāo)志著我國(guó)應(yīng)用人工濕地進(jìn)行污水處理的開(kāi)始;1990年，以我國(guó)第一座實(shí)用型人工濕地處理系統(tǒng)——深圳白泥坑濕地建成為標(biāo)志，人工濕地建設(shè)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。

②快速發(fā)展階段(2004年—至今)：復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)在武漢市漢陽(yáng)-蔡甸區(qū)三角湖的成功應(yīng)用標(biāo)志了我國(guó)人工濕地技術(shù)發(fā)展進(jìn)入新階段。該階段人工濕地得到了快速發(fā)展，2009年住建部頒布了《人工濕地污水處理技術(shù)導(dǎo)則》(RISN-TG006—2009)、2010年環(huán)保部頒布了《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2005—2010)等。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1990年—2015年間我國(guó)建成的人工濕地共有791個(gè)，其中有541個(gè)人工濕地已明確建設(shè)年限，由此統(tǒng)計(jì)出我國(guó)人工濕地的年變化情況如圖1所示。

03 尾水人工濕地的應(yīng)用及發(fā)展

3.1 應(yīng)用類型

經(jīng)過(guò)30余年的發(fā)展，人工濕地系統(tǒng)在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域包括處理生活污水和工業(yè)廢水、控制農(nóng)業(yè)面源污染以及改善飲用水源水質(zhì)等方面，其中尾水深度處理已成為重要的發(fā)展方向之一。

3.2 工藝流派

尾水人工濕地處理單元主要有強(qiáng)化預(yù)處理單元、穩(wěn)定塘、潛流濕地、表流濕地四種。除強(qiáng)化預(yù)處理單元外，其他三種工藝單元習(xí)慣上簡(jiǎn)稱為塘、床、表，將這幾種工藝單元進(jìn)行組合，可形成四種常用的工藝流程。

①塘–表組合工藝

主要以塘系統(tǒng)和表流濕地作為工藝單元，穩(wěn)定塘常采用植物氧化塘，塘深形成兼氧環(huán)境，通過(guò)種植浮水、浮葉植物或設(shè)置浮床種植挺水植物等形式，同時(shí)起到助凝沉淀、吸收氮磷等作用。由于氧化塘、表流濕地總體屬于低效率、低負(fù)荷的處理單元，故一般占地面積較大，同時(shí)，由于沒(méi)有強(qiáng)化預(yù)處理單元和潛流濕地單元，易于根據(jù)場(chǎng)地基底、水深、水生植物的變化，劃分不同功能區(qū)，創(chuàng)造不同的生境，形成良好的自然生態(tài)景觀環(huán)境。作為塘-表組合工藝的特殊類型，也有將各單元池體修建成鋼筋混凝土形式，以強(qiáng)化其污染物去除效果，可將其歸類為強(qiáng)化型塘–表工藝。

延伸閱讀：

浙江省城鎮(zhèn)污水處理廠尾水人工濕地深度提標(biāo)研究