污水处理厂尾水人工湿地处理系统 应用分析

张云凤

中南安全环境技术研究院股份有限公司安徽分公司 安徽 合 肥 230000

摘要：经过处理达标的集中式污水厂尾水进入水体后仍然会对地表水产生影响，对污水处理厂尾水深度处理工艺的研究越来越多，本人详细阐述了人工湿地处理系统在污水处理厂提标改造工程中的应用以及维护与管理，以供参考。

关键词：污水处理厂尾水；人工湿地；污水处理技术

引言：经集中式污水处理厂处理后的尾水出厂后最终进入河、湖、海等自然水体,当尾水中COD、氨氮、总磷等污染物排放量超过收纳水体的自净能力时，会造成受纳水体的水环境质量下降，甚至造成水环境污染。因此，对污水处理厂提标改造有利于改善水环境质量，目前关于污水深度处理的工艺研究较多，其中人工湿地处理系统在污水净化的同时，还能营造良好的生态景观环境，近年来，在污水处理厂尾水深度处理工程中应用越来越多。

1.污水处理厂尾水环境问题

我国城镇污水处理起步于 20世纪70年代末，2000年后快速增长，国家和各级地方政府不断加大对城镇污水处理厂建设和改造的投入，城镇污水处理厂的兴建对水环境质量的改善起到了积极的作用。城镇污水处理厂排放的污水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)，但是即使达标排放的污水，对照《地表水环境质量标准》仍属于劣Ⅴ类水，废水直接进入水体仍然会对地表水产生不利影响。

为此，原环保部于 2015 年发布了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（征求意见稿），对位于生态环境脆弱敏感区的污水处理厂提出了更高要求的水污染特别排放限值^[1]。随着城镇污水管网的铺设，污水越来越集中在污水处理厂中进行处理，由过去的面源污染转为点源式集中连续排放，因此，集中式污水处理厂废水的出水水质对水环境的影响成为关键，对污水处理厂进行提标改造可直接降低水污染物排放量，将对水环境质量的改善起到明显的作用。特别是对于现状不达标、水生态净化能力差的河湖所在区域，对污水处理厂尾水实施提标改造迫在眉睫。

2.人工湿地处理系统工艺

随着科学技术的发展，我国集中式污水处理厂处理工艺技术水平得到了较大的提升，在以活性污泥法为代表的传统生物处理技术的基础上，膜生物反应器、深度过滤、曝气生物滤池、活性炭吸附、人工湿地生态系统等处理技术在城镇污水处理厂提标改造工程中逐步得到推广使用其中人工湿地的建设以及运行成本相对较低且兼有景观绿化等功能，越来越多被用于集中式污水处理厂尾水深度处理。

2.1工艺选择

人工湿地中的植物形式分为浮生、挺水、沉水等类型。人工湿地的布水方式和水流方式存在差异，分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地。表面流湿地占地面积较大，外观展现为天然、自然的形态，但处理效率相对较低，且受自然气候条件影响较大；潜流湿地处理效率相对较高，但运行一段时间后容易产生淤积。

湿地处理方案在工艺选择时，要全面分析尾水水质、天然基础条件、占地面积、施工难度、投资预算、出水水质要求等各方面因素，权衡利弊，选用最合适的方案。工程运用过程中，常见将湿地和生态塘相结合的方式，这种方式可以充分发挥两者的优势，生态塘在较小占地面积情况下可将水力停留时间延长，更有利于污染物的降解。如某工程实例采用预处理塘+曝气好氧塘+多级表流湿地处理工艺。预处理塘作用：采用深塘构建厌氧生物环境，分解大分子有机物；曝气好氧塘：采用曝气增氧技术，去除氨氮；多级表流湿地：采用深潭、浅滩交替的多级表流湿地，进一步削减各项污染物指标，同时构建湿地景观。

2.2生态系统构建

水生生态系统应包括水生植物、水生动物以及微生物等。一个完整的生态系统能够实现自我平衡，具有一定的恢复稳定性，当环境发生变化时，能够自我调节，恢复稳定。在选择植物物种时，可根据耐污性﹑生长适应能力﹑根系的发达程度及经济价值和美观要求确定，同时也要考虑因地制宜。生态系统构建前需进行底质预处理工程，其目的是为了消除或者减缓水体底质污染源对后期生态系统的负面影响。通过利用微生物菌剂对底泥进行消毒、活化改良，起到改善底质 pH、增加土壤中水生动植物生长发育所需要的常量元素和微量元素，降低有害物质含量等作用，使其适宜水生植物生长和恢复。某工程案例根据水域生境条件情况，向水域内投放鲢鳙鱼等滤食性鱼类，螺、贝类等底栖动物，螺类可摄食固着藻类，同时分泌促絮凝物质，使水中悬浮物质絮凝，促使水变清，滤食性贝类以浮游植物、微生物和有机碎屑为食，因此可加速悬浮物物质的沉降，利用及促进浮游植物的生长繁殖，加速有机质的循环作用，促进水体实现水质净化目标。

2.3处理效果分析

　 对于人工湿地水质净化效率，近几年有越来越多的工程实例研究，如郑国益等^[2研究了济南市某污水处理厂的生态湿地技术实例，该人工湿地采用组合兼氧塘+好氧植物塘+表流湿地与沉水植物区工艺方案，COD

_Cr的去除效率为61.1%、对NH₃-N和总磷去除率分别为76.5%、57.1%；郭治东等^[3]研究了山东省某污水处理厂生态湿地技术应用效果，该湿地采用垂直潜流湿地-氧化塘-垂直潜流湿地相串联的组合工艺，COD_Cr、NH₃-N去除率分别为 62. 26%、87. 5%。由此可见，人工湿地水质净化效率较高，污水处理厂尾水经人工湿地处理系统处理后可使污染物排放量大大减少，可降低受纳水体的污染负荷，有利于提升区域水环境的质量。

同时人工湿地还是污水处理厂的“生物指示池”，污水处理厂水质可以直接在湿地系统内展现出来，若废水中含重金属等有毒物质，可以通过观察湿地内的生物的生长情况“指示”出来，湿地生态系统运行的情况也能反应出来接纳污水的情况。湿地处理生态系统是对污水处理厂水质的“在线监测”。人工湿地技术在尾水排入自然水体之间设置了一道绿色关卡，若发生污水处理厂超标排放等污染事故，人工湿地系统可作为天然水体的一道屏障，保护天然水体，降低环境风险事故的发生。

3.人工湿地系统维护与管理

人工湿地虽然是生态系统，但属于人工建造而成,相对于天然湿地，人工湿地处理系统内的水质相对天然水体较差，其生态系统稳定性不高，需要认为对人工湿地后期运行进行日常的维护和管理。要安排工作人员定期对水生植物、湿地植物进行维护和管理：在暴雨期，需要定期进行青苔、杂草的清除，水面杂物（尤其是春季落叶的打捞），根据水中悬浮物和溶解氧的情况，及时补充微生物菌种。在暴雨期，要进行暴雨期外来垃圾的清理，定期监测水体水质，根据水质变化情况相应调整工作重点。提高水体透明度，保证水草成活环境。

结论：对于现状不达标、水生态净化能力差的河湖所在区域，对污水处理厂尾水实施提标改造迫在眉睫。从生态景观角度进行研究分析，有针对性的构建生态环境景观与污水处理相辅相成的人工湿地环境，不仅可以满足水质净化，还可提高人民幸福感，为居民提供更好的生活环境^[4]。从越来越多的工程实例来看，人工湿地作为污水处理厂尾水提标改造的处理效果和环境效益较好。

参考文献:

[1]吴钦.城镇污水处理厂尾水排放对水环境影响及对策[J].污染与防治,2019,6(17):29-31.

[2]郑国益，陈梦瑶，施佳瑾.生态湿地技术用于城市污水处理厂尾水深度处理[J].工程技术与应用,2018,12:61-62.

[3]郭治东,陈冠宇,赵世勋.生态型景观-人工湿地深度处理城市二级污水处理厂出水的工程应用[J].铁道标准设计,2021,4(65):155-159.

[4]孙家君等.梯级人工湿地对水污染的生态修复效果研究概况[J].环境保护科学,2021,4(47):24-29.