張學(xué)偉 郝瑞麗 雷新海

(1. 鄭州水務(wù)建筑工程股份有限公司，河南 鄭州 450004；2. 鄭州市水利建筑工程處，河南 鄭州 450004)

1 研究背景

賈魯河復(fù)合型濕地技術(shù)示范工程，建設(shè)地點選在賈魯河北岸鄭州漁場東南隅一處荒廢洼地和魚池內(nèi)，可利用土地總面積約15畝，是建設(shè)凈面積10畝、基流水量1000m3/d的梯級濕地技術(shù)示范工程，相當(dāng)于擬建賈魯河梯級濕地規(guī)模的千分之一。賈魯河復(fù)合型濕地水質(zhì)凈化技術(shù)示范工程自賈魯河河槽內(nèi)提取河水，依次設(shè)置強化凈化池和兩級濕地，出水抽排進入鄭州漁場排水溝。

梯級濕地水質(zhì)凈化技術(shù)示范工程建設(shè)內(nèi)容包括1座強化凈水池、二級梯級濕地、2座蓄水池以及相關(guān)配套設(shè)備。

2 工程運行流程及工藝

濕地示范工程在鄭州漁場東南角場地上布設(shè),通過提水井將河水提送至強化凈水池凈化,通過地埋管線凈化后的河水分別進入一、二級濕地，最后匯入低位蓄水池，由提水井抽排至鄰近排水渠。

濕地示范工程主要由賈魯河原水、引水涵管、強化凈化池、布水溝、集水溝、第一級濕地、第二級濕地及出水池等組成(見圖1)。

圖1 賈魯河梯級濕地示范工程工藝流程

強化凈化池為長22m、寬11m、深1.80m的水泥池，里面設(shè)置生態(tài)浮床, 浮床內(nèi)部填充彈性填料,并種植水鱉和壅菜[1]。第一級濕地和第二級濕地均為表層流濕地，基質(zhì)粉壤土，做夯實防滲處理，在濕地的前后端分別設(shè)置布水溝和集水溝。第一級濕地前段種植狹葉香蒲，中段種植荊三棱，后段種植茭草，其面積為3800m2。第二級濕地前段種植狐尾藻、大茨藻、輪葉黑藻等沉水植物，中段種植蓮藕和浮葉植物壅菜，后段種植水生美人蕉和西伯利亞鳶尾等挺水植物，其面積為3600m2[2-3]。

濕地水質(zhì)凈化系統(tǒng)是利用生態(tài)系統(tǒng)中的生物、物理、化學(xué)的相互協(xié)調(diào)作用，通過微生物降解、植物吸附和吸收、沉淀、過濾等方法，對水污染源進行分解和凈化[4-5]。濕地水質(zhì)凈化體系可以去除有機物質(zhì)，去除氮、磷、氨和一些重金屬等。

3 濕地工程運行管理

濕地工程運行管理工作主要包括：?對濕地定期取水樣進行監(jiān)測；?濕地植物及運行情況由值班人員每天進行定時和不定時的檢查，并及時上報現(xiàn)場管理人員；?值班人員每天對濕地的進出水進行觀察，以保證運行工作正常；?濕地管理人員對濕地植物進行修剪保護，對植物密集區(qū)均勻分株，整理濕地環(huán)境，除雜草，看護濕地植物生長情況；?及時做好濕地各方面的維修工作。

4 濕地水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果分析

4.1 濕地對TN(總氮)的凈化效果

濕地除氮方法為填料吸附、植物攝取、揮發(fā)以及硝化、反硝化。濕地系統(tǒng)對TN的去除主要依靠微生物的吸收和生物的硝化反硝化。隨著氣溫的回升，對TN的去除率也逐漸升高，至6月升至50%左右，出水濃度在7mg/L左右(見圖2)。夏季高溫時兩級濕地的植物生長茂盛，對TN的去除率高達90%，平均達到60%。出水TN濃度僅為0.50～4mg/L；初秋隨著氣溫降低，植物生長停滯和微生物活性降低，對TN去除效果較差，冬季低溫時，去除率降到20%左右，出水TN濃度為11mg/L左右[6]。

4.2 濕地對TP(總磷)去除效果

濕地示范工程對磷的去除是通過微生物、基質(zhì)及水生植物等多方面的共同作用完成的。溫度、CO2、pH、溶解氧含量、水力負荷、污水中的氮磷濃度是影響其去除效果的外界影響因素。

分析表明：濕地對TP的處理效果受季節(jié)的變化影響很小，去除率基本在70%波動；3—4月由于進水濃度值的升高，腐蝕植物受微生物分解釋放出氮磷，新生植物還沒有發(fā)芽，導(dǎo)致出水濃度值升高，去除率下降50%～60%(見圖3)，5—12月濕地TP的出水濃度值基本在0.50mg/L以下。

圖3 兩級濕地對TP的去除效果

4.3 濕地對(氨氮)的凈化效果

賈魯河水質(zhì)中N為氨氮的主要存在形式，占60%左右，含量為6～13.70mg/L，故該河水質(zhì)污染主要是由氨氮含量過高引起的。

一年中進水的氨氮值先降后升，降的時間段是在夏秋季節(jié)，到了冬季進水氨氮濃度達到10mg/L以上；而出水情況在夏秋季節(jié)可達到2mg/L以下，到冬季后氣溫下降，進水氨氮值也升高，出水氨氮值明顯上升，最高達到11mg/L。

氨氮的去除效果受季節(jié)變化影響很大。春季氣溫的回升使微生物活性提高，并促進了植物的生長,使去除氨氮的效果提高,去除率達30%～60%；到了夏季氣溫等外界影響基本上達到合適條件，去除率大于80%；進入秋季后去除率隨著氣溫的降低而逐漸降低,去除率基本上在30%徘徊。到3—4月水溫低于15℃，氨氮的去除效果較差,去除率在20%～35%(見圖4)。

圖4 兩級濕地對的去除效果

4.4 濕地對CODCr(重鉻酸鹽指數(shù))的凈化效果

賈魯河水中CODCr濃度為30～70mg/L。水中CODCr的去除主要是通過土壤、土壤中的微生物的生物化學(xué)作用、濕地植物水中枝葉和根系表面附著的微生物等物質(zhì)的吸附和沉淀的作用。原河水經(jīng)強化凈化池曝氣增氧后對CODCr的去除率有所增加，夏季可高達50%左右，隨著季節(jié)的變化，秋季逐步降到35%，而冬季更低在20%～30%附近波動(見圖5)。

圖5 兩級濕地對CODCr的去除效果

5 濕地示范工程運行技術(shù)總結(jié)

通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，賈魯河梯級濕地示范工程已達到預(yù)期目標：氨氮去除率達到20%～30%，水源污染控制和水質(zhì)深度凈化發(fā)揮其作用。實驗數(shù)據(jù)顯示：不管是夏季、冬季對氨氮的去除率都達到20%以上，證明賈魯河梯級濕地示范工程的工藝，植物配置都較理想，能夠達到預(yù)期的目標，有廣闊的應(yīng)用前景。

[1] 張莉，王俠.新技術(shù)新工藝在水利工程中的運用[J].河南水利與南水北調(diào)，2010(8):80-81.

[2] 劉秀紅，李超.淺析人工濕地建設(shè)中植物的景觀生態(tài)功能[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(34):160.

[3] 郭蕭，柯凡，趙安娜,等.梯級河灘濕地對賈魯河水的凈化效果研究[J].中國給水排水，2010,26(9):41-45.

[4] 邱晨,侯端環(huán),任敬朋,等.南四湖人工濕地建設(shè)示范工程[J].濕地科學(xué)與管理,2012(4):34-36.

[5] 劉春成.菏澤市城市污水處理再生利用的實踐與思考[J].水利建設(shè)與管理，2015(2):82-84.

[6] 熊守存，李輝.北方人工濕地建設(shè)存在問題及對策[J].東北水利水電，2015,33(5):55-56.