人工濕地處理稻田尾水與污水場中水的方案的探索研究

周子楊

（盤錦市環境科學研究院 遼寧 盤錦 124013）

0 前言

稻田尾水是指經過灌溉或降雨后，從田間流出的地表徑流水。經研究發現，遼寧流域大部分稻田尾水中氮含量比較高，磷含量相對較低。由于遼河流域稻田尾水的長期無管理排放而引起的環境問題日趨嚴重，主要問題為稻田徑流水帶走稻田所施肥料中的氮、磷，隨著大量雨水的沖刷產生地表徑流，流入遼河，引起水體富營養化，造成水體污染，破壞水生生物生物鏈。污水處理廠處理后中水可以用于城市工業用水、環衛用水、沖洗地面和綠化用水等方面，但目前仍未大規模使用中水以節省資源的案例。

人工濕地已經廣泛地應用到工業廢水、城鎮生活污水、養殖業廢水、采礦廢水等諸多的環境治理、生態恢復工程中。特別是人工濕地在成都市活水公園的成功應用，使得人工濕地在具有治理環境污染功能的同時，又取得了良好的生態景觀效益，以及經濟和社會教育的功效。將人工濕地治理技術引入處理稻田尾水的處理，針對現場實際的水力條件，利用構建的處理系統對稻田尾水及污水處理后的中水進行了污染物去除，使水質進一步得到回用標準，解決水資源短缺問題。

1 水治理方案及目的

項目通過修整金雁溝排水總渠和遼污水處理中水管線將稻田尾水和經濟區污水處理廠處理后的中水引入人工挖出的金雁湖，再通過金雁湖周邊種植蘆葦、蒲草進行生態凈化，凈化后的湖水，最后通過回水管網送至工業水廠處理后作為工業水回用。其目的是稻田排放的尾水將全部得到處理，不再向遼河中排放；其次要將稻田尾水及處理后的中水經過生物凈化后再次作為工業用水重復利用起來；既可以解決水資源短缺問題，又打造了金雁湖兩側自然景觀效果，為該區域居民及游客創造一處回歸自然的休閑及運動場所，重點體現原生態特點，達到人與自然相和諧。

2 方案設計

2.1 有雁溝排水總渠

本項目將修整有雁溝排水總渠連接榮興稻田與大雁湖，溝渠中心設置河溝槽，原因是此河段水量不均勻，因此設計此溝槽的目的即是讓河道內的水流較小時在溝槽內形成連續的水流。

2.2 金雁湖

2.2.1 金雁湖防滲工程

大雁湖的防滲主要采用防滲織物，在其上面采用砂礫墊層、漿砌片石作為保護層。

1）場地施工前、將原有地面上雜草、樹根、軟土、垃圾雜物等全部清除。

2）基礎施工要求：施工中回填土填筑應采用分層填筑的方法，每層的壓實厚度須根據壓實機具的性能和壓實的要求而定，壓實厚一般在35～50厘米、壓實度為93%，壓實并達到設計要求的壓實度后才能填上面一層，回填土時若原地有軟弱表層則應先進行疏干或換土等工作，以保證地基能達到設計要求的壓實度。填土應采用級配較好的粘性土作為填料。用不同填料填筑時，應分層填筑，每一水平層均應用同一填料材料。

3）防滲織物：防滲材料可以采用HDPE防滲膜、PE復合土工膜、GCL膨潤土防水毯。

4）金雁湖湖底及湖壁斷面圖

圖1 湖底及湖壁橫斷面圖

邊坡工程：

金雁湖邊坡處理采用自然蛭石邊坡，即邊坡用景觀石自然堆迭而成，塊石之間仍用漿砌連接。

2.2.2 蘆葦及蒲草種植

金雁湖內及岸邊種植蘆葦及蒲草，以對湖水進行生態凈化。

蘆葦，多年水生或濕生的高大禾草，蘆葉、蘆花、蘆莖、蘆根、蘆筍均可入藥。在我國東北的遼河三角洲、松嫩平原、三江平原，內蒙古的呼倫貝爾和錫林郭勒草原，新疆的博斯騰湖、伊犁河谷及塔城額敏河谷，華北平原的白洋淀等葦區，是大面積蘆葦集中的分布地區。

蒲草植物別名香蒲、蒲菜、又稱水燭。為多年生宿根性沼澤草本植物。同屬植物約18種，廣泛分布于全國各地。生于池塘、河灘、渠旁、潮濕多水處，常成叢、成片生長。對土壤要求不高。以含豐富有機質的塘泥最好。

蘆葦和蒲草都是具有良好污水處理能力的濕地植物，根據武漢科技學院環境科學研究所魯敏和曾慶福博士的實驗結果，我們可以知道蒲草兼具處理效果好和美觀的特點，是較好的濕地植物；而蘆葦相比處理污水能力較弱。

表1 蘆葦蒲草處理污水不同時間污水指標平均值

從表中可見，經人工濕地中的兩種植物處理一天后的出水水質已經有顯著的改善，其中出水中CODcr、TP和TN的濃度基本上已達到污水綜合排放的標準 （GB8978-1996），出水中溶解氧的濃度各種植物均達到4mg/L以上，濁度的下降也非常的明顯。由于一般進入人工濕地的污水是原污水經過沉淀池處理過的污水，污染物質濃度一定程度下降，而該實驗所用的污水沒有經過預處理，因此可見停留時間為1天應該能夠達到污水處理的要求。隨著處理時間的延長，出水的水質也進一步改善，因此停留時間1天以上可適用于污水的深度處理。

2.3 回用水管線工程

建設中水排水管，為暗渠形式，由于稻田尾水排放具有季節性，在稻田尾水排放較少的時間段，將把區域內的剩余中水排放到大雁湖內，以保持湖內水容量。項目將建設中水放建設回用水管線，同時建設泵房一座，以將湖中的處理后水源抽取到工業水廠進行處理。

3 方案特點

本項目的建設就是依靠人工湖中的濕地生態系統對污水進行處理，具有投資小、污染少，效果好的特點。據統計，一般人工濕地系統的投資和運行費用僅為傳統的二級污水廠的1/12～1/3,而對污水的凈化效果則與2級污水廠相同，具有良好的經濟效益。

金雁湖污水處理系統流程如圖2。

圖2

從上圖我們可以看到該系統可以滿足污水處理與凈水供給兩大功能，并實現污水處理與凈化水供應的循環，使系統具有自發、持續的污水處理能力與凈水供給能力，大大降低了中間過程中的人力成本與運輸成本，是循環經濟發展模式的良好體現。

在“誰污染誰治理”的環保政策監督下，金雁湖治污系統的開發利用具有很大的市場潛力。目前我國工業、農業發展所面臨的共同困難是建設任務重，水環境污染嚴重，廢水治理率低，利用生態治污系統這一經濟、環保、高效的方法來治理城市生活污水及工業廢水是當務之急。

［1］巢湖流域稻田尾水的控制與治理[J].農業環境與發展,2010(5).

［2］向長生,祝萬鵬,張彭義,盧少勇.人工濕地在植物生長停滯期處理稻田排灌余水的中試研究[J].農業環境科學學報,2003(6).

［3］人工濕地磷去除機理蘆葦蒲草植物凈化效果植物床污水處理工藝[D].太原理工大學,2007.