河道治理工程中人工濕地技術的實施

魏金珂

(鞏義市河長制事務中心，河南 鞏義 451200)

0 引言

應用人工濕地技術可以有效提高污水凈化的能力，應將人工濕地技術應用在河道治理工程當中。

1 相關概念

1.1河道治理

河道治理工作包括諸多內容，如水系網絡總體布局與水源地保護規劃、水系綜合利用規劃、水系生態規劃、水經濟建設規劃等，只有做好這些工作才可以優化河道環境。

1.2 人工濕地技術

人工濕地指的是由人工打造的與沼澤地類似的地面，污泥以及污水在人工濕地上會順著既定的方向流動，會受到化學、生物、物理等因素的共同作用。作用原理主要包括吸附、滯留、過濾、沉淀、微生物分解、殘留物積累等。微生物可以有效降解水體當中的污染物。好氧微生物具有呼吸作用，可以分解廢水當中的有機物，并將其分解為水與二氧化碳；厭氧細菌也可以分解有機物，將有機物分解成甲烷與二氧化碳；硝化細菌具有硝化作用，可以對銨鹽進行硝化；反硝化細菌可以將硝態氮還原成氮氣。經過這些分解、硝化以及還原等作用后，廢水當中的有機物會被降解同化，并轉變為微生物細胞，其他部分也會轉變為不會危害環境的無機物質。人工濕地屬于綜合的生態系統，可以促進廢水當中污染物質實現良性循環，避免環境再污染。同時，人工濕地不僅可以凈化污水，也可以凈化空氣，具有多重效果。其次，人工濕地具有處理效果好、投資小、工藝簡單、易于維護、運行成本低等優勢，可應用在河道治理當中。

2 實際案例

2.1 案例概述

河南黃河濕地國家級自然保護區的主要保護對象是黃河濕地生態系統及其稀有和瀕臨滅絕的野生水禽。其中，天鵝是保護區中主要的保護物種之一。國家一級保護動物10種，國家二級保護動物31種。

2.2 凈化效果

在進行河流整治之前，環境保護局經檢查后確定該地區的地表水水質較差，但在整治后，發現水質已達到標準，證實該水體的凈化效果相對較好。

3 人工濕地建設方案分析

3.1 人工濕地建設目的

從某種程度上來看，季節會影響到黃河的污染程度，例如：在枯水期時污染較為嚴重，而豐水期的污染程度較輕。河道干流基本屬于重度污染，其中高錳酸鹽、氨氮等元素的指數超標。建設人工濕地可以凈化水質，改善河道污染情況。

3.2 人工濕地凈化機理

人工濕地的凈化機理非常復雜，須通過微生物硝化或反硝化去除污水中的污染物才能達到凈化效果。

3.3 明確各項數字

表1 人工濕地參數表

3.4 人工濕地凈化水的流程

需要通過污水磅房提高上游來水的高度，從而讓來水實現重力自流。

3.5 總體布局

黃河的人工濕地形狀主要呈現階梯式，在處理河水時不需要使用電力，但取水泵房需要電力的支持。可以將整體的運行面積分為五個單元，即一級潛流濕地、復氧池、二級潛流濕地、池塘濕地、沼澤濕地。需要實現五個單元的串聯運行，這樣才能夠達到良好的處理效果。

3.6 功能劃分

可以大致分為沙礫灘過濾區、控制水質穩定區以及植物凈化污水區這三個功能區域。①沙礫灘過濾區：沙礫灘主要是由土壤層、粗砂層、礫石層以及卵石層共同構成的，可以綜合處理河道當中的細顆粒物。同時，床體表面也存在一些懸浮物，為此需要種植一些懸浮物吸收能力比較強的水植物，優化污水凈化效果。②控制水質穩定區：受控水質穩定區是指位于一級地下流濕地和二級地下流濕地之間的復氧池。在經過沙礫灘過濾區之后，水質會有所提升，較為穩定。所以，需要增加曝氣與增氧設備，增加水體中的含氧量，從而為水中動物的生存提供更好的條件。③植物凈化污水區：在二級與四級表流濕地單元當中，需利用植物凈化污水。床體填料表面的生物根系以及生物膜可以凈化填料當中的殘留物，所以需要擴大植被水面積。

3.7 池體結構

為了更好地控制與管理水利流程，需要利用墻壁分隔人工濕地的各個單元。可以在池體上沿進行高程設計，也可以在池底覆蓋一層膨潤土防水毯，加強保護。此外，需要在各級單元的連接處中鋪設一些自然青石，保留孔隙。同時，為了確保水能夠自然流動到下一級濕地上需要在擋墻坡腳以及岸邊邊界處設置石頭。

3.8 關鍵填料的構成

微生物可以分解和降解污染物，但是需要利用非生物分解作用去除磷這種物質，這就對填料提出了更高的要求。在選擇填料時，需要明確其去污能力、穩定性、孔隙率以及比表面積。例如：可以選擇粗砂、礫石、防水毯、泥炭土、無紡布以及相關水處理介質等，這樣不僅可以為水生植物提供良好的生長環境，也可以為微生物提供附著表面生長環境，凈化氮、磷等物質。

3.9 均勻布水的具體方案

可以通過提高取水泵房這種方式讓河水均勻流入濕地，通過流溢出水的方式進入到人工濕地當中，從而達到均勻布水的效果。其次，在選擇布水管材時，需要利用UPVC給水管當作穿水補水管，從而均勻布水。

3.10 集水系統的布置方案

一般情況下，都會選擇UPVC穿孔管當人工濕地給水管道，穿孔大小為20.00 mm，孔距為400.00 mm；其次，會在大礫石層中布置主管并在主管之間設置集水管道，一般間隔為6.00 m。此外，為了避免濕地堵塞、確保二級濕地能夠正常循環，可以在一級濕地集水管上設置主管端頭液位調節井。

3.11 防滲處理

在打造人工濕地時，為了避免因為進水滲漏而導致出水量不平衡的情況，需要在濕地系統底部以及周圍進行防滲處理。例如：鋪設膨潤防水毯等方式可以優化防滲效果。

4 科學選擇濕地植物，加大人工濕地養護力度

4.1 濕地植物的選擇

進行河道治理不僅是為了凈化污水，也是為了提升自然景觀的觀賞價值，所以需要結合周邊景觀的特點，利用自然岸線的處理方式打造更自然的景觀。可以選用水芹、香蒲、水蔥、蘆葦、千屈菜以及各種水蓮等濕地植物，打造良好的景觀效果，同時也可以在水域當中放置一些蚌類、魚類、螺類生物延長食物鏈。

4.2 人工濕地的養護策略

只有定期進行養護才能夠保障人工濕地系統的正常運行。第一，需要定期監控pH、BOD5、TSS以及溫度等指標；第二，需要對濕地植物以及微生物進行養護；第三，可以增加濕地植物，保證濕地植物的成活率，從而凈化水質。

5 結語

人工濕地技術在河道治理中占據著重要地位，在應用該技術時需要加強整體布局、明確劃分功能、科學選擇濕地植物并做好人工濕地養護工作，從而達到良好的凈化去污效果以及水質凈化效果。