淺談人工濕地植物池施工

郭子州 （安徽省第一建筑工程，安徽 合肥 230001）

1 工程概況

某市慈湖河中游綜合治理工程2#深度處理區工程是河流綜合治理工程中王家山污水處理廠尾水利用工程的重要組成部分，工程任務是將王家山污水處理廠補水泵站輸送過來的一級B出水進行處理后作為河道景觀水。處理工藝為：生物氧化池+生態礫石床+人工濕地，規模為20000m3/d。人工濕地為景觀水的最后一道工序，有著重要的凈化作用。經濕地凈化后水質直接排放至濕地東側的慈湖河內。

植物池設計布水負荷0.91m3/m2·d，處理量為2.0萬m3/d，占地為2.2萬m2。濕地內部采用1m～2m寬土堤將濕地分為15個獨立的濕地單元，單元面積970m2～1833m2。每個濕地單元具有單獨的進水支管，并安裝閥門控制濕地單元進水。濕地底部設穿孔集水管，每個單元設獨立的集水井，集水井內設調節堰控制濕地出水，池底底部邊坡設PE膜作為防滲層，規格400g/m2，厚度不應小于1.5mm。

人工濕地是模擬天然濕地系統結構和功能而建造的、可控制運行的濕地系統，用以對受污染水進行處理的一種工藝，由圍護結構、人工介質、水生植物等部分構成。當水進入人工濕地時，其污染物被床體吸附、過濾、分解而達到水質凈化作用。

2 工藝特點

①垂直潛流型人工濕地植物池處理系統具有投資少、運行費用低、處理效果好、工藝簡單、緩沖容量大、節能減排效果好等優點。

②污水沿垂直方向流動,氧供應能力較強,硝化作用較充分，可實現較大的水力負荷長期運行。

③占地面積較小,且全部埋地，地面可作綠化用，大大增加了綠化面積。

3 工藝原理

圖1 垂直流人工濕地結構（a）平面圖（b）剖面圖

人工濕地植物池的原理是通過人工建造和控制來運行與沼澤地類似的地面，將經過預處理的污水出水經裝有閥門的配水管通過埋設在種植土中的穿孔進水管引入池體，有控制地投配到濕地植物池上，使污水在濕地土壤縫隙和表面沿一定方向流動的過程中，利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，經人工填料空隙滲入埋設在底層的穿孔排水管內，經集水井、排水管道匯集后完成處理后污水的搜集利用。隨著濕地床填料的定期更換或栽種植物的收割使污染物最終從系統中去除，達到污水處理效果。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程（見圖2）

4.2 操作要點

4.2.1 池底原地面處理

對原地面清表，采用優質土換填原地基的耕植土、淤泥、淤泥質土、膨脹土等不良土質，換填土方分層填筑，分層壓實，每層填筑松鋪厚度不超過30cm，使用不小于22t的振動壓路機進行碾壓，在角隅或壓路機難以到達的地方使用小型振動夯進行局部夯實，確保壓實度達到設計要求。

4.2.2 集水井施工

①人工濕地匯水的主要結構物即為集水井，原地基處理后，即可進行集水井基坑開挖，集水井均為鋼筋混凝土結構，控制鋼筋、模板、混凝土施工質量，并根據排水管道標高預埋好洞口套管。集水井結構圖如圖3、圖4、圖5所示。

圖2 流程圖

②開挖濕地周邊排水管溝槽，槽底鋪設設計厚度砂墊層后安裝排水管道，宜采用波紋管。采取措施保證管道與集水井、管道與管道之間的密封。

4.2.3 池梗土方填筑、整形

按設計斷面尺寸填筑池梗，池梗高度一般為1.5m左右，宜高出種植土面0.1m～0.2m，施工時使用機械分層碾壓夯實，池梗坡度應嚴格按照設計圖紙標準，坡度應整齊、平順，杜絕虧坡

圖3 集水井平面布置圖

圖4 集水井A-A 剖面圖

圖4 集水井A-A 剖面圖和線形扭曲的現象。

圖5 集水井B-B 剖面圖

圖6 池底穿孔排水管大樣圖

4.2.4 集水管、排水管施工

池底UPVC穿孔集水管、植物池內排水管開槽，挖掘機配合人工進行基槽土方開挖，攤鋪下層砂墊層，見圖6所示。

4.2.5 防滲膜施工

①具體步驟如下：測量鋪設邊線——基層找平——理坡——防滲膜鋪設——防滲膜搭接、焊接。

②檢查防滲膜的外觀質量，記錄并修補已發現的機械損傷和創傷、孔洞、折損等缺陷。

③基層表面應平整順直，平整度控制在2cm/m2,垂直深度25mm內部的有樹根、瓦礫、石子、混凝土顆粒等尖棱雜物應清除，局部平整度不滿足要求可料徑較小的砂土或粘土找平基面。

④防滲膜鋪設前，先對鋪設區域進行實際檢查、丈量準確尺寸，根據丈量的尺寸由專業技術人員做下料分析，力求焊縫最少，畫出防滲膜鋪設順序和裁剪圖。

⑤防滲膜的鋪設應平整順直，搭接寬度應滿足設計要求，設計無要求時一般不小于30cm。坡面上鋪設時要求先按設計斷面進行削坡處理，清除坡面石塊等尖突物，適當灑水，并用輕型滾筒壓實整平，不得使用重型機械或振動碾壓實，其接縫排列方向應平行或垂直于最大坡度線，且應按由上而下順序鋪設。

⑥水平直接鋪設在池底地面上，對地面高差起伏較大的部位必須進行平整，使基層平順過渡。穿孔排水管溝槽四周基層應平順，鋪設防滲膜應與接觸面吻合平整，

⑦防滲膜采用自動爬行熱焊機焊接。焊接前必須清除膜面的臟物保證膜面清潔，膜與膜接合平整后方可施焊。先在試樣上試焊，定出合理的工藝參數再正式焊接。正式焊接過程中，操作人員要仔細觀察焊接雙縫質量，隨時根據環境溫度的變化調整焊接溫度及行走速度。一般溫度控制在250℃～300℃，行走速度一般1m/min～2m/min，對焊縫要仔細檢查，焊縫是否清晰、透明，有無氣泡、漏焊、熔點或焊縫跑邊等。

4.2.6 人工填料及進水UPUC管鋪設的施工

①填料能為植物和微生物提供良好的生長環境，并具有良好的透水性。填料安裝后濕地孔隙率不宜低于0.3。

②填料應預先清洗干凈，分層填筑壓實。

③人工濕地填料層的結構設置，應沿著水流方向鋪設粒徑從小到大的填料，每層鋪設要嚴格控制碎石的空隙率(主要體現在碎石材料的繼配上，在選材時應控制碎石的繼配)。垂直流人工濕地一般從下到上分為濾料層、過渡層和排水層，濾料層一般由粒徑為0.2mm～2mm 之間的粗砂構成，厚度500mm～800mm左右，過渡層由4mm～8mm的砂礫構成，厚度為100mm～300mm左右，排水層一般由粒徑為8mm～16mm的礫石構成，厚度為200mm～300左右。

④為避免布水對濾料層的沖蝕，可在布水系統噴流范圍內局部鋪設50mm的覆蓋層，粒徑范圍為8mm～16mm的礫石。

⑤回填種植土厚度不宜小于150mm,滿足水生植物種植土要求。

⑥從主進水管向池體并行引入多條配水管（數量、間距按照設計要求），從配水管接入穿孔進水管，管徑不大于10mm,穿孔進水管間距一般為1-1.5m，管道鋪設完成后回土覆蓋。

4.2.7 水生植物的選配與施工

①植物池填料回填完畢后，進行池內水生植物的選配及人工栽植。植物的選配應符合設計及規范要求。

②植物種植時間宜選擇在春季。為提高低溫季節凈化效果，人工濕地植物宜采取一定的輪作方式。

③種植密度應嚴格按照圖紙設計要求，同一批種植的植物植株大小應均勻，不宜選用苗齡過小的植物。植物種植時，應保持池內一定水深，植物種植完成后，逐步增大水力負荷使其適應處理水質。

5 注意事項

①為保證人工濕地處理效果，污水應按設計要求經預處理設施預處理后方可進入人工濕地進行處理，人工濕地進水宜控制COD不大于200mg/L,SS不大于80mg/L。

②人工濕地處理技術必須做好防滲系統，對于農村地區濕地防滲可采用土工膜或三灰土夯實等簡易實用的方法。

③防滲膜施工前，應在池梗坡腳設置臨時排水溝，防止雨水浸泡池底。

6 結 語

在城鎮內河治理改造過程中，河道景觀水源補水途徑主要是污水處理廠的出水，但出水污染物濃度（CODcr、NH3-N、TP、TN等）仍高于河道景觀用水標準，必須對污水進一步處理。對沿線周邊污水處理廠升級改造不僅投資高、運行管理要求高，加之河道景觀用水的周期性，“性價比”低，為滿足河道景觀用水需要，結合內河改造升級的生態規劃，人工濕地以其獨到的優越性受到了越來越多的關注和發展。

[1]SL/T231-98,聚乙烯土工膜防滲工程技術規范[S].北京：中國水利水電出版社，1999.

[2]GB50334-2002,城市污水處理廠質量驗收規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2004.

[3]GB50141-2008,給水排水構筑物工程施工及驗收規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[4]HJ2005-2010,人工濕地污水處理工程技術規范[S].北京：中國環境科學出版社，2011.