鄭州市賈魯河復合型濕地建設技術示范工程運行分析

張學偉 郝瑞麗 雷新海

(1. 鄭州水務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

賈魯河復合型濕地技術示范工程，建設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，可利用土地總面積約15畝，是建設凈面積10畝、基流水量1000m3/d的梯級濕地技術示范工程，相當于擬建賈魯河梯級濕地規模的千分之一。賈魯河復合型濕地水質凈化技術示范工程自賈魯河河槽內提取河水，依次設置強化凈化池和兩級濕地，出水抽排進入鄭州漁場排水溝。

梯級濕地水質凈化技術示范工程建設內容包括1座強化凈水池、二級梯級濕地、2座蓄水池以及相關配套設備。

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,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，里面設置生態浮床, 浮床內部填充彈性填料,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，基質粉壤土，做夯實防滲處理，在濕地的前后端分別設置布水溝和集水溝。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]。

濕地水質凈化系統是利用生態系統中的生物、物理、化學的相互協調作用，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]。濕地水質凈化體系可以去除有機物質，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，對植物密集區均勻分株，整理濕地環境，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 濕地水質監測結果分析

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、揮發以及硝化、反硝化。濕地系統對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，新生植物還沒有發芽，導致出水濃度值升高，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，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)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作用、濕地植物水中枝葉和根系表面附著的微生物等物質的吸附和沉淀的作用。原河水經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總結

通過統計數據顯示，賈魯河梯級濕地示范工程已達到預期目標：氨氮去除率達到20%～30%，水源污染控制和水質深度凈化發揮其作用。實驗數據顯示：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，能夠達到預期的目標，有廣闊的應用前景。

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

[2] 劉秀紅，李超.淺析人工濕地建設中植物的景觀生態功能[J].科技創新與應用，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,任敬朋,等.南四湖人工濕地建設示范工程[J].濕地科學與管理,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].水利建設與管理，2015(2):82-84.

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