人工濕地應用于高速公路沿線房建設施生活污水處理的設計研究

張東輝

（云南省交通規劃設計研究院，云南 昆明 650011）

人工濕地應用于高速公路沿線房建設施生活污水處理的設計研究

張東輝

（云南省交通規劃設計研究院，云南 昆明 650011）

我國作為人均淡水資源短缺的國家，開發與應用高效、經濟的生活污水處理工藝設計就成為特別關鍵的手段。人工濕地處理技術不僅方便操作與維護，還具有凈化污染物的明顯效果，觀賞價值也非常高，因此得到了普遍應用。由于人工濕地的凈化效果深受溫度變化等因素的影響，所以開展人工濕地工藝的設計研究，可以促進生活污水的處理與凈化，對于探究其在北方地區的應用與推廣具有現實意義。

人工濕地；高速公路；沿線房建設施；生活污水

人工濕地屬于一種水污染的生態處理和設計方法，是指在具有底面坡度與一定長寬比的洼地上，用礫石填料與土壤人為地混合而組成填料床，讓污水流動于床體的填料縫隙里或者在床體表面上，能夠種植成活率高且極具經濟價值的水生植物，或者抗水性強、生長周期長、性能好而美觀的蘆葦和蒲草等，進而構建起一個動植物的獨立生態系統。人工濕地的操作方式簡單且處理效果好，更具有投資少與運行穩定、費用低的優勢，在國際上已被廣泛應用在高速公路沿線設施生活污水的處理中。我國當下也有很多典型的工程實例，設計生活污水的有效方法具有良好的應用前景，其出水水質高于污水綜合排放當中的二級標準。

1 人工濕地系統的配套設施

在現實設計中，經常多級組合人工濕地，并預先附加必要的處理和后處理設施，以建立起濕地處理體系。通常而言，該體系一般由3部分構成：①預處理與收集設施，由沉淀池與格柵、污水集水池和管網等構成。倘若自被污染的河流中取水，可以自動取消污水集水池與管網。②集水與配水設施，主要由布水管、集水池與集水管、配水槽和管網以及配水井組成。③濕地床。按照出水水質的標準需要，設計出多級濕地床，多次凈化經過并聯或者串聯的污水。

2 沿線房建設施中人工濕地的工藝設計

2.1 人工濕地植物的管養

人工濕地系統的重要有機組成部分為水生植物，主要為了吸附與吸收利用富集污染物質、給濕地系統傳輸氧氣以及為微生物提供棲息地。人工濕地植物的管養包括搭配、養護和栽培植物等內容。依據生長習性，可將濕地植物分成草本及灌木等品種。人工濕地經常使用草本植物來凈化污水，特別是在濕地的建造中，選取植物需要遵循以下原則：根系發達、凈化和耐污能力強、在適宜的土壤種植、注重科學搭配物種。

2.2 人工濕地主要基質的配置

在濕地系統中，基質作為植物載體，是多數微生物基本的生長介質，將發生在濕地當中的一切處理步驟串聯成綜合體系。基質還可以借助雜質沉淀、介質過濾與吸附功能直接清理污染物。針對基質的配置問題，一般應考慮基質的粒徑、深度與種類等，尤其應當重視去除磷的能力。研究顯示，在固定或者清除濕地中磷的機制中，基質的沉淀與吸附發揮著極為關鍵的作用，同時也最具發展價值、潛力和實際意義。

3 房建設施的污水特征與濕地設計處理

高速公路沿線房建設施的污水基本上由餐飲洗滌液廢水及洗車廢水等組成。對比其他污水可知，房建設施的污水有以下特征：①水量變化幅度比較大。由于天氣與季節等各種特殊的因素或狀況，車輛穿行的隨機性非常高，從而造成污水量產生不穩定的波動，甚至每個月份或季度均可能產生差距，提高了污水量變化系數的不穩定性。②含特征因子。賓館、餐廳或者廁所等高速公路的沿線房建設施會制造出大量污水，造成了濃度極高的氨氮存在于房建設施的污水中；洗車廢水當中的污染物主要涵蓋泥沙及石油類顆粒物。現階段，新建的高速公路一般不再提供洗車服務，以減少該類廢水的排放；石油類污染物是加油站排水的主要成分，污水量較低。高速公路沿線房建設施的污水水質特征包括：懸浮物具有極高的氨氮濃度，其他污染物比如表面活性劑、蛋白質、磷和動植物油的化合物、碳氫化合物、無機鹽和微生物等的含量接近于普通的日常生活污水。必須借助控制措施來加以處理的水質指標內容：氨氮、動植物油與石油類污染物。

高速公路沿線房建設施的污水多數是生活污水。生活污水的主要處理方法為生物處理法，現階段較為常見的方法主要有化糞池、生物接觸氧化法、生物濾池法、厭氧法和氧化溝法等；土地處理法包括快速滲濾法和人工濕地法等。氧化溝的構造較為簡單，便于管理運行，具有比較穩定的處理效果，應用范圍較廣，然而投資較高，且占地面積大，比較適用于大量處理污水的一般工序。通常情況下，厭氧法的處理效果不佳，所以常被當作好氧法的預處理步驟。下面將重點探討與論述適合高速公路沿線房建設施處理污水的人工濕地法。在污水流經過程中，由于濕地植物的根系有助于傳遞或者釋放氧，濕地床表層及附近的微環境依次顯現出缺氧與厭氧的狀態，有助于微生物積累過量磷，優化去除氮磷的效果，最終通過定期改變濕地基質或者收割植物，從系統中清除掉污染物質。通常，污水借助濕地的過濾及沉淀作用，能夠迅速被微生物利用。可溶性有機物則能憑借生物代謝降解環節被分解并去除掉。

綜合高速公路沿線房建設施污水的性質和特點，在處理生活污水的工藝步驟中，需要滿足這樣幾點要求：處理設備必須能夠適應水量及水質的大幅度起伏與波動；處理后應當保持較好的水質，特別需要具有一定的氮、磷去除作用；設備不宜占地面積過大，且應該方便管理與維修。

4 結束語

人工濕地屬于一種綜合性的生態體系，操作技術工藝簡單，處理效果明顯，緩沖容量較大，耗電低且投資省，節省了運行費用，維修技術簡便易操作。人工濕地運用生態系統中物質循環再生利用的基本結構及功能協調原理與原則，在推動廢水污染物質有效循環的同時，充分挖掘資源再生潛力，促使污水處理獲得集經濟、環境和社會效益于一體的設計模式，比較適用于處理水量較小、水質適中、管理水平要求不高的污水。

［1］王建永，萬金保.人工濕地應用于城市生活污水處理的設計［J］.江西科學，2007，25（2）：217-219.

［2］馬源.人工濕地生態系統對高速公路服務設施生活污水處理研究［D］.西安：長安大學，2010.

［3］朱健，王平，羅文連，等.組合人工濕地應用于農村生活污水處理工程［J］.中國給水排水，2011，27（12）：49-51.

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.02.104

2095－6835（2018）02－0104－02

劉曉芳〕