張東輝

（云南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院，云南 昆明 650011）

人工濕地應(yīng)用于高速公路沿線房建設(shè)施生活污水處理的設(shè)計研究

張東輝

（云南省交通規(guī)劃設(shè)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(fā)與應(yīng)用高效、經(jīng)濟(jì)的生活污水處理工藝設(shè)計就成為特別關(guān)鍵的手段。人工濕地處理技術(shù)不僅方便操作與維護(hù)，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(yīng)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(shè)計研究，可以促進(jìn)生活污水的處理與凈化，對于探究其在北方地區(qū)的應(yīng)用與推廣具有現(xiàn)實意義。

人工濕地；高速公路；沿線房建設(shè)施；生活污水

人工濕地屬于一種水污染的生態(tài)處理和設(shè)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(jīng)濟(jì)價值的水生植物，或者抗水性強(qiáng)、生長周期長、性能好而美觀的蘆葦和蒲草等，進(jìn)而構(gòu)建起一個動植物的獨立生態(tài)系統(tǒng)。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(wěn)定、費用低的優(yōu)勢，在國際上已被廣泛應(yīng)用在高速公路沿線設(shè)施生活污水的處理中。我國當(dāng)下也有很多典型的工程實例，設(shè)計生活污水的有效方法具有良好的應(yīng)用前景，其出水水質(zhì)高于污水綜合排放當(dāng)中的二級標(biāo)準(zhǔn)。

1 人工濕地系統(tǒng)的配套設(shè)施

在現(xiàn)實設(shè)計中，經(jīng)常多級組合人工濕地，并預(yù)先附加必要的處理和后處理設(shè)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(gòu)成：①預(yù)處理與收集設(shè)施，由沉淀池與格柵、污水集水池和管網(wǎng)等構(gòu)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(wǎng)。②集水與配水設(shè)施，主要由布水管、集水池與集水管、配水槽和管網(wǎng)以及配水井組成。③濕地床。按照出水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)需要，設(shè)計出多級濕地床，多次凈化經(jīng)過并聯(lián)或者串聯(lián)的污水。

2 沿線房建設(shè)施中人工濕地的工藝設(shè)計

2.1 人工濕地植物的管養(yǎng)

人工濕地系統(tǒng)的重要有機(jī)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(zhì)、給濕地系統(tǒng)傳輸氧氣以及為微生物提供棲息地。人工濕地植物的管養(yǎng)包括搭配、養(yǎng)護(hù)和栽培植物等內(nèi)容。依據(jù)生長習(xí)性，可將濕地植物分成草本及灌木等品種。人工濕地經(jīng)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(fā)達(dá)、凈化和耐污能力強(qiáng)、在適宜的土壤種植、注重科學(xué)搭配物種。

2.2 人工濕地主要基質(zhì)的配置

在濕地系統(tǒng)中，基質(zhì)作為植物載體，是多數(shù)微生物基本的生長介質(zhì)，將發(fā)生在濕地當(dāng)中的一切處理步驟串聯(lián)成綜合體系?；|(zhì)還可以借助雜質(zhì)沉淀、介質(zhì)過濾與吸附功能直接清理污染物。針對基質(zhì)的配置問題，一般應(yīng)考慮基質(zhì)的粒徑、深度與種類等，尤其應(yīng)當(dāng)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(jī)制中，基質(zhì)的沉淀與吸附發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，同時也最具發(fā)展價值、潛力和實際意義。

3 房建設(shè)施的污水特征與濕地設(shè)計處理

高速公路沿線房建設(shè)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(shè)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(jié)等各種特殊的因素或狀況，車輛穿行的隨機(jī)性非常高，從而造成污水量產(chǎn)生不穩(wěn)定的波動，甚至每個月份或季度均可能產(chǎn)生差距，提高了污水量變化系數(shù)的不穩(wěn)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(shè)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(shè)施的污水中；洗車廢水當(dāng)中的污染物主要涵蓋泥沙及石油類顆粒物。現(xiàn)階段，新建的高速公路一般不再提供洗車服務(wù)，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(shè)施的污水水質(zhì)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(zhì)、磷和動植物油的化合物、碳?xì)浠衔?、無機(jī)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(zhì)指標(biāo)內(nèi)容：氨氮、動植物油與石油類污染物。

高速公路沿線房建設(shè)施的污水多數(shù)是生活污水。生活污水的主要處理方法為生物處理法，現(xiàn)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(gòu)造較為簡單，便于管理運行，具有比較穩(wěn)定的處理效果，應(yīng)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(dāng)作好氧法的預(yù)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(shè)施處理污水的人工濕地法。在污水流經(jīng)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(huán)境依次顯現(xiàn)出缺氧與厭氧的狀態(tài)，有助于微生物積累過量磷，優(yōu)化去除氮磷的效果，最終通過定期改變濕地基質(zhì)或者收割植物，從系統(tǒng)中清除掉污染物質(zhì)。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?？扇苄杂袡C(jī)物則能憑借生物代謝降解環(huán)節(jié)被分解并去除掉。

綜合高速公路沿線房建設(shè)施污水的性質(zhì)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(shè)備必須能夠適應(yīng)水量及水質(zhì)的大幅度起伏與波動；處理后應(yīng)當(dāng)保持較好的水質(zhì)，特別需要具有一定的氮、磷去除作用；設(shè)備不宜占地面積過大，且應(yīng)該方便管理與維修。

4 結(jié)束語

人工濕地屬于一種綜合性的生態(tài)體系，操作技術(shù)工藝簡單，處理效果明顯，緩沖容量較大，耗電低且投資省，節(jié)省了運行費用，維修技術(shù)簡便易操作。人工濕地運用生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)再生利用的基本結(jié)構(gòu)及功能協(xié)調(diào)原理與原則，在推動廢水污染物質(zhì)有效循環(huán)的同時，充分挖掘資源再生潛力，促使污水處理獲得集經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益于一體的設(shè)計模式，比較適用于處理水量較小、水質(zhì)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(yīng)用于城市生活污水處理的設(shè)計［J］.江西科學(xué)，2007，25（2）：217-219.

［2］馬源.人工濕地生態(tài)系統(tǒng)對高速公路服務(wù)設(shè)施生活污水處理研究［D］.西安：長安大學(xué)，2010.

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.02.104

2095－6835（2018）02－0104－02

劉曉芳〕