關(guān)鍵詞：人工濕地；污水深度處理；再生水利用；工程實(shí)踐

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）07-0249-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.07.073

Application of Artificial Wetlands in Deep Treatment of Urban Sewage -Taking the Recycled Water Utilization Project of a Certain Sewage Treatment Plant as an

Example

LIYanke

（Shenyang Saisi Environmental Engineering Designand Research CenterCo.，Ltd.，Shenyang11oooo，China）

Abstract：The efluent qualityof someurban sewage treatment plants is unstable，andartificial wetlandsarean emerging method foradvancedsewage treatment.Artificial wetlandsareagreenandecologicalsewage treatmenttechnology with lowinvestmentandoperationcosts，stabletreatment efects，and significantecological benefits.Taking therecycledwater utilizationprojectofacertainsewagetreatment plantasanexample，thecombinationprocessof\"subsurfaceflow wetland + （20 surfaceflowwetland\"isadopted todeeply treattheeffuentofurbansewage treatmentplants，withadesignedtreatment capacity of 20000m³/d. The construction project includes 1.52hm² of subsurface flow wetlands and 4.03hm² of surface flow wetlands，achieving an annual utilization of 7300000m³ of recycled water and reducing Chemical Oxygen Demand （COD） by 146 t，ammonia nitrogen （NH ³ -N） by 25.55 t，and Total Phosphorus （TP） by 1.46t. Practice has shown that this process hasagooddeeptreatment efecton wastewaterfromsewage treatment plants，providing valuableengineering experience for the deep treatment of wastewater from urban sewage treatment plants.

Keywords：artificial wetland;advanced sewage treatment;reclaimed water utilization; engineering practice

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)面臨更高標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)污水處理工藝能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，但出水水質(zhì)和水量仍存在波動(dòng)。人工濕地作為一種生態(tài)化的污水處理技術(shù)，具有投資運(yùn)行成本低、處理效果穩(wěn)定、生態(tài)效益顯著等優(yōu)勢(shì)。通過人工濕地對(duì)污水處理廠尾水進(jìn)行深度處理，不僅能進(jìn)一步提升出水水質(zhì)，還能實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，對(duì)推進(jìn)污水資源化具有重要意義。

1工程概況

近年來，為優(yōu)化城市水資源利用結(jié)構(gòu)，提高污水資源化水平，某城市規(guī)劃建設(shè)污水處理廠再生水利用工程。工程位于黃河北岸，采用“潛流濕地 + 表流濕地”組合工藝，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為 20000m³/d 工程整體布局分為3部分。第一部分是第一污水處理廠尾水輸送系統(tǒng)，將 15000m³/d 尾水輸送至表流人工濕地進(jìn)行生態(tài)處理；第二部分是第二污水處理廠尾水輸送系統(tǒng)，通過現(xiàn)有管道將 5000m³/d 尾水輸送至潛流人工濕地處理；第三部分是再生水回用系統(tǒng)，將處理后的 20000m³/d 回用水通過泵站輸送至工業(yè)園區(qū)回用。工程總占地面積為8.12hm² ，其中潛流濕地占地面積為 1.62hm² ，有效面積為 1.52hm² ，表流濕地占地面積為 4.03hm² 。配套建設(shè)提升泵房、管理房和取水井各1座，出水閘門井有7座，計(jì)量井有1座。具體布置及景觀效果如圖1所示。

圖1污水處理廠再生水利用工程平面圖

2 工程設(shè)計(jì)

2.1進(jìn)出水水質(zhì)要求

工程進(jìn)水來源為2座污水處理廠的尾水。第一污水處理廠、第二污水處理廠尾水水質(zhì)均執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其中第一污水處理廠實(shí)際出水水質(zhì)達(dá)到地表水準(zhǔn)四類標(biāo)準(zhǔn)。工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）的V類標(biāo)準(zhǔn)。人工濕地深度處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要污染物削減，每年化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）削減 146t ，氨氮（ NH₃–N ）削減 25.55t ，總磷（TotalPhosphorus，TP）削減 1.46t ，平均每年可利用再生水730萬 m³ ，為工業(yè)園區(qū)提供穩(wěn)定的再生水水源[1]。通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)出水水質(zhì)，確保系統(tǒng)處理效果。建立完整的水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系，對(duì) pH 值、COD、氨氮、總磷等指標(biāo)進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)，并形成水質(zhì)動(dòng)態(tài)評(píng)估報(bào)告，為系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。

2.2工藝流程選擇

基于當(dāng)?shù)貧夂驐l件和處理要求，本工程采用“潛流濕地 + 表流濕地”組合工藝。第二污水處理廠5000m³/d 尾水先進(jìn)入潛流人工濕地進(jìn)行處理，潛流濕地通過填料層的過濾、吸附和微生物降解作用，去除水中殘留的污染物[2]。第一污水處理廠 15000m³/d 尾水與潛流濕地出水一并進(jìn)入表流人工濕地，通過水生植物的吸收、微生物的降解以及自然凈化作用，進(jìn)一步提升水質(zhì)。該工藝組合充分發(fā)揮兩種濕地系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，可有效應(yīng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)，確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮季節(jié)變化因素，采用分區(qū)控制和智能調(diào)節(jié)技術(shù)，設(shè)置冬季運(yùn)行方案和應(yīng)急處理預(yù)案，保證系統(tǒng)全年穩(wěn)定運(yùn)行，處理效果持續(xù)達(dá)標(biāo)。

2.3 濕地系統(tǒng)構(gòu)造

潛流人工濕地占地面積為 1.62hm² ，采用垂直流和水平流相結(jié)合的復(fù)合結(jié)構(gòu)，填料層由下至上依次為防滲層、排水層（礫石）、過濾層（卵石）和種植層

（人工介質(zhì)），種植挺水植物。表流人工濕地占地面積為 4.03hm² ，分為水動(dòng)力緩沖區(qū)、水質(zhì)凈化I區(qū)、水質(zhì)凈化Ⅱ區(qū)、水質(zhì)穩(wěn)定區(qū)和水質(zhì)展示區(qū)5個(gè)功能區(qū)。各功能區(qū)通過生態(tài)駁岸連接，種植不同類型的水生植物，形成完整的生態(tài)凈化系統(tǒng)。配套建設(shè)3座濕地提升泵房，用于調(diào)節(jié)水力負(fù)荷和保證系統(tǒng)水力流態(tài)[3-4]。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用模塊化理念，各功能單元之間設(shè)置水力調(diào)節(jié)設(shè)施和連通管道，可根據(jù)水質(zhì)情況靈活調(diào)節(jié)處理流程。生態(tài)駁岸采用卵石駁岸和植物護(hù)坡相結(jié)合的方式，既保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，又實(shí)現(xiàn)良好的景觀效果。

3主要工程內(nèi)容

3.1潛流人工濕地

潛流人工濕地主要處理第二污水處理廠的5000m³/d 尾水，占地面積為 1.62hm² ，有效處理面積為 1.52hm² ，采用垂直流和水平流相結(jié)合的工藝設(shè)計(jì)。填料層結(jié)構(gòu)從下至上依次為防滲層、排水層、過濾層和種植層，防滲層采用高密度聚乙烯（HighDensityPolyethylene，HDPE）防滲膜，排水層采用粒徑70～110mm 的卵石，過濾層選用粒徑 5～10mm 、10～30mm 、 30～70mm 的卵石分層鋪設(shè)。其中有一部分固定化填料進(jìn)行深度處理，種植層采用種植土。系統(tǒng)種植黃花鳶尾、香蒲等挺水植物，通過植物根際的微生物作用和基質(zhì)的過濾吸附作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的有效去除。為保證系統(tǒng)處理效果，設(shè)計(jì)水力負(fù)荷為0.33m³/（m²?d） ，水力停留時(shí)間為 1.2d ，并在進(jìn)水區(qū)設(shè)置配水渠，采用穿孔管均勻配水。同時(shí)，考慮冬季氣候特點(diǎn)，設(shè)置集水渠和反沖洗倒膜，確保系統(tǒng)全年穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2表流人工濕地系統(tǒng)

表流人工濕地總占地面積為 4.03hm² ，按功能分區(qū)設(shè)計(jì)為5個(gè)區(qū)域。水動(dòng)力緩沖區(qū)用于均勻分配水流;水質(zhì)凈化I區(qū)和Ⅱ區(qū)為主要處理單元，種植菖蒲、香蒲、千屈菜、黃花鳶尾、蘆葦、蘆竹等挺水植物和睡蓮、荷花等浮水植物；水質(zhì)穩(wěn)定區(qū)進(jìn)行水質(zhì)的進(jìn)一步穩(wěn)定；工業(yè)園區(qū)蓄水池作為最終水質(zhì)展示區(qū)。系統(tǒng)通過生態(tài)駁岸進(jìn)行分區(qū)，并配置相應(yīng)的管道和生態(tài)廊道，確保水流均勻分布。系統(tǒng)同時(shí)處理第一污水處理廠15000m³/d 尾水和潛流濕地出水，充分發(fā)揮生態(tài)凈化作用。表流濕地水深一般為 0.3～0.5m ，水動(dòng)力緩沖區(qū)的深水區(qū)為 1.5m 。表流濕地設(shè)置生態(tài)島、曝氣系統(tǒng)和礫石床，增強(qiáng)處理效果。系統(tǒng)設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為

3d，采用迷宮流水工藝，延長水流路徑，提高處理效率。

3.3配套設(shè)施建設(shè)

項(xiàng)目配套建設(shè)提升泵房、管理房、取水井、出水井和計(jì)量井，并配備太陽能照明、視頻監(jiān)控、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀等，實(shí)現(xiàn)工程的智能化管理和長期穩(wěn)定運(yùn)行。

4工程效益分析

人工濕地對(duì)2座污水處理廠尾水進(jìn)行深度處理，出水水質(zhì)顯著提升，達(dá)到地表水V類標(biāo)準(zhǔn)，為工業(yè)園區(qū)提供優(yōu)質(zhì)的再生水資源，年處理水量為730萬 m³ ，節(jié)約新鮮水資源超600萬 m³ ，年經(jīng)濟(jì)效益為300余萬元。同時(shí)，系統(tǒng)削減大量污染物，年削減COD 146t. 氨氮 25.55t. 總磷 1.46t 此外，濕地系統(tǒng)創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境效益，形成生態(tài)景觀，提高生物多樣性，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境和城市人居環(huán)境質(zhì)量，成為集污水處理、生態(tài)保護(hù)、科普教育和景觀游憩于一體的城市生態(tài)空間，對(duì)優(yōu)化區(qū)域水資源配置和推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

5結(jié)論

人工濕地在城鎮(zhèn)污水深度處理中的應(yīng)用實(shí)踐表明，“潛流濕地 + 表流濕地”組合工藝能夠有效解決污水處理廠尾水水質(zhì)不穩(wěn)定的問題。建設(shè)規(guī)模合理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的濕地系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)污染物的進(jìn)一步削減，又可獲得穩(wěn)定的再生水資源。工程建成后的運(yùn)行效果進(jìn)一步驗(yàn)證人工濕地在城鎮(zhèn)污水深度處理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，特別是在處理效果、生態(tài)環(huán)境和運(yùn)行穩(wěn)定性等方面取得新的突破，對(duì)同類工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)運(yùn)營具有重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

1吳跳.基于人工濕地的農(nóng)村污水凈化效果評(píng)估[J].農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗(yàn)，2024（21）：153-155.

2 李冠亞，陳月豪.基于生態(tài)工程的污水處理廠尾水深度凈化研究[N].山西科技報(bào)，2024-08-08（A06）.

3何凡，許超，劉軍，等.三級(jí)穩(wěn)定塘 + 人工濕地組合工藝在城鎮(zhèn)污水處理廠尾水深度處理中的應(yīng)用[J].中國資源綜合利用，2023（11）：173-178.

4張嫚.張家口市某城鎮(zhèn)污水處理廠尾水資源化利用方案設(shè)計(jì)[J].山西化工，2022（3）：243-246.