城镇污水处理厂人工湿地提标处理运行效果与
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２０１２ 年 １２ 月第 １２ 期
城市道桥与防洪
防洪排水 ９７
城镇污水处理厂人工湿地提标处理运行效果 分析与探讨
蒋岚岚 １，华 伟 １，刘 晋 １，陈 豪 ２，杨薇兰 ２
（１．无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡 ２１４０７２；２．无锡市排水公司，江苏无锡 ２１４０２６） 摘 要：无锡市城北污水处理厂是太湖流域较早建设的复合型人工湿地提标处理示范工程，已稳定运行了 ３ ａ 多。介绍该厂污水处理 工艺流程、工程设计参数和基质植物配置情况。对污水处理厂人工湿地系统实际运行数据进行分析，表明该工艺运行稳定可靠，出水 水质稳定达到 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ １８９１８－２００２） 中的一级 Ａ 排放标准，ＣＯＤＣｒ、ＮＨ３－ Ｎ、ＴＮ 和 ＴＰ 去除率分别为 ２７．５％、４２．５％、２０．４％和 ２９．４％。探讨了运行过程中出现的植物选择不合理、处理效果受进水水质影响较大等问题，并在此基础上对人 工湿地系统的设计提出建议。 关键词：污水处理厂；复合型人工湿地；处理效果；提标改造 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９－ ７７１６（２０１２）１２－ ００９７－ ０３
０．０９
ＬｖＢＯＤ＝０．０４４ ｋｇ／（ｍ·３ ｄ）， ＬｖＮＨ４＋－ Ｎ＝０．０１４ ｋｇ／（ｍ·３ ｄ）
ＤＯ＝０￣０．５ ｍｇ／Ｌ
土埂池体
压实粘土池体 ／ＨＤＰＥ 土工膜防渗
２．２２
０．４５
ＤＯ＝０．５￣２ ｍｇ／Ｌ
地下式混凝土
植物 ／ 基质情况
／ 漂浮植物浅层浮床 ＋ 弹性组合填
料 ＋ 微气泡空气扩散装置 一、二级：水芹和芭蕉芋；第三级：苦
0 引言
人工湿地作为一种污水自然处理技术，采用 生物 － 生态方法，克服了化学方法净化污水易造 成二次污染、物理方法净化污水治标不治本的缺 点，能发挥其投资费用、运行费用及运行耗能低和 污水处理效果好的优势，其应用越来越广泛［１，２］。但 是，采用人工湿地处理城镇污水处理厂尾水用于 提标的应用目前见诸报道的不多，设计建造的工 程经验和实际运行经验均较少。
人工湿地处理系统主要设计参数见表 ２。
９８ 防洪排水
城市道桥与防洪
２０１２ 年 １２ 月第 １２ 期
单元
水域面 平均有效 总容 积 ／ｍ２ 水深 ／ｍ 积 ／ｍ３
进水观测台 ２０
０．３
６
曝气生物
５５０
１．８
９９０
强化氧化
表面流湿地 ２ ８３０ ０．２￣０．３ ７０８
垂直流潜 ９６０
流湿地
生物稳定塘 １８５
图 2 CODcr 处理效果 图 3 NH3 -N 处理效果
图 4 TNwk.baidu.com处理效果
图 6 SS 处理效果
2.1 CODcr 的去除 由图 ２ 可知，污水处理厂二沉池出水（人工湿
地进水）经过人工湿地处理系统后，尽管进水水质 波动较大，但是组合人工湿地处理系统的出水水 质较稳定，其出水 ＣＯＤｃｒ 均低于 ５０ ｍｇ／Ｌ，而且大 部分是在 ４０ ｍｇ／Ｌ 以下。其出水 ＣＯＤｃｒ 达标率为 １００％，平均去除率为 ２７．８％。 2.2 氮的去除
收稿日期：２０１２－ ０７－ １１ 作者简介：蒋 岚 岚 （1975-），女 ，江 苏 扬 州 人 ， 高 级 工 程 师 ， 从 事 环 境工程专业工作。
1.2 工艺流程 由于该湿地工程在厂内实施，因此利用厂区绿
化预留地约 ６ ９００ ｍ２ 构建人工湿地示范区。其中， 水域面积 ４ ５４５ ｍ２，景观绿化面积 ２ ３５５ ｍ２，设计 处理规模为 ２ ０００ ｍ３／ｄ。整个人工湿地示范工程利 用现有地形进行设计构造，根据水质净化要求将 整个系统划分为 ４ 个功能单元：曝气生物强化氧 化 单 元 、表 流 湿 地 单 元 、潜 流 湿 地 单 元 、生 物 稳 定 塘单元。处理工艺流程见图 １。
２．１５ ２ ０６４
１．０
１８５
表 2 人工湿地处理系统主要设计参数
ＨＲＴ 水力负荷 ／ｈｍ２ ／（ｍ３／（ｍ·２ ｈ））
其它参数
结构形式
／
／
／
地下式砖混
１１．８８
ＤＯ＝２￣４ ｍｇ／Ｌ，ＳＯＲ＝３５．９２ ｋｇ／ｄ， ０．１５
Ｇｓ＝１．４８ ｍ３／ｍｉｎ
地下式钢 筋混凝土
８．４９
０．０２９
２４．７７
镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８－ ２００２） 一级标准中的 Ｂ 标准，出水为一级标准中的 Ａ 标 准。设计进、出水水质见表 １。
表 1 设计进出水水质（单位：mg/L）
项目 ＢＯＤ５ ＣＯＤＣｒ
ＳＳ
进水
２０
６０
２０
出水
１０
５０
１０
ＴＮ ＮＨ３－ Ｎ ＴＰ
２０ ８（１５） １
１５
５（８） ０．５
由图 ３、图 ４ 可以看出，人工湿地处理系统出 水 剔 除 个 别 异 常 数 据 后 ＮＨ３－ Ｎ 变 化 范 围 为 ０．１７￣０．６９ ｍｇ／Ｌ，平均值为 ０．３１ ｍｇ／Ｌ，远低于 ５ ｍｇ／Ｌ 的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ １８９１８－ ２００２） 中一级 Ａ 标准限值；ＴＮ 浓度明显下降且波动明显 变小，最大值为 １４．１２ ｍｇ／Ｌ，最小值仅为 ４．１ ｍｇ／Ｌ， 平均为 １０．４９ ｍｇ／Ｌ。说明该组合人工湿地系统有利 于硝化与反硝化活性细菌、反硝化的生长，从而大
草、海菜花、眼子菜等沉水植物 常绿香蒲、美人蕉及芦苇等挺水植
物；蛭石、泥炭、砾石复合基质层 睡莲，水面覆盖 ３０％
2 运行效果分析
目前，该厂人工湿地工程已运行近 ４ 年，选取 该厂 ２００８ 年 ７ 月 ￣２００９ 年 １ 月稳定运行的进出 水检测数据进行统计分析，见图 ２￣ 图 ６。
图 5 TP 处理效果
无锡市城北污水处理厂是太湖流域较早采用 人工湿地处理尾水的污水处理示范工程，已稳定 运行了近 ４ 年。根据实际运行情况，分析了污水处 理厂人工湿地的运行效果，并介绍了人工湿地系 统在运行中出现的问题及相应的改造措施，以期 为人工湿地的设计运行提供参考。
1 人工湿地设计简介
1.1 设计进、出水水质 进水为污水处理厂的二级处理尾水，水质为《城
图 1 工艺流程图
污水处理厂二级处理尾水自二沉池引管至进 水观测台以观测进水水质；随后自流进入曝气生 物强化氧化单元完成 ＢＯＤ 的降解和氨氮的硝化； 出水通过布水渠使水体形成均匀的水平流依次进 入三级表面流湿地单元实现 ＳＳ 的去除、硝化反硝 化，并为后续单元补充碳源；出水由叠石形成的溢 流堰依次进入二级垂直流潜流湿地单元完成反硝 化脱氮及除磷；最后进入生物稳定塘单元进一步 净化水质并从感官上检验出水水质效果。 1.3 人工湿地处理系统的设计参数[3]
城市道桥与防洪
防洪排水 ９７
城镇污水处理厂人工湿地提标处理运行效果 分析与探讨
蒋岚岚 １，华 伟 １，刘 晋 １，陈 豪 ２，杨薇兰 ２
（１．无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡 ２１４０７２；２．无锡市排水公司，江苏无锡 ２１４０２６） 摘 要：无锡市城北污水处理厂是太湖流域较早建设的复合型人工湿地提标处理示范工程，已稳定运行了 ３ ａ 多。介绍该厂污水处理 工艺流程、工程设计参数和基质植物配置情况。对污水处理厂人工湿地系统实际运行数据进行分析，表明该工艺运行稳定可靠，出水 水质稳定达到 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ １８９１８－２００２） 中的一级 Ａ 排放标准，ＣＯＤＣｒ、ＮＨ３－ Ｎ、ＴＮ 和 ＴＰ 去除率分别为 ２７．５％、４２．５％、２０．４％和 ２９．４％。探讨了运行过程中出现的植物选择不合理、处理效果受进水水质影响较大等问题，并在此基础上对人 工湿地系统的设计提出建议。 关键词：污水处理厂；复合型人工湿地；处理效果；提标改造 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９－ ７７１６（２０１２）１２－ ００９７－ ０３
０．０９
ＬｖＢＯＤ＝０．０４４ ｋｇ／（ｍ·３ ｄ）， ＬｖＮＨ４＋－ Ｎ＝０．０１４ ｋｇ／（ｍ·３ ｄ）
ＤＯ＝０￣０．５ ｍｇ／Ｌ
土埂池体
压实粘土池体 ／ＨＤＰＥ 土工膜防渗
２．２２
０．４５
ＤＯ＝０．５￣２ ｍｇ／Ｌ
地下式混凝土
植物 ／ 基质情况
／ 漂浮植物浅层浮床 ＋ 弹性组合填
料 ＋ 微气泡空气扩散装置 一、二级：水芹和芭蕉芋；第三级：苦
0 引言
人工湿地作为一种污水自然处理技术，采用 生物 － 生态方法，克服了化学方法净化污水易造 成二次污染、物理方法净化污水治标不治本的缺 点，能发挥其投资费用、运行费用及运行耗能低和 污水处理效果好的优势，其应用越来越广泛［１，２］。但 是，采用人工湿地处理城镇污水处理厂尾水用于 提标的应用目前见诸报道的不多，设计建造的工 程经验和实际运行经验均较少。
人工湿地处理系统主要设计参数见表 ２。
９８ 防洪排水
城市道桥与防洪
２０１２ 年 １２ 月第 １２ 期
单元
水域面 平均有效 总容 积 ／ｍ２ 水深 ／ｍ 积 ／ｍ３
进水观测台 ２０
０．３
６
曝气生物
５５０
１．８
９９０
强化氧化
表面流湿地 ２ ８３０ ０．２￣０．３ ７０８
垂直流潜 ９６０
流湿地
生物稳定塘 １８５
图 2 CODcr 处理效果 图 3 NH3 -N 处理效果
图 4 TNwk.baidu.com处理效果
图 6 SS 处理效果
2.1 CODcr 的去除 由图 ２ 可知，污水处理厂二沉池出水（人工湿
地进水）经过人工湿地处理系统后，尽管进水水质 波动较大，但是组合人工湿地处理系统的出水水 质较稳定，其出水 ＣＯＤｃｒ 均低于 ５０ ｍｇ／Ｌ，而且大 部分是在 ４０ ｍｇ／Ｌ 以下。其出水 ＣＯＤｃｒ 达标率为 １００％，平均去除率为 ２７．８％。 2.2 氮的去除
收稿日期：２０１２－ ０７－ １１ 作者简介：蒋 岚 岚 （1975-），女 ，江 苏 扬 州 人 ， 高 级 工 程 师 ， 从 事 环 境工程专业工作。
1.2 工艺流程 由于该湿地工程在厂内实施，因此利用厂区绿
化预留地约 ６ ９００ ｍ２ 构建人工湿地示范区。其中， 水域面积 ４ ５４５ ｍ２，景观绿化面积 ２ ３５５ ｍ２，设计 处理规模为 ２ ０００ ｍ３／ｄ。整个人工湿地示范工程利 用现有地形进行设计构造，根据水质净化要求将 整个系统划分为 ４ 个功能单元：曝气生物强化氧 化 单 元 、表 流 湿 地 单 元 、潜 流 湿 地 单 元 、生 物 稳 定 塘单元。处理工艺流程见图 １。
２．１５ ２ ０６４
１．０
１８５
表 2 人工湿地处理系统主要设计参数
ＨＲＴ 水力负荷 ／ｈｍ２ ／（ｍ３／（ｍ·２ ｈ））
其它参数
结构形式
／
／
／
地下式砖混
１１．８８
ＤＯ＝２￣４ ｍｇ／Ｌ，ＳＯＲ＝３５．９２ ｋｇ／ｄ， ０．１５
Ｇｓ＝１．４８ ｍ３／ｍｉｎ
地下式钢 筋混凝土
８．４９
０．０２９
２４．７７
镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８－ ２００２） 一级标准中的 Ｂ 标准，出水为一级标准中的 Ａ 标 准。设计进、出水水质见表 １。
表 1 设计进出水水质（单位：mg/L）
项目 ＢＯＤ５ ＣＯＤＣｒ
ＳＳ
进水
２０
６０
２０
出水
１０
５０
１０
ＴＮ ＮＨ３－ Ｎ ＴＰ
２０ ８（１５） １
１５
５（８） ０．５
由图 ３、图 ４ 可以看出，人工湿地处理系统出 水 剔 除 个 别 异 常 数 据 后 ＮＨ３－ Ｎ 变 化 范 围 为 ０．１７￣０．６９ ｍｇ／Ｌ，平均值为 ０．３１ ｍｇ／Ｌ，远低于 ５ ｍｇ／Ｌ 的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ １８９１８－ ２００２） 中一级 Ａ 标准限值；ＴＮ 浓度明显下降且波动明显 变小，最大值为 １４．１２ ｍｇ／Ｌ，最小值仅为 ４．１ ｍｇ／Ｌ， 平均为 １０．４９ ｍｇ／Ｌ。说明该组合人工湿地系统有利 于硝化与反硝化活性细菌、反硝化的生长，从而大
草、海菜花、眼子菜等沉水植物 常绿香蒲、美人蕉及芦苇等挺水植
物；蛭石、泥炭、砾石复合基质层 睡莲，水面覆盖 ３０％
2 运行效果分析
目前，该厂人工湿地工程已运行近 ４ 年，选取 该厂 ２００８ 年 ７ 月 ￣２００９ 年 １ 月稳定运行的进出 水检测数据进行统计分析，见图 ２￣ 图 ６。
图 5 TP 处理效果
无锡市城北污水处理厂是太湖流域较早采用 人工湿地处理尾水的污水处理示范工程，已稳定 运行了近 ４ 年。根据实际运行情况，分析了污水处 理厂人工湿地的运行效果，并介绍了人工湿地系 统在运行中出现的问题及相应的改造措施，以期 为人工湿地的设计运行提供参考。
1 人工湿地设计简介
1.1 设计进、出水水质 进水为污水处理厂的二级处理尾水，水质为《城
图 1 工艺流程图
污水处理厂二级处理尾水自二沉池引管至进 水观测台以观测进水水质；随后自流进入曝气生 物强化氧化单元完成 ＢＯＤ 的降解和氨氮的硝化； 出水通过布水渠使水体形成均匀的水平流依次进 入三级表面流湿地单元实现 ＳＳ 的去除、硝化反硝 化，并为后续单元补充碳源；出水由叠石形成的溢 流堰依次进入二级垂直流潜流湿地单元完成反硝 化脱氮及除磷；最后进入生物稳定塘单元进一步 净化水质并从感官上检验出水水质效果。 1.3 人工湿地处理系统的设计参数[3]