氧化塘_潜流湿地处理低污染河水中试工程

稳定塘和人工湿地是典型的污水生态处理工艺，广泛应用于控制面源污染，并取得了良好的处理

效果和产生了明显的景观效应[1-2]。稳定塘对污水中悬浮物及颗粒吸附态污染物具有良好的沉降性能[3]，而人工湿地则能较好地去除氮、磷等营养物质[4-5]，塘与人工湿地优化组合后形成的塘-湿地复合系统则可同时实现这两种技术的优势互补，从而提高了对污水的综合净化能力。前置塘因能沉降污水中大部分悬浮物而可有效减小湿地堵塞概率，保证了湿地能正常连续运行并充分发挥处理低浓度污水的潜力。

近年来，昆明实施了环湖截污、环河截污等一系列截污工程，入滇河道水体污染负荷得到明显削减，水环境质量得到初步改善。因此，本研究所面对的主要是低污染河水（COD ＜80mg ·L -1）。为进一步削减入湖污染负荷、提高水体环境质量和增强其景观效果，开展了间歇进水、连续出水塘-湿地复合系统处理城市低污染河水中试研究。与以往流程长、占地面积大的生态环境工程技术相比，本复合系统具有流程简化、占地面积较小、处理效率高的特点，并首次运用于国家“十一五”水体污染控制与治理科技重大专项“城市河道下游生态构建及河口塘库调蓄技术研究与工程示范”，为我国控制城市面源污染

提供了具有参考价值的技术方法。

1示范区与工程概况

1.1示范区概况

新运粮河示范区位于昆明市西山区内的新运粮河下游及河口区域，利用当地的闲置地建成，光照充足。新运粮河是昆明主城区盘龙江以西主要的排洪、排污河道，属于滇池草海入湖河流。主河道长14.56km ，汇水面积83.4km 2。根据实测数据，该河段水质状况见表l 。

1.2工程概况

处理的工艺流程为低污染河水（间歇进水）→氧化塘（连续出水）→潜流湿地（连续出水）→滇池草海。

氧化塘有效容积为19.2m 3，湿地填料空隙率为0.35，湿地有效容积为4.2m 3。选当地综合净化能力强并保持全年长青的湿地景观植物黄花美人蕉和风

氧化塘－潜流湿地处理低污染河水中试工程

莫文锐1,2，黄建洪1,2，田森林1，彭福全2，聂

凤2，周新云1,2

（1.昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650500；2.环境保护部华南环境科学研究所，广东广州510655）

摘要：以昆明市新运粮河工程示范区的间歇进水、连续出水氧化塘-水平潜流人工湿地复合系统为研究对象，探

讨了该中试系统处理城市暖季与寒季低污染河水的运行状况，结果表明，间歇进水、连续出水塘-湿地复合系统可以有效处理暖季与寒季低污染河水，暖季各污染物的去除率平均分别为COD 73.8%、

TP 78.9%、TN 64.4%、NH 4+-N 75.1%，寒季各污染物的去除率平均分别为COD 64.6%、TP 72.8%、TN 40.1%、NH 4+-N 56.6%。系统出水均达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918－2002）的一级A 标准，可作为城镇景观用水和一般回用水。

关键词：间歇进水；连续出水；塘；湿地；低污染河水中图分类号：X522

文献标识码：A

文章编号：1000-3770(2011)12-0083-003

收稿日期：2011-06-03基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（2009ZX07102-003-4）作者简介：莫文锐（1987－），男，硕士研究生，研究方向为水污染挖制；E-mail ：rida12@ 联系作者：田森林，教授；E-mail ：tiansenlin@

表1中试所处河段水质监测结果

Tab.1

Characteristics of raw water of the experiment

项目

COD /mg ·L -1

ρ/mg

·L -1TP

NH 4+-N

NO 3--N

TN 暖季寒季40.5～80.545.5～80.50.69～0.910.69～0.96 5.41～8.027.28～8.590.25～0.490.15～0.32

7.3～10.9

9.4～10.9

第37卷第12期2011年12月水处理技术

TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT Vol.37No.12Dec.,2011

83

车草作为系统栽种植物。浮萍为塘内的浮水植物，须定期打捞以保持其覆盖塘内约80%水面，靠近塘出水端并与塘宽平行种植一排共6株美人蕉，可拦截部分悬移质。湿地以1.3株·m-2的密度种美人蕉和风车草各一半并定期剪除残落枝叶。系统以间歇进水、连续出水方式连续运行。塘起到调蓄净化功能，既有利于降低能耗，又方便维护管理。

系统运行参数：2010年9月下旬到11月下旬考察暖季系统运行状况，日均气温为20～25℃；2010年12月下旬到2011年2月底考察寒季系统运行状况，日均气温为6～12℃。系统一次处理污染河水11.52m3，处理周期为4.1d，每天能处理3.84m3河水。塘与湿地水力停留时间分别为3d与1.1d，平均水力负荷分别为0.18m3·m-2·d-1和0.16m3·m-2·d-1。

系统建成后按设定处理水量和周期连续运行，为诱导植物根系纵深生长，运行初期保持湿地水位为填料高度的一半，以后逐渐提高水位至接近填料表层。因气候温暖、阳光充足，系统经一个多月的运行稳定期后，植物长势良好并出现了分蘖，大部分接近表层的填料着生有棕绿色的菌藻共生体，此时开始进行水处理实验。监测指标主要有COD、TN、NH

4

+-N、NO3--N、TP，均采用常规标准方法进行分析[6]。

2运行结果

2.1暖季低污染河水处理效果

定期将河水引入塘，进而顺高差流入湿地内净化处理。系统的运行效果见表2。

由表2可发现，暖季低污染河水经氧化塘处理，除硝氮增加了约一半外，其他指标均得到一定的去除，其中TP去除率达到了64%左右，其他指标去除率均不超过60%。氨氮减少了约54%，而硝氮却增加了约一半，说明该氧化塘的硝化作用较强而反硝化作用较弱。湿地对各污染物去除率都达到了40%以上，出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级A标准。湿地中硝氮去除率高于氨氮去除率，表明湿地的反硝化作用强于硝化作用，但总体上系统的氨氮去除率高于硝氮去

除率一倍以上，表明整个系统还是硝化作用显著强于反硝化作用。系统出水中除硝氮外的其他指标的去除率都达到60%以上，硝氮去除率也达到了32%左右，体现出塘-人工湿地系统处理暖季低污染河水的能力。

2.2寒季低污染河水处理效果

系统在暖季有效净化低污染河水的同时，在寒季亦可较好地处理低污染河水，以削减寒季进入滇池的污染负荷。寒季系统的运行效果见表3。

由表3可发现，低污染河水经氧化塘处理，除硝氮增加了约40%外，其他指标均得到一定的去除，其中TP去除率达到58%左右，其他指标去除率均不超过50%。氨氮减少了约29%，而硝氮却增加了约37%，说明该氧化塘的硝化作用明显强于反硝化作用。湿地对各污染物的去除率都达到30%以上，出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级A标准。湿地中硝氮去除率高于氨氮去除率，表明湿地的反硝化作用强于硝化作用，但总体上系统的氨氮去除率高于硝氮去除率两倍以上，表明整个系统还是硝化作用显著强于反硝化作用。系统出水中除硝氮外的其他指标去除率都达到了35%以上，硝氮去除率也达到了13%左右，体现出系统同样具有较好的处理寒季低污染河水的能力。

2.3暖季与寒季低污染河水的处理效果比较

虽暖季与寒季低污染河水水质较接近，但系统污染物去除过程和去除效率存在一定差异。如表4，低温下各污染物去除率较暖季时均有不同程度下降，其中TP的去除受气温影响最小，系统去除率平均下降了6%，其次是COD，系统去除率平均下降了9%，受影响最大的是各态氮的去除，系统去除率平均下降了19%～24%。虽然低温下微生物尤其是硝化菌和反硝化菌的活性均会受到一定抑制，但系统仍具一定的硝化和反硝化作用，出水仍能稳定达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级A标准，这主要是因为当地光照充足，湿地又具一定的保温作用，从而在一定程度上维持了微生物的活性。

项目COD/

mg·L-1

ρ/mg·L-1

TP NH4+-N NO3--N TN

原水塘出水湿地出水62.7±10.2

28.8±6.7

16.6±4.8

0.82±0.08

0.29±0.05

0.17±0.04

6.44±0.72

3.03±0.93

1.60±0.49

0.32±0.05

0.47±0.04

0.22±0.05

8.69±1.21

5.77±1.25

3.05±0.33

表2中试系统对暖季低污染河水中污染物的去除Tab.2Removal of pollutants at pilot system in warm season

表3中试系统对寒季低污染河水中污染物的去除Tab.3Removal of pollutants at pilot system in cold season

项目COD/

mg·L-1

ρ/mg·L-1

TP NH4+-N NO3--N TN 原水

塘出水

湿地出水

65.5±7.8

39.9±3.1

22.7±3.6

0.84±0.07

0.35±0.03

0.23±0.03

7.84±0.32

5.55±0.58

3.39±0.21

0.24±0.04

0.32±0.05

0.20±0.04

10.2±0.4

8.74±0.31

6.08±0.42

水处理技术第37卷第12期84