作者：李澤峰 單位：山西省汾河中下游水務(wù)管理局

1水質(zhì)現(xiàn)狀

2009年監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：汾河太原段為劣Ⅴ類水質(zhì)，已喪失使用功能。全河段主要超標(biāo)污染物是氨氮、總氮、BOD（5五日生化需氧量）、揮發(fā)酚、總磷和COD（化學(xué)需氧量）。從瞬時(shí)濃度值看，氨氮、總氮、揮發(fā)酚、BOD5、COD、陰離子表面活性劑的瞬時(shí)最高濃度值均出現(xiàn)在小店橋斷面；高錳酸鹽指數(shù)和總磷的最高瞬時(shí)濃度值均出現(xiàn)在溫南社斷面；鐵和錳的最高瞬時(shí)濃度值分別出現(xiàn)在灘上橋斷面和寨上水文站斷面。

2工程概況

在汾河生態(tài)修復(fù)中，人工濕地的實(shí)施完全采用生物方法對(duì)污水進(jìn)行處理。本工程小店段（7.8km）規(guī)模為50000m3/d污水處理。此段水質(zhì)太差，不宜使水直接進(jìn)入人工濕地，故需增加預(yù)處理工藝，即取水工程、預(yù)處理工程、輸配水工程、潛流濕地工程、表流濕地工程、景觀濕地工程。預(yù)處理工程包括提升泵站、初沉池、厭氧池、浮動(dòng)生化池、二沉池、加壓泵站和人工濕地。由可研報(bào)告確定的水質(zhì)及2009年小店區(qū)水質(zhì)檢測結(jié)果，確定本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：CODcr≤40mg/L，BOD≤25mg/L，氨氮≤10mg/L。潛流濕地每塊20m×30m，共250塊，總面積150000m2。采用磚墻分割成池，填料為碎石、粗砂、種植土、挺水植物。表流濕地由預(yù)制塊構(gòu)件分隔種植挺水植物，水深200mm達(dá)到根莖。總面積611000m2，景觀濕地面積125000m2。潛流濕地茭白、蘆葦各占50%，植株密度16株/m2，表流濕地香蒲、蘆葦各占50%，密度9株/m2。景觀濕地淺水區(qū)設(shè)計(jì)水深0.3m，種植香蒲、菖蒲、苔草、水蔥等植物；深水區(qū)設(shè)計(jì)水深1.5m，種植荷花、睡蓮等植物。水面、植物中間設(shè)置小島，島上種植香蒲，形成綠島。陸地有景觀園路相連，形成生態(tài)景觀，同時(shí)進(jìn)一步充氧和凈化污水。

3污水處理

3.1預(yù)處理系統(tǒng)

污水經(jīng)取水工程提升進(jìn)行初沉，去掉淤泥后進(jìn)入?yún)捬跆吝M(jìn)行NH4+-N去除，去除率達(dá)到40%~50%，然后進(jìn)入浮動(dòng)生化池和二沉池。兩池結(jié)構(gòu)是污水處理中活性污泥法的典型結(jié)構(gòu)，二沉池中上清液返回厭氧池進(jìn)一步增加對(duì)水中有機(jī)物的吸附、生化作用。一部分污泥取走作肥料，一部分回流浮動(dòng)生化池作下一循環(huán)的處理媒介。活性污泥具有生物性質(zhì)，主要由微生物和一些雜質(zhì)組成，有時(shí)還有寡毛類的線蟲出現(xiàn)，其顆粒松散，呈絮狀，表面積大，對(duì)污水中懸浮物、交替物的吸附能力很強(qiáng)。這些被吸附的有機(jī)物質(zhì)被活性污泥中的微生物氧化分解。一般廢水在浮動(dòng)生化池中曝氣4~10h，可完成基本凈化過程，BOD5的去除率達(dá)到90%以上。一些不穩(wěn)定的無機(jī)物被氧化成穩(wěn)定的氧化物。曝氣后生成的云塊狀膠體物質(zhì)起著吸附和沉淀作用，將懸浮顆粒物質(zhì)固定，使水質(zhì)得到凈化。

3.2潛流濕地

潛流濕地主要利用濾池中所鋪設(shè)的濾料上附著的生物膜，對(duì)污水中有機(jī)物進(jìn)行吸附、生化，達(dá)到去除其中有害物質(zhì)的目的。本工程中潛流濕地基礎(chǔ)為黏土夯實(shí)700g土工膜防滲，自下到上是由粗到細(xì)，不同粒徑的卵石、細(xì)沙和表層的種植土。下層的石子過濾床中繁殖有各種微生物，在微生物作用下將預(yù)處理后水中的有機(jī)物氧化分解，使水質(zhì)得到凈化。表層的茭白、蘆葦可以吸收水中的氮、磷及無機(jī)物營養(yǎng)元素，同時(shí)可給下層濾床保溫，使生物膜的活性保持在最佳狀態(tài)。濾池中的生物對(duì)廢水中毒性的忍受能力比活性污泥強(qiáng)，硝化作用完全，但對(duì)沖擊負(fù)荷的抵抗能力較弱，生物膜遭受破壞后恢復(fù)活力的時(shí)間較慢。

3.3表流濕地

表流濕地中種植淺根散生型蘆葦、深根散生型的香蒲，對(duì)NO3--N的吸收速率分別約為0.5g（/m2•a）和3.3g（/m2•a）。氮在表流濕地中的去除過程主要有揮發(fā)、土壤吸附和離子交換、植物吸收、硝化反硝化。前兩個(gè)過程的去除作用并不顯著，而植物吸收的去除只占總質(zhì)量的10%左右，且必須通過收獲才能離開表面流人工濕地系統(tǒng)。一旦植物被收獲，則在腐殖層和土壤中依賴植物殘?bào)w分解提供有機(jī)物而進(jìn)行的反硝化作用會(huì)受直接影響，從而影響反硝化脫氮的效果。因此，必須保證水中有充足的溶解氧，同時(shí)使反硝化細(xì)菌有適宜的缺氧環(huán)境和充足的有機(jī)物來源，以保證反硝化脫氮這一表流人工濕地系統(tǒng)中主要脫氮途徑順利進(jìn)行，使表層土壤與表覆水之間交換吸附磷的能力不斷恢復(fù)，因而有植物系統(tǒng)比無植物系統(tǒng)有著更好的磷去除效果。但部分儲(chǔ)存在植物體內(nèi)的磷在秋冬季節(jié)隨著植物的枯萎死亡，部分被微生物緩慢分解重新釋放回水體當(dāng)中，其余部分則逐漸積累穩(wěn)定成腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)及其吸附的磷可占土壤總磷含量的40%以上，這部分含磷物質(zhì)在好氧條件下容易被植物吸收而重新利用，但在厭氧條件下卻不會(huì)被生物酶所分解，可以穩(wěn)定地蓄積和保存，成為磷去除的一個(gè)重要途徑。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，植物收獲的頻率與磷的去除效率直接相關(guān)，有規(guī)律的收獲可以使表流人工濕地系統(tǒng)中植物對(duì)磷的吸收占總磷去除率的20%～30%。

3.4景觀濕地

景觀濕地深度0.3~1.5m，經(jīng)過預(yù)處理和潛流濕地處理，水中的總氮、總磷可達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但還屬于富營養(yǎng)水體。為確保景觀濕地生態(tài)系統(tǒng)在食物鏈上的穩(wěn)定和完整，可以適當(dāng)放養(yǎng)一部分野雜魚類，給食物鏈金字塔頂端的水鳥提供食物。總之，景觀濕地形式既美化了環(huán)境又是對(duì)前階段污水處理效果的檢驗(yàn)，從濕地凈化后的水排入汾河，相當(dāng)于對(duì)下游水質(zhì)進(jìn)行了稀釋，污染負(fù)荷相對(duì)減小，治理起來更加容易，為汾河水直接進(jìn)入下游表流濕地、灘涂濕地和坑塘奠定了基礎(chǔ)。