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作者：陳曉東單位：沈陽環境科學研究院

總體布置

結合汾河中下游流域的現場實際情況，沿汾河中下游地區以太原市為重點，兼顧晉中市、呂梁市、臨汾市和運城市，在較寬闊的河灘地建設人工濕地20處，總面積339.2hm2，共處理污水11.69萬m3/d（即1.35m3/s）。其中灘涂濕地8處，總面積212.33hm2；河槽濕地12處，總面積126.7hm2。

人工濕地在重點段（小店區）工程設計中的應用

1設計水量水質

（1）設計水量根據該區域可使用土地面積的實際情況，并考慮汾河的平均流量等因素，確定小店區工程的設計水量為50000m3/d。

（2）設計進水水質根據汾河小店區水質監測結果，結合汾河的水質特點，確定工程設計進水水質為：CODcr≤125mg/L，BOD5≤25mg/L，NH3-N≤35mg/L。

（3）設計出水水質根據山西省水利廳和山西省環保局頒布的《山西省地表水域環境管理區域方案》，汾河中下游河段即南內環橋以下河段，其水質目標為環監二類，其中主要污染指標COD優于地表水Ⅴ類標準，確定工程設計出水水質為：COD≤40mg/L，BOD≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L。

2工藝流程

工藝流程框圖見圖1。工藝流程簡述：汾河河水通過渠寬為B=2m，渠底坡度i=0.01的取水口自流進入平流式沉砂池，經1.5h的重力沉砂處理后進入預處理提升泵站，河水經300QW800-15-55型潛水排污泵提升進入斜管式初沉池，經1.0h的沉淀后自流進入廊道式厭氧池，在HRT=2.0h的時間內，采用水流推進器使河水在厭氧池中緩慢流動，進行厭氧處理；厭氧處理后的出水直接進入預處理的核心設施，即浮動生化池，河水的有效水深控制在4.5m、浮動填料投加量為20%和氣水比為2∶1的情況下進行高效的生化處理，活性污泥濃度控制在4500mg/L左右，處理后的出水經斜管式二沉池進行泥水分離，出水經潛流濕地加壓泵站二次加壓進入潛流濕地，河水經潛流濕地和表流濕地系統進一步處理后重新回到汾河。

3人工濕地在小店區工程設計中的應用

3.1潛流濕地在工程設計中的應用

潛流濕地系統采用復合型構筑濕地，水力停留時間3d，表面有機負荷設計<0.012kg（/m2•d），設計水力負荷<0.4m3（/m2•d）。占地面積約18.6hm2。共分為62組，每組5個單元。依據地形地勢進行設置，每個單元平面內尺寸為30m×20m。各單元尺寸與結構基本一致，各單元四周240mm磚墻護圍，單元深度1.3m。濕地由濕地防滲膜、濕地植物、集配水系統及導膜管構成。自下而上各層的分布：防滲層、導淤層、填料層、種植層。

3.2表流濕地在工程設計中的應用

每5個單元潛流濕地出水對應一個表流濕地單元，每個表流濕地分3個梯度，每梯度下降50mm，進一步通過植物根系吸收、表面流自凈等功能去除污染物，達到最終設計出水水質。表流濕地設計分為62組，每組約0.9hm2，表流濕地總面積55.8hm2，表面有機負荷設計<0.001kg（/m2•d）。

3.3景觀表流濕地在工程設計中的應用

在汾河小店橋北380m，南320m，寬約160m的左岸灘地設一景觀濕地，利用處理后的水形成較大的水面，水岸邊界地上種植如荷花、香蒲、蘆葦、菖蒲、澤瀉等水生植物。并設防腐木棧道，親水平臺、園路等親水設施。

工程設計中的注意事項

1實現濕地內部配水均勻性

沿河岸輸水主干管采用鋼管，濕地內所有配水管道均采用U-PVC給水管管材，耐壓等級為P≥0.4Mpa，垂直下方各45度角對稱穿孔，孔徑φ12mm，間距300~500mm不等。由配水主干管將污水引入各濕地單元，布水方式為穿孔管向填料層布水。

2填料選擇與級配的合理性

填料用量大，宜當地取材。在太原50km外的山有綠巖石，采用綠巖石經破碎后篩分，按不同規格進行濕地填料級配，防滲膜以上填料級配依次為：亞黏土100mm；80~120mm粒徑300mm厚；50~80mm粒徑100mm厚；30~50mm粒徑100mm厚；10~30mm粒徑100mm厚；粗砂層100mm厚。填料頂層為200mm厚種植土。

3濕地防滲措施的安全性

為防止污染地下水，工程采用防滲措施，首先在原土基礎上（整平后的設計底面）夯實，需達到壓強12t/m2，然后在濕地底部夯實黏土上及四周均鋪設一層高密度聚乙烯（HDPE）膜，本設計選用1200g/m2HDPE膜。

4濕地植物配置的多樣性

從北方濕地植物的生長狀況、環境適應性、抗病蟲害能力以及群落配置、合理布局與景觀美學等方面選擇適宜的濕地植物種類。蘆葦、茭白、香蒲、草、澤瀉、鳳眼蓮等植物具有年生長期長，生物量大，對高溫惡劣環境適應性強等特點，合理配置使濕地植物種類豐富。

5防止濕地內部堵塞措施的相關性

對于填料層防堵的問題，需要考慮濕地處理系統各單元間的關聯性，可采取以下措施：一是工藝前端采用預處理工藝，降低污水的懸浮物含量，控制進入濕地的COD；二是通過選擇合適的基質粒徑及級配，控制孔隙率，基質粒徑及級配的選擇應在保證凈化效果和防止堵塞兩者之間選擇一個平衡點；三是在導淤層設置倒膜管，定期排放濕地內脫落的生物膜，防止填料層淤堵。

結語

通過對該段流域實施濕地建設工程，將形成由不同規模、錯落有致的濕地構成的具有自我修復功能的濕地生態系統，削減入河污染負荷，增強水體自凈能力，同時發揮其水源涵養、調洪蓄洪、氣候調節、生物多樣性維持、景觀多樣性營建等多重作用，為野生動植物提供良好的生存環境。