人工湿地案例分析

人工湿地案例分析

目录

1 北京黑土洼人工湿地 (3)

1.1项目概述 (3)

1.2工艺流程 (5)

1.3效益分析 (7)

1.4存在问题与建议 (7)

2云南抚仙湖窑泥沟人工湿地 (8)

2.1项目概述 (8)

2.2工艺流程 (8)

2.3效益分析 (9)

2.4存在问题与建议 (9)

3成都活水公园 (11)

3.1项目概述 (11)

3.2工艺流程 (11)

3.3效益分析 (13)

3.4存在问题与建议 (14)

人工湿地案例分析

1 北京黑土洼人工湿地

1.1项目概述

官厅水库为永定河上的一座大型水库，是北京市的重要饮用水源地之一。为修复官厅水库流域水生态环境，2001年底开始由北京市水务局和德国勃兰登堡州经济部合作，开展了“黑土洼湿地系统示范工程”研究，目的是利用人工湿地技术在官厅永定河入库口控制入库污染，改善入库水质。

黑土洼湿地系统由人工湿地和稳定塘两部分构成，将官厅水库上游严重污染的劣V类来水引入稳定塘，经初步净化后，一部分水直接入库，另一部分水再经人工湿地进行深度处理，其出水可达Ⅲ-V类地表水标准。该系统处理能力达9*107m3/a，黑土洼湿地系统示范工程总平面布置见下图。

黑土洼湿地系统示范工程总平面布置图

其中人工湿地占地7.31ha（110亩），分四个区，采用中方和德方设计的两种不同湿地结构模式，湿地年处理水量1500万m3。

1.2工艺流程

人工湿地效果分析人工湿地工区湿地单元由挺水植物塘、一级植物碎石塘、水生生物塘、二级植物碎石塘、砂滤池5级构成。湿地单元面积30m*125m，设计处理水量1728m3/d，面积水力负荷0.58m3/m2d，水力停留时间约38h。设计最大面积水力负荷1.08m3/m2d。

湿地单元各级和不同季节溶解氧变化图

不同季节氨氮去除效果

不同季节CODmn去除效果

不同季节总氮去除效果

1.3效益分析

人工湿地工、Ⅱ、Ⅲ区每平米面积造价150元，Ⅳ区单位面积造价190元，深度处理规模4. 4万m3/d，工程直接投资1170万元。当前年运行管理费为100万元，折合运行费为0.065元/t。黑土洼湿地系统成功探索了北方低温地区微污染水体生态湿地处理技术。在永定河入库口处有效地遏制了入库污染，为官厅水库的水质净化起到了重要作用。

1.4存在问题与建议

（1）潜流湿地堵塞

由于进水负荷较高，中方潜流湿地也出现堵塞现象，而德方湿地由于前端配备了砂滤单元，堵塞风险大大降低，堵塞后一般只有停止单元运行，进行翻砂处理。建议是降低水力负荷，前端设计强化去除SS。

（2）稳定塘围隔失效

原有设计采用围隔将稳定塘一分为二，达到二级沉淀的目的，但从现场情况了解，由于水库水面面积大，北方冬季风速很大，围隔中原有漂浮植物无法存活，死亡后沉入水底，加重了围隔的重量，一段时间后围隔全部断裂，沉入水底，建

议设计时应考虑围隔的适用性。

（3）系统维护仍有待改进

现有日程维护植物进行收割、补种。

2云南抚仙湖窑泥沟人工湿地

2.1项目概述

农业面源污染是抚仙湖水体的最大杀手，生活污水和农田径流等面源污染是导致水质下降的主要原因。据统计，2002年抚仙湖径流区化肥施用量为49681吨，其中约20%的氮肥、15%的磷肥随水流失；而农药的施用量近30吨，约30%流失，这些直接导致总磷和总氮升高。

抚仙湖窑泥沟人工湿地2002年6月，由中国科学院南京地理与湖泊研究所和玉溪市环科所设计，位于抚仙湖北岸，占地面积33亩，为抚仙湖第一个人工湿地试验工程，设计深度处理能力l万m3/d，初级处理（拦污、沉沙）能力5万m3/d，主要接纳抚仙湖北岸污染最为严重的窑泥沟及与之相邻的农灌沟入湖污水，窑泥沟年入湖水量442万m3，来水包括上游澄江县城市生活污水、县城污水处理厂排水、沿途13个村庄的生活污水和上万亩农田径流形成的混合污水，

2.2工艺流程

采用“拦污栅——沉淀池——生物氧化塘——潜流湿地——表流湿地”的复合型人工湿地工艺。

2.3效益分析

该湿地于2001年11月建成运行，工程吨水建设投191元（不含租地费），吨水处理运行费0.10元左右，不使用化学药剂，主要产物可二次利用，并利用原有湖滩地的自然高差实现无能耗自流运行。工程运行结果表明，污染物去除率CODcr58%，BOD535%、SS97%、TN45%、TP31%，明显削减了窑泥沟入湖污染负荷，环保部门的监测结果显示，窑泥沟人工湿地出水水质达到地表水III类标准，水质提高1～2级。

2.4存在问题与建议

（1）氧化塘系统中的底泥上浮

随着温度的升高和氧化塘系统中的水芹菜老化，其沉积于塘低的沉积物因光、氧化反应而上浮。沉积物漂浮于氧化塘的一隅或附着于水芹菜附近。这样的结果不仅导致了水质的恶化，而且对水芹菜的生长有非常大的影响，沉积物附着于水芹菜页面上后，阻碍了水芹菜的光合作用，导致植株死亡。同样，睡莲塘中沉积的低泥也上浮，并附着在睡莲叶片上，导致睡莲叶片烧灼而死。大面积的低泥上浮使睡莲的根系无法固着而漂浮在水面。建议是应及时清流淤泥，一般3个月左右清理一次。

（2）潜流湿地表流化

由于进水浓度过高，该人工湿地运行1年左右潜流湿地完全堵塞，潜流湿地变成了表流湿地。2003-2004年实施了湿地改扩建工程，新增湿地面积约l倍，

增加了垃圾拦污栅和污泥清除措施，并将原有潜流湿地床进行了彻底清理。2005年继续投入运行，然而由于湿地进水水力负荷及污染负荷过高，潜流湿地仍然出现了明显的堵塞现象。建议是降低水力负荷。

（3）系统不能全力运行

这个湿地采用并联的形式进行构建，左右两边的湿地系统，通过中央的一条混凝土走道分割。就目前而言，左边系统基本上处于停运状态。其原因或许因为该系统的工艺为氧化塘＋表流湿地构建，而表流湿地采用方空砖布水，由于构建技术的缘故，导致方空砖堵塞而不能布水，因此整个系统休停状态。建议是重视施工质量和布水系统设计。

3成都活水公园

3.1项目概述

成都市活水公园是1997年建成的世界上首座以展示“人工湿地水处理系统”和“仿峨眉山亚热带自然植被”为主要内容的，以水保护为主题的生态公园，其外貌像一条鱼。曾获1998年国际水岸中心第12届国际优秀水岸设计评比授予的“优秀水岸设计最高奖”和1998年由国际环境设计研究协会和美国《地域》杂志联合授予的“环境设计奖”。并获“母亲河教育基地”、“省环境保护教育基地”、“市环境科教基地”等荣誉称号。其人工湿地系统工程1997年底建成，至今已正常运行了10年。十年来，成都活水公园展示的人工湿地处理系统，处理水量原设计运行日处理300吨从2005年起扩大到600 吨；10 年来的运行监测数据证实，进水随来水在Ⅵ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类中变化，但其出水水质良好，主要水质指标均能达到地表水Ⅲ类水标准的要求，湿地植物长势良好，没有出现观赏鱼塘鱼死的事故；游人从“鱼头”到“鱼尾”可以清晰地看到流水从污水变成清水的变化过程及在这个过程中水的颜色、功能、水生植物、动物及游人亲水活动的变化。实地展示了“去污保水、种草养鱼、建设良性人工湿地生态系统”和“用绿叶鲜花装饰大地、把清水活鱼送还自然”的人工湿地处理工艺的设计理念。加之公园仿峨眉山亚热带天然植被日趋成熟的森林景观，较好的体现了人、鱼、水、鸟、花、草、木和谐相处的自然景象。

3.2工艺流程

活水公园人工湿地处理系统采用的是接触厌氧沉淀池加植物塘、床系统处理工艺，其工艺流程见图。

成都市活水公园人工湿地净水系统工艺流程方框图成都市活水公园的人工湿地净水工艺分成三个系统，形成三个区，分别展示了人工湿地系统三个不同的工艺过程和相应的生态环境及有关的休闲、娱乐、教育等内容。

（1）进水预处理系统及地上仿峨眉山植被、茶楼与地下展厅。

在这段区域中，人工湿地净水工艺系统展示了用泵把府河污水泵入厌氧沉淀池，厌氧沉淀池的出水经水流雕塑自流曝气后流入兼氧高位水池的工艺过程；

园林建筑设计者利用沉淀池与地面的高差及其地形地貌，设计建设了反映川西古

建筑特点的带水车的吊脚楼和地下展厅，并在地上山坡上建设仿峨眉山的亚热带自然植被；环境艺术家利用厌氧池的水面上设置了象征清水受污染的石雕作品，在厌氧池与兼氧池的联接处设置了可观赏与自流曝气的水流雕塑；管理者在吊脚楼及地下展厅里设置了休闲茶馆、水质监测室、环保图书室、环保活动室、办公室和成都市府南河工程建设前后的图片、照片展等，形成了活水公园的休闲茶楼与环保教育区。

（2）人工湿地植物塘、床处理系统及地上仿九寨沟黄龙寺钙化池盆景、湿地动、植物展示及地下环境教育馆。

兼氧池的出水经倒虹吸管分两路自流入两套各自独立的人工湿地植物塘、床系统，形成了活水公园人工湿地植物观赏核心区。在这个核心区内建设成仿世界遗产-九寨沟黄龙寺钙化池盆景结构的三级人工湿地植物塘、床构筑物，其中有6 个植物塘、12个植物床；在这些塘、床中种植有浮萍、凤眼莲、水浮莲等浮水植物, 睡莲、田字萍等漂叶植物，芦苇、香蒲、伞草、茭白、马蹄莲、荷花等挺水植物, 苦草、金鱼藻等沉水植物，并伴生有青蛙、鱼类、昆虫等水生动物。

（3）人工湿地出水应用系统及观赏鱼塘、戏水池、自然水沟、两岸陆生生态与游人休闲娱乐活动场。

从人工湿地植物塘、床系统的出水流入观赏鱼塘、戏水池、自然水沟等, 形成在府河岸上流动的滨河水环境。在这些水景水面的两傍建设有各式各样的园林小品、休闲座椅、园林小道、森林、草地、广场等，组成了人工湿地出水应用的戏水亲水活动区；在这个区的观赏鱼塘、自然水沟内养殖有各种锦鲤，种植有少量的水生植物；建设有仿螺型水流雕塑和戏水池，出水在府河岸上水沟延续1500多米后流入下游府河。在观赏鱼塘下面建设有地下停车场。游人可在这个区域的地面上开展休闲、娱乐、观赏及一些亲水活动等。接送游人的车辆可以在地下停车场停放。

3.3效益分析

经10来年的运行考验，成都市活水公园的陆上植被生长茂盛，湿地植物生长良好，净水效果越来越好, 形成了绿树成阴、流水潺潺、空气清新、游人悠闲、科学内涵丰富的亚热带森林植被与湿地生态景观。有如在市中区建设了一个城市氧吧，与繁华的都市形成了鲜明的对照, 深受广大市民与旅游客人欢迎。

3.4存在问题与建议

在应用人工湿地净水工艺系统的治污工程中发现的主要问题有：

（1）湿地构筑物渗漏, 造成其水位调不高和进水多而出水少；

（2）前处理过于简化且无进水流量控制设施，造成丰水期进水流量远远超过设计流量, 使潜流湿地基质堵塞、缩短湿地正常运行寿命；

（3）植物床布水不均匀, 短流、死区多，床体有效容积利用率低；

（4）忽视管理或管理粗放；如不收割成熟的植物和清理枯枝烂叶，鱼类、水禽饲养过剩等，至使人工湿地的净水效果下降、甚至形成二次污染；

（5）预处理产出的污泥、湿地系统产出的植物缺乏妥善的处理设施，而造成新的污染。

产生这些问题的主要原因是：

（1）缺乏对人工湿地构筑物的认识，不认真作防渗漏施工、不重视工艺管道安装、不关注具体的工程细节，从而易出现许多渗漏和布水不均等问题；

（2）过分地强调人工湿地治污工程的投资低、运行成本低、操作简单，以至造成项目建设经费不足而降低质量、缺管理费而放任自流、没有像对待二级生化处理厂那样的精神和要求来建设管理人工湿地治污工程；

（3）对人工湿地治污工程可能造成的二次污染问题没有引起足够的重视和采取适当的处理措施。

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