1、江西建材城乡建设与环保3442023年1 月尾水净化湿地和美丽河湖共建探讨林 平，王浩渊无锡市河湖治理和水资源管理中心，江苏 无锡 214000摘 要：文中以无锡市西太湖湿地工程为例，探讨将污水厂尾水用于净化湿地和建设美丽河湖，以取得较好的综合效益，为其他地区的水环境治理提供参考。关键词：美丽河湖；尾水；湿地；共同建设中图分类号：X703 文献标志码：B 文章编号：1006-2890（2023）01-0344-03Discussion on Joint Construction of Tail Water Purification Wetland and Beautiful Rivers an
2、d LakesLin Ping，Wang HaoyuanWuxi River and Lake Regulation and Water Resource Management Center,Wuxi,Jiangsu,214000Abstract:Taking Wuxi West Taihu Lake Wetland Project as an example,this paper discusses the joint construction of the tail water purification wetland of the sewage plant and the beautif
3、ul rivers and lakes in order to achieve better comprehensive benefits and provide reference for the water environment treatment in other regions.Key words:Beautiful rivers and lakes;Tailwater;Wetland;Joint construction0 引言美丽河湖是美丽中国在水生态环境领域的集中体现和重要载体。近年来，全国各地陆续开展了美丽河湖建设的研究和实践1-3。2019 年9 月起，江苏省无锡市围绕“推
4、窗见绿、开门亲水、移步进园”的建设目标，创新治水思路、优化治水路径，开展美丽河湖三年行动，高质量建设了近800 处美丽示范河湖，美丽河湖成为贯穿无锡城乡的一道道靓丽风景，全市河湖环境质量持续改善4。本文以无锡市市级美丽示范河湖工程西太湖湿地为例，探讨将污水厂尾水净化湿地和美丽河湖结合起来共同建设的新思路，以期为其他地区水环境治理提供借鉴。1 工程概况西太湖湿地项目位于江苏省无锡市太湖国家旅游度假区，规划占地面积约54624m2。项目主要利用污水处理厂南侧预留地块内原有成片水塘建设人工湿地，将污水处理厂部分尾水引入湿地进行净化，达到预定水质目标后排出，人工湿地设计尾水处理能力达到9000m3/d
5、。在综合考虑用地面积、景观效果、工程造价和远期规划等因素后，本项目选用表流人工湿地作为污水厂尾水深度处理工艺。同时，在传统污水厂尾水净化湿地的基础上，全面融入美丽河湖建设相关要求，在建设理念上遵循“以人为本、生态优先”的原则，对湿地景观、便民设施等进行全面提升，提高河湖生物多样性，实现区域内的水体循环，打造集生态、教育、休闲为一体的无锡市市级美丽示范河湖。2 尾水净化湿地设计2.1 进水和出水水质污水厂出水水质即为本工程人工湿地设计进水水质。该污水厂出水 COD、氨氮、总氮、总磷指标均能够达到 DB 32/1 072-2018太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值 有关规定，
6、即COD40mg/L、氨氮3mg/L、总氮10mg/L、总磷0.3mg/L，SS、BOD5执行GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准 中的一级 A标准，即SS10mg/L、BOD510mg/L。本工程尾水人工湿地设计出水水质标准的确定主要是结合进水水质、一般人工湿地污染物设计去除能力和无锡地区其他实际工程案例等，最终确定湿地出水水质指标中 COD、BOD5、氨氮、总磷分别达到30mg/L、6mg/L、1.5mg/L、0.25mg/L，去除率分别为25%、40%、50%、16.7%。2.2 工艺流程结合场地现状并根据水质净化要求将整个湿地系统划分为六个功能单元：布水系统、曝气复氧
7、区、饱和流人工湿地单元、表流人工湿地单元、半饱和流人工湿地单元、生态稳定塘单元。污水厂出水经布水系统进入曝气复氧区，跌水后依次进入饱和流人工湿地、表流人工湿地、半饱和流人工湿地，最后进入稳定塘。湿地植物是人工湿地不可或缺的组成部分，对去除污染物发挥着重要作用5。因此，本项目根据不同单元的净水目标，在保证水利系统正常运行的前提下，兼顾美丽河湖建设要求，最大限度地提高水生植物的配置价值。2.3 主要单元设计2.3.1 布水系统本工程布水系统设计为污水厂尾水通过提升泵提升至出水池中，经过出水池调蓄后，从溢流出水口进入明渠引水段分作者简介：林平（1987-），男，江苏江阴人，本科，工程师，主要研究方向
8、为河湖管理和治理。基金项目：无锡市科协软科学研究课题（无锡市推进全市域美丽河湖建设的路径研究），项目编号：KX-22-C192。江西建材城乡建设与环保3452023年1 月级跌流布水，最后通过溢流堰实现湿地前端的均匀配水。出水池有效容积为67.5m3，共设置3 个出水口，每个出水口宽度为0.2m，高度为0.3m。明渠总长为250m，分为两段设计，前150m为引水段，宽度为3m，渠高为0.6m，每50m分成一段，每段末尾处设置溢流墙，溢流墙设置3个溢流出水口，跌流高度为0.4m；后100m为蓄水溢流段，宽度为4m，渠高为1.2m，与湿地接触一侧跌流高度为0.4m。2.3.2 曝气复氧区曝气复氧区
9、是尾水净化人工湿地的前置处理单元，池体采用钢筋混凝土结构，总面积为490m2，平均有效水深为0.8m，平行布置于饱和流人工湿地前端。池体内均匀安装 PE曝气管，通过高压风机鼓风曝气系统对水体进行曝气扰动，使水体中的次氯酸加速挥发，以减少对后续单元中湿地动植物及微生物的影响。同时，曝气系统较大幅度地提高水体溶解氧水平，以确保进入后续湿地单元中有足够的含氧量进行硝化反应，为水生植物的生长提供有利的条件。2.3.3 饱和流人工湿地该单元池体采用土埂结构，基质为土壤、碎石、沸石、砾石的复合填料，面积约为4122m2，有效水深为0.8m。区域内植物以沉水植物为主，挺水植物为辅，植物覆盖率61.4%。饱和
10、流人工湿地是表流人工湿地技术与饱和流生态滤床技术的结合，通过在表流人工湿地区域布设“丰”字形饱和流生态滤床，对来水进行导流、过滤，降解其中的污染物质。本项目中饱和流生态滤床采用“框架+靶向生物填料”的结构，布置时分为左右并联的2 级，每一侧有4 道滤床床体，床体长为40m、上宽为0.8m、下宽为1.6m、高度为1.0m。滤床框架内部填充不同孔径的多孔载体填料，为土著微生物附着提供条件。这些微生物产生的生物膜絮体具有较强的絮凝吸附作用，对水体中悬浮物进行吸附拦截，能够在较短的停留时间下显著降低水体中SS、氨氮、总磷和 COD含量。同时，“丰”字形结构使有限面积内形成最长的水道，尽可能地延长水流路
11、径，避免发生短流现象，让植物根茎部生长的生物膜充分接触得到净化，从而提升整体水质。2.3.4 表流人工湿地表流人工湿地单元布置在饱和流人工湿地后，面积约为9135m2，有效水深为0.30.7m。池体为土埂结构，基质填料采用土壤，施工时将池底原状土夯实，驳岸边坡夯实整理后1:2.5放坡。植被配置上挺水与沉水植物比例接近2：3，植物覆盖率53.2%。表面流人工湿地和自然湿地类似，主要依靠湿地植物根茎的拦截作用以及根茎上生成的生物膜的降解作用，进一步降解污染物，有效去除水中的 SS、BOD和总磷。水生植物泌氧作用和凋落物的分解还可以为后续半饱和流人工湿地系统反硝化补充碳源。2.3.5 半饱和流人工湿
12、地半饱和流人工湿地是在表流人工湿地的基础上进行的深化，通过对湿地底部基质改造，塑造高低错落的地形，既有高出水面的小岛，也能形成浅滩营造出自然蜿蜒的岸线，以恢复水体自然流动的多样形态，增加水体扰动。在不同地形上种植地域性和乡土性的水生植物，可以为湿地系统内的动物提供必要的栖息和繁衍场所，从而实现对水体吸附、过滤、沉淀、充氧的净化效果。该部分池体采用土埂结构，整个单元面积约为6739m2，有效水深为0.7m。植物配置上以挺水植物为主、沉水植物为辅，植物覆盖率51%。基质填料为土壤、碎石、沸石、砾石、卵石等，可以增强抗水体冲刷能力，且使河床具有良好透水性的同时，对固体污染物具有高效过滤沉淀作用。2.
13、3.6 生物稳定塘生物稳定塘采用土埂结构，总面积5440m2，有效水深1.0m。该区域为整个工程重要的景观部分，植物配置上，岸带为挺水植物、浮水植物复合种植，水域内则以浮水和沉水植物为主，植物覆盖率95.1%。生物稳定塘净化过程与自然水体自净过程相似，主要利用稳定塘中的水生动植物和微生物进一步去除水体中的有机污染物，降低氨氮、总磷6。为增加稳定塘景观效果，水面中心设置喷泉1 座，喷泉工作时水流跌落可以增加水中溶解氧的含量，进一步提升出水水质。3 美丽河湖景观设施设计3.1 总体布局设计西太湖湿地美丽河湖景观设施设计主要分为生态净化区、科普展示区、文化休闲区等三个分区。生态净化区主要是污水厂出水
14、通过饱和流湿地中沉水植物及滤料墙净化后溢流进入表流湿地的区域。景观设计时除了将滤料墙和湿生植物种植结合在一起，更设置了亲水栈道和平台，供游览者观察和对比水质的变化情况。科普展示区包含表流湿地和半饱和流湿地，通过设置防腐木栈道、雨水花园、活动广场等景观设施，在湿地中提供海绵城市示范区、植物科普区。在本区域中，结合水深要求，种植多品种水生植物，增加栈道、科普标牌穿插在植物群落中，给游览者提供了解水生植物的场所。文化休闲区主要包括生物稳定塘，在这个区域里可以观测污水厂尾水经过一系列湿地净化后达到的最终效果。此处利用工程建设开挖时多余土方营造出场地的制高点，用于纵览文化休闲区的全貌，又将台地花园、人文
15、广场融合在一起，给游览者提供一个交流休憩的场所。3.2 道路设施设计西太湖湿地道路系统主要包括车行流线和主游步道。外围车行道以透水混凝土路面为主，路面宽度为4m，长度约为360m，主要与污水处理厂内部道路连接沟通，并设置透水性铺装的回车场地，配建植草砖铺设而成的生态停车场。主游步道以栈道形式为主，材料上以防腐木和钢材结合为主，宽度为1.23m，部分区域适当加宽以满足展示交流和集散功能，并在水深大于0.8m区域加装水域护栏。通过建设富有韵律的步道空间将西太湖湿地各主要分区内不同尺度空间相互串联起来，形成疏密有致、乐活多元的美丽河湖景观。3.3 驳岸设计项目采用两种驳岸形式，分别为自然驳岸和石滩驳
16、岸。从生态性考虑，采用草坪入水式的自然驳岸。在素土夯实层和砂质土层之上，铺设种植土和粘质土，种植天然草皮，沿堤坡倾斜向河床延伸。在迎水面处和水流弯头较大的地方，考虑到水流对驳岸的冲刷，采用块石堆砌的石滩驳岸，局部种植水生植物，一方面加固驳岸，减少水流冲击；另一方面丰富驳岸的多样性，增加其观赏性。3.4 植物景观设计水生植物：景观湿地区植被配植以自然式丛植为主，营造沉水、浮水、挺水植物组成的复合水生植物群落，打造水岛错落、层次丰富的整体效果。种植的水生植物包括苦草、沮草、金鱼藻、狐尾藻、菱角、芡实、莲类、荷类、菖蒲、香蒲、芦苇、水葱、芦竹、鸢尾等。陆生植物：植物配置乔灌花草相结合，常绿与落叶相结合，同时注重色彩和季节相搭配，依靠多样性的配置形式和特色树种创造多样性的绿色景观。其中，湿地外围生态林以常绿江西建材城乡建设与环保3462023年1 月乔木结合耐水湿植物为主，选择的品种有香樟、广玉兰、女贞池杉、水杉、中山杉等；湿地中心绿地植物选择色叶类的银杏、乌桕、红枫、栾树，观花类的樱花、梅花、海棠、紫薇，草本类的毛鹃、栀子、茶梅、黄金菊、玉簪等；水中绿岛主要选用耐水、耐湿性好，季相明显、造型
