云南省玉溪市中心城区水资源调度管理局 云南玉溪 653100
摘要：玉溪市星云湖抚仙湖出流改道工程人工湿地已运行近10年，为了解和研究人工湿地运行效果，通过湿地的净化能力的监测，分析湿地现状存在的问题，为下一步人工湿地运行维护提供指导性意见，切实解决好存在的问题，为发挥其工程效率奠定基础。
关键词：人工湿地；运行；探讨
1.基本概况
玉溪市星云湖抚仙湖出流改道工作人工湿地位于江川区九溪镇（以下简称“九溪人工湿地”），于2006年建成并投入试运行，它的工程任务是将星云湖水处理达到地表水Ⅲ类后进入东风水库，补充玉溪市中心城区水资源，设计规模1.16m3/s，日处理能力10万m3，占地面积174.35亩。
1.1九溪人工湿地设计流程图
人工湿地及砂滤池的运行水位控制在1.5m，一级生物塘水深不低于2.0m，二级生物塘的运行水位控制在2.0m。
1.2应急处理池
设计为并联4个矩型水池，共4100m2，水深2.0m，池内种植凤眼莲等植物，主要处理在星云湖水华暴发时吸附藻类，其次沉淀星云湖水在暴雨时产生的泥沙。
1.3一级植物塘
面积为3.38万m2，分成4组并联子系统，每组之间根据现有地势分别有0.45～0.5m的落差，每级子系统分成5格，采用“下─上─下”进水方式，塘内水深2.0m。
1.4人工湿地处理系统
占地面积7.38万m2，由处理系统4个组成，含18个子系统。
各子系统流程：第一级植物碎石床 第二级植物碎石床 第二级水生物塘 第三级植物碎石床 砂滤池。
进水布水方式：一、二、三级人工湿地碎石床进出水采用穿孔管布水，从上部进水，从下部出水；二级生物塘采用“下─上─下”进出水方式；砂滤池采用上进下出方式布水，在顶部设置进水管均匀布水。
工艺尺寸：第一级人工湿地碎石床35m×36m×1.5m，内填人工碎石；第二级人工湿地碎石床35m×35m×1.5m，内填人工碎石；第二级植物塘35m×32m×2.0m；第三级人工湿地碎石床35m×53m×1.5m，内填人工碎石；砂滤池35m×18.5m×1.5m，内填天然粗砂。
2.人工湿地现状及水质分析
2.1监测方案
（1）监测目的。了解湿地对污染物的处理情况和现状，出水水质状况和湿地纳污能力，指导改进湿地的管理和维修养护。
（2）监测指标。PH、氨氮、电导率、油类、氯化物、硝酸氨、硫酸盐、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、阴离子表面活性剂、挥发酚、氰化物、砷、汞、硒、硫化物、六价铬、总磷、粪大肠菌群、铅、镉、铜、锌、铁、锰、氟化物、五日生化需氧量、水温、藻类密度。
（3）实施方案。流量分别为10万m3/天、8万m3/天、6万m3/天、4万m3/天、2万m3/天；监测轮次为2次；监测点位为湿地入口和湿地出口。
2.2监测分析
2.2.1湿地对污染物的去除分析
人工湿地是利用基质、水生植物和微生物之间的相互作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等方式来实现对废水中有害物质的去除，同时，通过营养物质和水分的循环，实现对水的净化。
人工湿地最主要作用就是利用生物作用、物理作用和化学作用对污染物富集、转化、削减。生物作用主要体现在微生物水生植物，物理作用主要体现在基质及植物根系的吸附、过滤、沉淀等，化学作用体现在物质的氧化还原及离子交换等。
2.2.2重点污染物及影响
从全指标监测数据来看，造成出水水质等同于入水水质标准的主要指标是油类、总氮、总磷、高锰酸盐指数、化学需氧量。通过监测数据显示造成星云湖污染的主要原因是农业面源污染及生活污染引起的水体富营养化，富营养化的水质条件造成了蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻的迅速繁殖，其中以蓝藻门微囊藻属最为突出。过度的藻类繁殖破坏了水体溶解氧平衡，导致水体好氧生物衰减，水质恶化形成往复循环。
2.2.3湿地脱氧除磷分析
从监测数据来看，总氮的去除率在32%～59%，平均在40%左右，总磷的去除率在-11～31%，平均在12%左右，与运行良好的湿地相比，去除率并不理想，并存在内源污染物释放，最直接的是内源磷释放最为突出。随着进水流量的减小，总氮去除率略显上升趋势，总磷去除率反而下降。对总氮而言，水流越慢，停滞时间越长，氨化后植物吸收率更高，植物的生长导致根系氧输送更好，在交替的潜流作用下，硝化和反硝化作用也会增强。总磷由于水流影响，同化后过量积累和释放表现不明显，并由于长期累积的磷未得到清除而随表流一起汇出湿地，导致内源磷释放现象产生，从而产生二次污染。在流量递减的过程中，藻类密度呈递增趋势，但仍有存在，在氮磷充足的情况下还会形成二次爆发，最终导致水华现象产生。
2.2.4湿地溶解氧平衡分析
进入湿地水中化学需氧量在几百千克到5t不等，高锰酸盐指数在几千克到几百千克不等，造成这一现象的原因是汇水流的还原性物质进入量不是趋于固定，湿地状况受气温、水流速度、汇水面积影响较大，二者去除率在20%左右，水体自净能力较差，湿地处理能力不太明显。
.2.5湿地对油类的去除分析
进入湿地的油类物质是人类生产生活带来的动植物油，去除率在18～47%，平均在30%左右，油类物质的单项评价在Ⅳ类，油类去除效果不明显。从水流量分析，流量的影响不是导致去除率的主要原因，在流量减小的情况下，理论上去除率应该增加，纳污量应该增大，但实际上这种趋势不明显，主要原因是潜流区功能大部分已丧失，表流区配置不够合理是嗜油微生物退化、移离，导致去除率下降。另外过多的油类物质经过潜流区时，由于潜流基质处于吸附饱和状态，透水率较差，水流呈表流状态过潜流区。因此导致去除率不高。
3.下一步打算
（1）对人工湿地的汇水管道、潜水输水管道进行更新和疏通，对吸附饱和的基质和垫层进行更换，更换老茬植物。要进行一次整体维护性整治。
（2）在进水生物塘中，配置生物依附载体和间歇暴气装置，使微生物能生存良好，微生物依附体要求便于死亡微生物残体的脱落，而不随水流进入植物生长区。3～4年打捞一次下沉污泥、微生物残体，有效去除污染物，避免二次污染。
（3）水流流出生物塘进入植物区后，植物床的下垫基质要拥有良好的吸附、过滤功能，在运行过程中，水不可长久停滞，也不能无水流入，否则会引起吸附介质间隙堵塞，潜流功能丧失，垫层功能衰退，处理效果下降。因此，要对堵塞的碎石床进行翻洗，清除植物根系。
（4）潜流功能的丧失，水流处于表面流状态，不但处理效果不好，还会影响植物的生长，植物出现倒伏、断残而腐败，导致二次污染。下一步在潜流区种植根系发达，植根较深的常年生挺水植物，在表流区种植根系发达的常年生或季生植物，要求植物主要进行营养生长，当进入生殖生长后或生殖生长完成后，对植物成熟体和残体进行收割。
（5）湿地植物生长状态是污染去除率的表面特征，也是削减蓝藻爆发的克星。因此，选择种植的植物首选当地本土植物，最好是四季长生的，种植季节性变化敏感的植物应根据基生长周期进行合理调配，确保选用的植物在四季中均处于良好的生长状态。
（6）要很好的控制进水量在湿地的纳污能力内，布水要均匀，水流经潜流区要无明显不流现象，在垂直流中布设跌水，增加水体富氧，表流和潜流的速度和停留时间适合，通过配合植物斑块面积和去除能力来考虑设定。
（7）湿地建设应加强对藻类的拦截措施，配合植物处理后可减缓二次爆发的速率，配合生物多样性和种质多样性，在潜流中有适合量的底栖生物，即可疏通基质堵塞，还可均衡基质营养，表流水域中适当养殖鱼或是两栖生物，对生态系统的平衡和循环起到积极的促进作用。
（8）在湿地的运行管理中，适当人为的干扰是必要的，但也要保证湿地的自然本真，使其具有良好的源汇功能和系统多样功能，即满足纳污处理能力，也具有良好的生态景观功能。
参考文献：
[1]徐丽，袁博，葛大兵，任森华，苏畅，黄威，田雄.人工湿地运行的影响因素分析[J].湖南农业科学，2014，（04）：51-53.
论文作者:李吉友
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/23
标签：湿地论文; 植物论文; 潜流论文; 碎石论文; 油类论文; 基质论文; 水流论文; 《基层建设》2017年5期论文;