河道治理工程中人工湿地技术的实施

魏金珂

(巩义市河长制事务中心，河南 巩义 451200)

0 引言

应用人工湿地技术可以有效提高污水净化的能力，应将人工湿地技术应用在河道治理工程当中。

1 相关概念

1.1河道治理

河道治理工作包括诸多内容，如水系网络总体布局与水源地保护规划、水系综合利用规划、水系生态规划、水经济建设规划等，只有做好这些工作才可以优化河道环境。

1.2 人工湿地技术

人工湿地指的是由人工打造的与沼泽地类似的地面，污泥以及污水在人工湿地上会顺着既定的方向流动，会受到化学、生物、物理等因素的共同作用。作用原理主要包括吸附、滞留、过滤、沉淀、微生物分解、残留物积累等。微生物可以有效降解水体当中的污染物。好氧微生物具有呼吸作用，可以分解废水当中的有机物，并将其分解为水与二氧化碳；厌氧细菌也可以分解有机物，将有机物分解成甲烷与二氧化碳；硝化细菌具有硝化作用，可以对铵盐进行硝化；反硝化细菌可以将硝态氮还原成氮气。经过这些分解、硝化以及还原等作用后，废水当中的有机物会被降解同化，并转变为微生物细胞，其他部分也会转变为不会危害环境的无机物质。人工湿地属于综合的生态系统，可以促进废水当中污染物质实现良性循环，避免环境再污染。同时，人工湿地不仅可以净化污水，也可以净化空气，具有多重效果。其次，人工湿地具有处理效果好、投资小、工艺简单、易于维护、运行成本低等优势，可应用在河道治理当中。

2 实际案例

2.1 案例概述

河南黄河湿地国家级自然保护区的主要保护对象是黄河湿地生态系统及其稀有和濒临灭绝的野生水禽。其中，天鹅是保护区中主要的保护物种之一。国家一级保护动物10种，国家二级保护动物31种。

2.2 净化效果

在进行河流整治之前，环境保护局经检查后确定该地区的地表水水质较差，但在整治后，发现水质已达到标准，证实该水体的净化效果相对较好。

3 人工湿地建设方案分析

3.1 人工湿地建设目的

从某种程度上来看，季节会影响到黄河的污染程度，例如：在枯水期时污染较为严重，而丰水期的污染程度较轻。河道干流基本属于重度污染，其中高锰酸盐、氨氮等元素的指数超标。建设人工湿地可以净化水质，改善河道污染情况。

3.2 人工湿地净化机理

人工湿地的净化机理非常复杂，须通过微生物硝化或反硝化去除污水中的污染物才能达到净化效果。

3.3 明确各项数字

表1 人工湿地参数表

3.4 人工湿地净化水的流程

需要通过污水磅房提高上游来水的高度，从而让来水实现重力自流。

3.5 总体布局

黄河的人工湿地形状主要呈现阶梯式，在处理河水时不需要使用电力，但取水泵房需要电力的支持。可以将整体的运行面积分为五个单元，即一级潜流湿地、复氧池、二级潜流湿地、池塘湿地、沼泽湿地。需要实现五个单元的串联运行，这样才能够达到良好的处理效果。

3.6 功能划分

可以大致分为沙砾滩过滤区、控制水质稳定区以及植物净化污水区这三个功能区域。①沙砾滩过滤区：沙砾滩主要是由土壤层、粗砂层、砾石层以及卵石层共同构成的，可以综合处理河道当中的细颗粒物。同时，床体表面也存在一些悬浮物，为此需要种植一些悬浮物吸收能力比较强的水植物，优化污水净化效果。②控制水质稳定区：受控水质稳定区是指位于一级地下流湿地和二级地下流湿地之间的复氧池。在经过沙砾滩过滤区之后，水质会有所提升，较为稳定。所以，需要增加曝气与增氧设备，增加水体中的含氧量，从而为水中动物的生存提供更好的条件。③植物净化污水区：在二级与四级表流湿地单元当中，需利用植物净化污水。床体填料表面的生物根系以及生物膜可以净化填料当中的残留物，所以需要扩大植被水面积。

3.7 池体结构

为了更好地控制与管理水利流程，需要利用墙壁分隔人工湿地的各个单元。可以在池体上沿进行高程设计，也可以在池底覆盖一层膨润土防水毯，加强保护。此外，需要在各级单元的连接处中铺设一些自然青石，保留孔隙。同时，为了确保水能够自然流动到下一级湿地上需要在挡墙坡脚以及岸边边界处设置石头。

3.8 关键填料的构成

微生物可以分解和降解污染物，但是需要利用非生物分解作用去除磷这种物质，这就对填料提出了更高的要求。在选择填料时，需要明确其去污能力、稳定性、孔隙率以及比表面积。例如：可以选择粗砂、砾石、防水毯、泥炭土、无纺布以及相关水处理介质等，这样不仅可以为水生植物提供良好的生长环境，也可以为微生物提供附着表面生长环境，净化氮、磷等物质。

3.9 均匀布水的具体方案

可以通过提高取水泵房这种方式让河水均匀流入湿地，通过流溢出水的方式进入到人工湿地当中，从而达到均匀布水的效果。其次，在选择布水管材时，需要利用UPVC给水管当作穿水补水管，从而均匀布水。

3.10 集水系统的布置方案

一般情况下，都会选择UPVC穿孔管当人工湿地给水管道，穿孔大小为20.00 mm，孔距为400.00 mm；其次，会在大砾石层中布置主管并在主管之间设置集水管道，一般间隔为6.00 m。此外，为了避免湿地堵塞、确保二级湿地能够正常循环，可以在一级湿地集水管上设置主管端头液位调节井。

3.11 防渗处理

在打造人工湿地时，为了避免因为进水渗漏而导致出水量不平衡的情况，需要在湿地系统底部以及周围进行防渗处理。例如：铺设膨润防水毯等方式可以优化防渗效果。

4 科学选择湿地植物，加大人工湿地养护力度

4.1 湿地植物的选择

进行河道治理不仅是为了净化污水，也是为了提升自然景观的观赏价值，所以需要结合周边景观的特点，利用自然岸线的处理方式打造更自然的景观。可以选用水芹、香蒲、水葱、芦苇、千屈菜以及各种水莲等湿地植物，打造良好的景观效果，同时也可以在水域当中放置一些蚌类、鱼类、螺类生物延长食物链。

4.2 人工湿地的养护策略

只有定期进行养护才能够保障人工湿地系统的正常运行。第一，需要定期监控pH、BOD5、TSS以及温度等指标；第二，需要对湿地植物以及微生物进行养护；第三，可以增加湿地植物，保证湿地植物的成活率，从而净化水质。

5 结语

人工湿地技术在河道治理中占据着重要地位，在应用该技术时需要加强整体布局、明确划分功能、科学选择湿地植物并做好人工湿地养护工作，从而达到良好的净化去污效果以及水质净化效果。