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【摘要】本文主要结合人工湿地的模拟处理方法，分析了人工湿地处理方法运用于污水厂尾水处理的具体流程，探讨了中试试验的具体方法，以期可以为污水处理厂的尾水处理工作提供参考。
【关键词】污水处理；尾水；人工湿地
中图分类号：U664文献标识码： A
一、前言
水，作为生命资源，尤其是淡水资源，随着时代的发展，因为这样那样的原因，淡水资源正面临污染与短缺的双重威胁，在这样的环境下寻求高效的污水净化技术以及合理的污水再生资源化途径是当今研究的热点与重点。
二、人工湿地处理污水处理厂尾水的必要性
城镇污水处理厂大多采用二级生物处理工艺削减污染物，由于工艺本身的局限性，出水污染物浓度很难再进一步降低，若将二级出水排至自净能力有限或已受到污染的水体，仍会造成水环境污染。在水资源问题日益严峻的形势下，污水处理系统应考虑有机物和氮、磷营养盐的联合去除，因此，应大力开发高效低耗的深度处理工艺以适应更高的水质标准，同时考虑污水再生利用。常见的深度处理工艺有微滤、超滤、臭氧氧化+生物过滤、湿地和土壤渗滤等，前3种工艺的运行成本较高，且需要专业的操作管理人员，使其在发展中国家的推广受到限制。人工湿地通过生物降解、吸附、过滤、沉淀和植物吸收作用净化污水，可适应低浓度污染物去除的要求，具有投资省、维护管理简便等特点，从而得到广泛应用。
三、拟建某污水处理厂尾水排放及受纳区域水环境状况
某污水处理厂工程近期建设规模为10万m3/d，采用微孔曝气改良氧化沟处理工艺，尾水为连续排放方式。尾水水质按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918―2002)一级A标准进行控制，其主要污染物COD水质标准为50mg/L、NH3一N水质标准为5mg/L。
受纳区域内直接接纳拟建污水处理厂尾水的是一条全长约13.9km的农用排灌渠道，尾水排入该农灌渠道9.8km后，流人一条大河。根据该农灌渠道的功能，该农灌渠道地表水应执行《地表水环境质量标准》(GB3838―2002)V类标准，农灌渠道两侧地下水应执行《地下水质量标准》(GB/T14848―93)Ⅲ类标准。从2007年2月该河道四处地表水水质监测断面的资料看，其COD、BOD5、CODmn、NH3一N、阴离子表面活性剂等指标均为劣V类(《地表水环境质量标准)(GB3838―2002))，COD最大监测浓度为783mg/1，NH3一N最大监测浓度为36.5mg/l，且水体五颜六色、有怪味、发臭，感官性状极为恶劣。
四、尾水排放对受纳区域水环境的影响
1、对地表水的影响
(一)、水量变化情况
该农灌渠道现状来水以接纳两岸工厂排放的废水、农田退水和沿线村庄生活污水为主，其枯水期流量约为0.1m3/s，某污水处理厂实施后，处理后的尾水将成为农灌渠道主要水源之一，其排水规模近期为10万m3/d(1.16m3/s)，在非灌溉季节，其流量由0.1m3/s增大到1.16m3/s，水量较现状增大近12倍。
(二)、对地表水影响分析
随着污水处理厂的建设，原先进入该农灌渠道的污水进入污水处理厂，经污水处理厂处理后尾水又排入该农灌渠道，其污染物浓度虽有很大的降低，但全线仍为劣V类水，且水量增加。
2、对地下水的影响
（一）、农灌渠道两侧的水文地质条件
（1）、包气带特征
农灌渠道通过区域主要有河漫滩与一级阶地两种微地貌类型区，其包气带特征存在差异。
河漫滩地带，包气带厚度在2m左右，上部0.5m左右是耕植土，岩性以粉土为主，土壤化程度较高，透水性好；下部微粉土，结构松散，垂直滲透系数9.56×10-5～1.05×810-4cm/s，水平渗透系数9.95×10-5～1.12X10-4cm/s，具有良好的渗透性，防污性能较差。
一级阶地地带，地层岩性以粉质粘土为主，含水微弱，基本可视为弱透水层。表层耕植土厚度0.5m左右，土质较疏松，有一定的透水性。
（2）、松散岩类孔隙地下水
松散岩类孔隙地下水储存在第四系松散土体中，含水层岩性为粉质粘土、亚砂土、粉细砂、中细砂等，其中粉细砂层是主要含水介质。松散土体在平面上的分布具有自南向北埋深和厚度逐渐增大的趋势；在剖面上自下而上沉积物分层明显。按埋藏条件、富水程度和水力性质的不同，自上而下可分为两个含水层组。
第一含水层组：第一含水层组是指埋深20m以上的松散地层，广泛分布在农灌渠道北部的河漫滩地区，含水层沉积的时代为第四纪全新统，岩性为亚砂土、粉砂，含水层厚度5～10m，地下水水力性质为潜水。静水位埋深一般0.5～2.0m，单井涌水量小于100m3/d，是当地村民生活用水的主要目的层，该层地下水已受到污染，从本次取样监测的情况看，四个监测点的水质均为V类，污染严重，不宜饮用。
第二含水层组：第二含水层组含水层沉积的时代为第四纪上更新统，岩性为细砂、中细砂为主，地下水具微承压性质。含水层组底板埋深20--40m，单井涌水量一般为300～500m3/d。由于自然“天窗”或人工打井造成第二与第一含水层组的沟通，第二含水层组受到了第一含水层组的污染。
五、试验设计
1、试验地点和污水成分组成
试验地点位于天津市某污水处理厂内，该污水厂主要收集区域45 km2内企业生产排放的工业污水以及居民小区的生活污水，其进水成分较为复杂。
通过分析，接种微生物的湿地系统与未接种微生物的湿地系统在32 d内的平均去除率分别为35.5%和26.3%，提高了近10%，可见功能微生物的接种提高了湿地系统的反硝化能力。已有研究显示，湿地系统对总氮的去除主要依靠微生物的反硝化作用将硝酸盐氮转化为氮气释放到大气中。然而，系统对总氮去除效率依然不如王琳娜等仅通过水平潜流人工湿地对总氮的去除效率（65%～80%）。汤显强等通过研究人工湿地不同填料的去污性能，发现使用砾石作为基质的总氮的去除效率在40%以上。本研究中总氮的去除效率与其他研究不同的主要原因在于进水成分的独特性与氨氮较小的转化率：尾水中的氮素污染主要以氨氮形式存在，如果氨氮的转化效率有限，系统就没有足够的可供反硝化反应的硝酸盐态氮，从而影响总氮的去除效率。生化箱有较高的氨氮去除效率（71.4%），但对总氮在32 d内的平均去除效率仅为26%。陈欣燕等研究表明参与反硝化反应的微生物大部分为异养型兼性厌氧菌，在氧气存在下优先利用氧气作为电子受体，只有在缺氧的条件下才会选择硝酸盐态氮作为电子受体，从而达到总氮的消除。由此可知，系统在曝气阶段为尾水充入了足够的溶解氧，抑制了反硝化反应的进行，这是造成生化箱总氮去除效率低的一个重要原因。
2、结论
（一） 水中悬浮物的去除主要依靠系统内基质的吸附与物理沉淀作用，并且溶解氧的增加有助于悬浮物的去除，与是否接种微生物并无太大的关系。
（二）功能微生物的接种有助于湿地系统对COD的去除，并且溶解氧的增加（对尾水进行曝气）也有利于COD的去除。
（三）溶解氧的增加极大促进了氨氮硝化反应的进行，却抑制了后期反硝化反应的进行，不能对氮素进行彻底的去除，三组系统去除效果均不理想。
（四）系统基质的多少对总磷的去除有着明显的作用，但是基质对磷的吸附并不是永久的，会随着时间的推移，逐渐下降以致平衡。
六、对人工湿地处理污水的展望
1、人工湿地研究与应用范围日益广泛
无论是发达国家还是发展中国家，人工湿地在城市生活废水中已经得到广泛地应用，最近发达国家已将重点转移到应用人工湿地处理特殊工业废水。一 些学者在淀粉工业、制糖工业、食品加工和奶制品加工废水的处理中。
2、人工湿地研究与应用区域不断扩展
在国外，许多学者结合不同地区的具体情况深入开展研究工作，取得适合于不同地区、不同环境、不同气候条件的实用数据，促进人工湿地在寒冷地区 污水处理中的推广。这项技术在国内还未得到广泛应用，有关工艺设计资料和应用实例还不多见，有待结合我国不同地区的具体情况深入开展研究。
七、结束语
综上所述，人工湿地处理方法具有很好的效果，因此，进一步的推广采用人工湿地来处理城市污水厂的尾水还是比较可靠的，也是今后需要进一步深入的研究的技术之一。
参考文献
[1]尤朝阳、肖晓强、张丹等，污水处理厂尾水深度处理技术的研究进展[J].安徽农业科学，2011(09）.
[2]孙久振、刘志军、贾西成，人工湿地系统在二级污水处理厂尾水深度处理中的应用[J].中国高新技术企业，2009（21）.
[3]方志珍，污水处理厂尾水深度处理工艺方案研究[J].安徽建筑工业，2010（08）.
【关键词】污水处理；尾水；人工湿地
中图分类号：U664文献标识码： A
一、前言
水，作为生命资源，尤其是淡水资源，随着时代的发展，因为这样那样的原因，淡水资源正面临污染与短缺的双重威胁，在这样的环境下寻求高效的污水净化技术以及合理的污水再生资源化途径是当今研究的热点与重点。
二、人工湿地处理污水处理厂尾水的必要性
城镇污水处理厂大多采用二级生物处理工艺削减污染物，由于工艺本身的局限性，出水污染物浓度很难再进一步降低，若将二级出水排至自净能力有限或已受到污染的水体，仍会造成水环境污染。在水资源问题日益严峻的形势下，污水处理系统应考虑有机物和氮、磷营养盐的联合去除，因此，应大力开发高效低耗的深度处理工艺以适应更高的水质标准，同时考虑污水再生利用。常见的深度处理工艺有微滤、超滤、臭氧氧化+生物过滤、湿地和土壤渗滤等，前3种工艺的运行成本较高，且需要专业的操作管理人员，使其在发展中国家的推广受到限制。人工湿地通过生物降解、吸附、过滤、沉淀和植物吸收作用净化污水，可适应低浓度污染物去除的要求，具有投资省、维护管理简便等特点，从而得到广泛应用。
三、拟建某污水处理厂尾水排放及受纳区域水环境状况
某污水处理厂工程近期建设规模为10万m3/d，采用微孔曝气改良氧化沟处理工艺，尾水为连续排放方式。尾水水质按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918―2002)一级A标准进行控制，其主要污染物COD水质标准为50mg/L、NH3一N水质标准为5mg/L。
受纳区域内直接接纳拟建污水处理厂尾水的是一条全长约13.9km的农用排灌渠道，尾水排入该农灌渠道9.8km后，流人一条大河。根据该农灌渠道的功能，该农灌渠道地表水应执行《地表水环境质量标准》(GB3838―2002)V类标准，农灌渠道两侧地下水应执行《地下水质量标准》(GB/T14848―93)Ⅲ类标准。从2007年2月该河道四处地表水水质监测断面的资料看，其COD、BOD5、CODmn、NH3一N、阴离子表面活性剂等指标均为劣V类(《地表水环境质量标准)(GB3838―2002))，COD最大监测浓度为783mg/1，NH3一N最大监测浓度为36.5mg/l，且水体五颜六色、有怪味、发臭，感官性状极为恶劣。
四、尾水排放对受纳区域水环境的影响
1、对地表水的影响
(一)、水量变化情况
该农灌渠道现状来水以接纳两岸工厂排放的废水、农田退水和沿线村庄生活污水为主，其枯水期流量约为0.1m3/s，某污水处理厂实施后，处理后的尾水将成为农灌渠道主要水源之一，其排水规模近期为10万m3/d(1.16m3/s)，在非灌溉季节，其流量由0.1m3/s增大到1.16m3/s，水量较现状增大近12倍。
(二)、对地表水影响分析
随着污水处理厂的建设，原先进入该农灌渠道的污水进入污水处理厂，经污水处理厂处理后尾水又排入该农灌渠道，其污染物浓度虽有很大的降低，但全线仍为劣V类水，且水量增加。
2、对地下水的影响
（一）、农灌渠道两侧的水文地质条件
（1）、包气带特征
农灌渠道通过区域主要有河漫滩与一级阶地两种微地貌类型区，其包气带特征存在差异。
河漫滩地带，包气带厚度在2m左右，上部0.5m左右是耕植土，岩性以粉土为主，土壤化程度较高，透水性好；下部微粉土，结构松散，垂直滲透系数9.56×10-5～1.05×810-4cm/s，水平渗透系数9.95×10-5～1.12X10-4cm/s，具有良好的渗透性，防污性能较差。
一级阶地地带，地层岩性以粉质粘土为主，含水微弱，基本可视为弱透水层。表层耕植土厚度0.5m左右，土质较疏松，有一定的透水性。
（2）、松散岩类孔隙地下水
松散岩类孔隙地下水储存在第四系松散土体中，含水层岩性为粉质粘土、亚砂土、粉细砂、中细砂等，其中粉细砂层是主要含水介质。松散土体在平面上的分布具有自南向北埋深和厚度逐渐增大的趋势；在剖面上自下而上沉积物分层明显。按埋藏条件、富水程度和水力性质的不同，自上而下可分为两个含水层组。
第一含水层组：第一含水层组是指埋深20m以上的松散地层，广泛分布在农灌渠道北部的河漫滩地区，含水层沉积的时代为第四纪全新统，岩性为亚砂土、粉砂，含水层厚度5～10m，地下水水力性质为潜水。静水位埋深一般0.5～2.0m，单井涌水量小于100m3/d，是当地村民生活用水的主要目的层，该层地下水已受到污染，从本次取样监测的情况看，四个监测点的水质均为V类，污染严重，不宜饮用。
第二含水层组：第二含水层组含水层沉积的时代为第四纪上更新统，岩性为细砂、中细砂为主，地下水具微承压性质。含水层组底板埋深20--40m，单井涌水量一般为300～500m3/d。由于自然“天窗”或人工打井造成第二与第一含水层组的沟通，第二含水层组受到了第一含水层组的污染。
五、试验设计
1、试验地点和污水成分组成
试验地点位于天津市某污水处理厂内，该污水厂主要收集区域45 km2内企业生产排放的工业污水以及居民小区的生活污水，其进水成分较为复杂。
通过分析，接种微生物的湿地系统与未接种微生物的湿地系统在32 d内的平均去除率分别为35.5%和26.3%，提高了近10%，可见功能微生物的接种提高了湿地系统的反硝化能力。已有研究显示，湿地系统对总氮的去除主要依靠微生物的反硝化作用将硝酸盐氮转化为氮气释放到大气中。然而，系统对总氮去除效率依然不如王琳娜等仅通过水平潜流人工湿地对总氮的去除效率（65%～80%）。汤显强等通过研究人工湿地不同填料的去污性能，发现使用砾石作为基质的总氮的去除效率在40%以上。本研究中总氮的去除效率与其他研究不同的主要原因在于进水成分的独特性与氨氮较小的转化率：尾水中的氮素污染主要以氨氮形式存在，如果氨氮的转化效率有限，系统就没有足够的可供反硝化反应的硝酸盐态氮，从而影响总氮的去除效率。生化箱有较高的氨氮去除效率（71.4%），但对总氮在32 d内的平均去除效率仅为26%。陈欣燕等研究表明参与反硝化反应的微生物大部分为异养型兼性厌氧菌，在氧气存在下优先利用氧气作为电子受体，只有在缺氧的条件下才会选择硝酸盐态氮作为电子受体，从而达到总氮的消除。由此可知，系统在曝气阶段为尾水充入了足够的溶解氧，抑制了反硝化反应的进行，这是造成生化箱总氮去除效率低的一个重要原因。
2、结论
（一） 水中悬浮物的去除主要依靠系统内基质的吸附与物理沉淀作用，并且溶解氧的增加有助于悬浮物的去除，与是否接种微生物并无太大的关系。
（二）功能微生物的接种有助于湿地系统对COD的去除，并且溶解氧的增加（对尾水进行曝气）也有利于COD的去除。
（三）溶解氧的增加极大促进了氨氮硝化反应的进行，却抑制了后期反硝化反应的进行，不能对氮素进行彻底的去除，三组系统去除效果均不理想。
（四）系统基质的多少对总磷的去除有着明显的作用，但是基质对磷的吸附并不是永久的，会随着时间的推移，逐渐下降以致平衡。
六、对人工湿地处理污水的展望
1、人工湿地研究与应用范围日益广泛
无论是发达国家还是发展中国家，人工湿地在城市生活废水中已经得到广泛地应用，最近发达国家已将重点转移到应用人工湿地处理特殊工业废水。一 些学者在淀粉工业、制糖工业、食品加工和奶制品加工废水的处理中。
2、人工湿地研究与应用区域不断扩展
在国外，许多学者结合不同地区的具体情况深入开展研究工作，取得适合于不同地区、不同环境、不同气候条件的实用数据，促进人工湿地在寒冷地区 污水处理中的推广。这项技术在国内还未得到广泛应用，有关工艺设计资料和应用实例还不多见，有待结合我国不同地区的具体情况深入开展研究。
七、结束语
综上所述，人工湿地处理方法具有很好的效果，因此，进一步的推广采用人工湿地来处理城市污水厂的尾水还是比较可靠的，也是今后需要进一步深入的研究的技术之一。
参考文献
[1]尤朝阳、肖晓强、张丹等，污水处理厂尾水深度处理技术的研究进展[J].安徽农业科学，2011(09）.
[2]孙久振、刘志军、贾西成，人工湿地系统在二级污水处理厂尾水深度处理中的应用[J].中国高新技术企业，2009（21）.
[3]方志珍，污水处理厂尾水深度处理工艺方案研究[J].安徽建筑工业，2010（08）.