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摘要：针对常熟市城西污水处理厂尾水及周边水体营养元素含量较高、生物量少、溶解氧低的特点，水体直排河道存在一定的生态风险等问题，利用污水厂周边废弃坑塘与养殖塘构建以“多水塘活水链湿地”为核心工艺的人工湿地对污水处理厂尾水进行深度净化。运行结果显示：当湿地进水满足《地表水环境质量标准》（GB 3838—2012） Ⅳ类水标准，湿地出水主要监测指标可稳定达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2012）Ⅲ类水标准，湿地出水浊度＜3NTU；DO平均浓度8.32 mg/L，比进水提升89.09%；湿地对CODCr、NH3-N、TP的平均去除率为14.45%、58.33%、61.54%，每年可削减CODCr19.41t、NH3-N1.28t、TP0.54t。项目区新增水生植物16种，鱼类4种，底栖动物5种。湿地建设增加了水生态系统生物多样性，将污水厂尾水由工程性出水转化为生态水。多水塘活水链湿地占地面积较小、水质净化效果好、生物多样性高、景观效果好、运行成本低，是一种兼具环境效益、生态效益和社会效益的创新型生态治理技术，可以为我国城镇污水处理厂尾水深度净化提供参考。

关键词：常熟市城西污水处理厂；多水塘活水链；尾水湿地；深度净化；

1.区域概况

2020年2月苏州市水务局发布的《苏州市城镇污水处理厂尾水生态净化系统建设技术指南》中提出，苏州市城镇污水厂尾水生态净化系统的定位是促进苏州城市河流、坑塘、公园、湖泊等的亲水、清水、可游、可渔生态景观功能恢复，并使其成为“鱼翔浅底、水清岸绿、蓝绿交织”等生态目标实现的重要组成部分。

常熟市城西污水处理厂位于常熟市莫城街道燕巷村，污水厂尾水经过提标改造后虽然能达到《苏州特别排放限值标准》，但尾水主要为工程性用水，水体缺乏生物多样性。为了进一步提升水质，完善水体生态功能，通过湿地净化系统实现尾水生态性活化，增加生物多样性。

城西污水处理厂尾水湿地于2021年4月开始运行，实际处理规模2.0万m³/d，湿地总面积约3.3公顷，其中进水河道生态净化区0.20公顷、多水塘活水链湿地1.94公顷、出水河道生态净化区0.31公顷，景观提升工程0.85公顷。

2.工程布局

2.1设计进、出水水质

设计进水水质满足《苏州特别排放限值标准》，设计出水水质满足《苏州市城镇污水处理厂尾水湿地建设技术指南》相关要求，即满足受纳水体水环境功能，同时浊度≤3（NTU）、DO≥4（mg/L）、CODCr≤20、NH3-N≤1.0、TP≤0.2。

2.2工艺选择与工艺流程

湿地进水主要为城西污水处理厂尾水，重点监测指标为浊度、DO、 CODCr、NH3-N、TP，根据《苏州市城镇污水处理厂尾水湿地建设技术指南》相关要求，湿地建设对水体中鱼类、大型无脊椎动物、藻类等生态指标提出相关要求。为进一步深度净化污水厂尾水，将污水厂出水由工程性水转变为生态性水，通过湿地净化系统实现污水厂尾水生态性活化，增加生物多样性。结合场地条件与设计目标，选用创新型水处理工艺“多水塘活水链湿地”。“多水塘活水链湿地”相比传统的人工湿地技术，除了有微生物、植物、基质之外，还通过水生动物捕食食物链及腐食食物链等方式，将水体当中的污染物去除，大大提高了湿地的污染去除能力。同时，由于食物链的引入，项目区中生物多样性大大提高。

2.3工程设计

2.3.1总平面布置

项目利用污水处理厂原有护厂河道及周边废弃坑塘建设生态湿地，根据湿地工艺需求，结合现状地形，以减小工程量为原则，科学合理布置多水塘活水链湿地各个净化单元。

城西污水处理厂尾水通过重力流，经进水河道净化区处理后进入多水塘活水链湿地，多水塘活水链湿地由浮叶植物塘、垂直潜流湿地、水平潜流湿地、沉水植物塘、稳定塘等多种塘体构成，不同的塘体发挥着不同的水质净化功能与生态功能。相邻塘体之间通过溢流堰连接，通过溢流堰高程的合理配置，控制各净化单元的水位，同时，溢流堰还可以起到均匀布水的作用。水体经多水塘活水链湿地深度净化后，进入出水河道净化区稳定，经过一体化泵站提升进入城西污水处理厂入元和塘管道，最终进入元和塘（图2）。

同时，充分利用原有道路与绿化系统，通过道路提升工程、景观优化工程与科普宣教工程，充分发挥生态湿地的净化功能、生态功能、调蓄功能、景观功能与宣教功能。

2.3.2进水河道生态净化区

进水河道生态净化区原状河道两侧为硬质驳岸，水深较深，淤泥较厚，且河道两侧乔灌木丛生，水面缺乏光照，该区域不适宜进行水生植物恢复，通过高效微生物载体为水中微生物提供载体，利用微生物对水体进行净化。同时，对河道进行生态清淤减少内源污染释放，河道内布置太阳能曝气机，增加水体中溶解氧，提升水动力。

2.3.3多水塘活水链湿地生态净化区

多水塘活水链湿地净化区主要包括：浮叶植物塘、垂直潜流湿地、水平潜流湿地3处、沉水植物塘3处、稳定塘，共9个净化单元，利用不同湿地工艺的组合，有效净化水体中不同的污染物。多水塘活水链湿地处理水量2.0万m³/d，水面面积约1.94公顷，水力负荷1.03m3/（m2·d）。

浮叶植物塘主要种植睡莲、荇菜、水鳖等浮叶植物。浮叶植物遮蔽射入水中的阳光，可以抑制水体中藻类的生长，从而构建草型稳态系统。在缺氧状态下通过浮叶植物光合放氧及吸收大气，发生反硝化反应去除硝氮，为垂直潜流湿地进水氨饱和提供保障。

在垂直潜流湿地系统中，水体在湿地床体内流动，可充分利用填料表面的生物膜活性、丰富的植物代谢作用以及填料吸附等作用，削减水体中污染物质。垂直潜流湿地通过渗滤堰配水，低水位时，水体经过渗滤堰过滤后进入下一级湿地，高水位时，水体溢流通过渗滤堰进入下一级湿地。考虑到湿地冬季处理效果与景观效果，垂直潜流湿地主要种植西伯利亚鸢尾、黄花鸢尾等耐寒性能较好的挺水植物。

水平潜流湿地作为一种生态化、低成本的污水处理和生态修复技术，其可承受较大的水力负荷和污染物负荷。湿地中氮的去除方式主要包括植物吸收、基质吸附和硝化-反硝化作用等。水平潜流湿地主要种植香蒲、藨草、芦苇等水质净化效果强的挺水植物。

沉水植物塘是一种通过构建以沉水植物为结构主体的“浮游动物—水生植物—水生动物—微生物群落”共生系统来净化水体的生态系统。通过优化池塘生态系统结构，构建稳定的“草型清水态”生态系统，通过水体的自净作用进行水质提升。沉水植物通过化感作用抑制藻类生长，可以提高水体透明度、增加水体溶解氧，改善水体光照及生态环境。沉水植物塘主要种植轮叶黑藻、狐尾藻、苦草、菹草等沉水植物。

稳定塘是一种天然或人工的污水净化系统。水体在塘内经较长时间的停留、储存，通过微生物（细菌、真菌、藻类，原生动物等）的代谢活动，以及相伴随的物理的、化学的物理化学的过程，使污水中的有机污染物、营养素和其他污染物质进行多级转换、降解和去除，从而实现污水的无害化、资源化与再利用。根据地形与水位特征，稳定塘除了合理配置水生植物外，还进行了鱼类和底栖动物等水生动物投放，营造健康的水生态系统。鱼类按一定比例投放鲢鱼、鳙鱼幼苗，底栖动物按一定比例投放中国圆田螺、褶纹冠蚌、三角帆蚌成体。湿地稳定塘出水可以为湿地周边绿化供水，也可为湿地周边农田提供灌溉用水，湿地最终出水可为作为元和塘的生态补水水源。

2.3.4出水河道生态净化区

污水处理厂尾水经过多水塘活水链湿地深度净化后进入出水河道净化区，该区域河道两侧为直立硬质挡墙驳岸，水生植物无法直接种植，通过浮动湿地为植物种植与微生物附着提供载体，对湿地出水进一步处理与稳定，同时可以提升出水河道生态净化区景观效果。

2.3.5景观提升与科普宣教区

城西污水处理厂尾水湿地滨岸带通过乔木（樱花、水杉、垂柳等）、灌木以及地被（波斯菊、百慕大草等）的合理搭配，打造“三季有花，四季有景”的湿地景观，提升湿地周边景观层次。为充分发挥湿地科普与教育功能，湿地建设了木栈道、块石汀步道路系统与展牌宣教系统，方便访客亲近湿地、体验湿地，学习湿地。

3.工程效益

3.1环境效益

本工程湿地于2021年4月开始试运行，2021年4月-2022年5月，对多水塘活水链湿地进出水水质进行跟踪监测。监测结果显示：湿地出水浊度低于进水，湿地运行半年后，出水浊度可以稳定达标；湿地进水溶解氧平均浓度4.40 mg/L，出水溶解氧平均浓度8.32mg/L，湿地出水溶解氧浓度比进水提升89.09%；湿地进水CODCr平均浓度18.06mg/L，出水CODCr平均浓度15.45mg/L，去除率为14.45%；湿地进水氨氮平均浓度0.48mg/L，出水氨氮平均浓度0.20mg/L，去除率为58.33%；湿地进水总磷平均浓度0.13 mg/L，出水总磷平均浓度0.05mg/L，去除率为61.54%，湿地主要监测指标均可达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2012）Ⅲ类水标准。

3.2生态效益

本工程恢复陆生植物8种、水生植物16种，恢复鱼类4种，底栖动物5种。湿地建设完成后，项目区周边白鹭、池鹭、小鷿鷈、黑水鸡等鸟类数量显著增加。湿地建设提升了项目区周边生物多样性，丰富了食物网结构，有利于构建更加健康与稳定的生态系统。

3.3社会效益

本工程兼具区域景观提升与科普教育功能。结合原有景观格局，通过合理的乔木、灌木、地被植物与水生植物的搭配，优化了项目区景观格局。同时，通过宣教路线及展牌的合理布置，充分发挥生态湿地的科普宣教功能。湿地建设为周边居民提供了休闲娱乐的场所，相关主管部分已多次组织中小学生参加湿地体验活动，取得的了良好的展示与教育效果，湿地建设具有广泛的社会效益。

4.结论

本工程通过构建“多水塘活水链湿地”净化系统对污水处理厂尾水进行深度净化，系统稳定运行后，湿地出水主要监测指标可稳定达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2012）Ⅲ类水标准，项目区及周边生物多样性不断提高，景观效果不断提高，科普宣教功能显著提升。

多水塘活水链湿地建设成本较低，维护成本低，顺应了绿色发展的趋势。结合景观系统、道路系统、宣教系统等相关配套工程的实施，可以充分发挥湿地的净化功能、生态功能、调蓄功能、景观功能与科普宣教功能。

参考文献：

[1]杨棠武，熊依依，忻飞，等.2021.城镇黑臭河道治理：多水塘活水链人工湿地的应用[J]．湿地科学与管理，17（1）：51-55

[2]闫龙. 组合湿地技术在污水厂尾水水质提升中的应用[J]. 环境生态学.2021，3（05）：55-60