劉 茜

（安徽職業(yè)技術學院，安徽 合肥 230001）

微生態(tài)濾床水環(huán)境生態(tài)修復技術

劉 茜

（安徽職業(yè)技術學院，安徽 合肥 230001）

微生態(tài)濾床水環(huán)境生態(tài)修復技術具有治理效果好、設計和實施簡單、運行維護方便以及投資小等特點。是未來一段時期內(nèi)應該廣泛使用的一種水環(huán)境治理技術。

微生態(tài)濾床；水環(huán)境；修復技術

國家近些年來工農(nóng)業(yè)和城市建設的發(fā)展，產(chǎn)生的大量的污染物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞，其中水環(huán)境的污染最為嚴重。隨著政府部門不斷加強環(huán)境治理的投入力度、人們環(huán)境保護意識的不斷提高，加強對城市、農(nóng)村以及河道、湖泊的水質(zhì)修復和生態(tài)環(huán)境修復，成為環(huán)境治理中的重要和深層次內(nèi)容。

1 微生態(tài)濾床技術介紹

1.1 微生態(tài)濾床的概念

微生態(tài)濾床是利用植物-基質(zhì)-微生物這一復合生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解，實現(xiàn)對廢水的高效凈化，同時通過營養(yǎng)物質(zhì)和水分的生物地球化學循環(huán)，促進綠色植物生長，實現(xiàn)廢水的資源化與無害化。原水在流經(jīng)該系統(tǒng)時，各種污染物在微生物轉化、細菌分解、氧化、還原、吸收、揮發(fā)、蒸騰和沉淀等多重作用下發(fā)生分離或轉化[1]。

1.2 微生態(tài)濾床技術原理和設計參數(shù)

微生態(tài)濾床由介質(zhì)層和濕地植物兩大系統(tǒng)組成，利用這兩大系統(tǒng)共同營造的生態(tài)系統(tǒng)，綜合物理、化學、生物三種放大功效，使污水處理功效達到最大化。介質(zhì)層分多層鋪設，視所需處理污水性質(zhì)不同而有變化，每一層介質(zhì)層的介質(zhì)粒徑配合比、組成成分、厚度和它的污水處理能力的關系，都涉及到許多土力學的知識，如孔隙率、滲透系數(shù)、水飽和度、顆粒間作用力等，這是環(huán)境工程與土力學原理相互結合、相互滲透的一門新學科—環(huán)境土力工程學。

介質(zhì)層由不同介質(zhì)按特定配比混合組成，介質(zhì)不僅過濾固體物、固定由細菌引起的薄膜，而且通過表面的吸附和氧化作用提高對污染物的去除。介質(zhì)層由上至下分為好氧區(qū)、兼氧區(qū)、厭氧區(qū)，為好氧微生物、厭氧微生物提供生長和工作環(huán)境。其中好氧微生物所需氧氣通過濕地的漫滲（42%）、折滲（46%）、濕地植物的光合作用（12%）提供。濕地植物有黃菖蒲、傘葉花、美人蕉、香蒲、再力花、蘆葦?shù)?，這些濕地植物事先經(jīng)過培育，使其根系更適應惡劣的污水環(huán)境，而且針對污水、景觀水處理的具體不同要求，有各自不同的適合種植的種類及配比。

微生態(tài)濾床系統(tǒng)作為系統(tǒng)設計，主要設計參數(shù)有：濾床基質(zhì)原料的配選、孔隙率、水力停留時間、表面有機負荷、表面水力負荷、處理單元長寬及其比例、進出水構筑物、隔板裝置和防滲材料、景觀水生植物配置、水體循環(huán)凈化周期等。針對各關鍵參數(shù)建立反應器模型，將進入到微生態(tài)濾床的污染物降解和分解，最終轉化為營養(yǎng)原料被植物吸收和轉移[2]。

2 微生態(tài)濾床的分類及技術優(yōu)點

2.1 微生態(tài)濾床的分類

按照水流方向，可以將微生態(tài)濾床分為水平潛流微生態(tài)濾床和垂直潛流微生態(tài)濾床，其中水平潛流微生態(tài)濾床對污染水體具有的水力負荷、污染負荷大的情況，能其能充分利用整個系統(tǒng)的協(xié)同作用，對BOD5（生化需氧量）、CODCr（重鉻酸鹽指數(shù)）、SS（懸浮物質(zhì)）、細菌及重金屬等污染指標的去除效果好，但是控制相對復雜。垂直潛流生態(tài)濾床，其氧氣可通過大氣擴散和植物根莖葉的傳輸進入床體，其硝化能力高于前者，在實際中可用于處理氨氮含量較高的污染水質(zhì)，其缺點在于對有機物去除能力不如水平潛流人工濕地系統(tǒng)，如果選擇的介質(zhì)不當會造成堵塞[3-4]。

2.2 微生態(tài)濾床的技術優(yōu)點

首先，低成本、低投資。投資和建造成本為國內(nèi)常規(guī)技術和設備的二分之一。人工濕地技術基本上不需要機電設備，日常維護上的工作主要為清理渠道和管理作物，以及由個別專業(yè)人員作定期檢查，因此其運營費用是傳統(tǒng)處理工藝的十分之一，甚至更低。

其次，水體凈化效果好。物理、化學及生物的三重作用放大濕地的水體凈化能力。人工濕地技術可以高效的降解水體中的污染物，不僅能去除常規(guī)污染物，而且對營養(yǎng)物質(zhì)磷和氮等具有明顯的處理效果。污水處理的水質(zhì)優(yōu)于國家污水綜合排放標準，達到中水回用標準，處理后的水可以作為景觀水前期注入水和后期補充水、綠化澆灌用水、沖洗廁所、清洗街道等，節(jié)約水資源，符合國家倡導的可持續(xù)發(fā)展的原則。

再次，水體處理量靈活。人工濕地可以根據(jù)景觀水體量的大小及其出水水質(zhì)的要求進行量體設計建造，可大可小，因地制宜。景觀配合度較高：由于有多種植物可供選用，占地面積及其形狀亦可靈活設計，可靈活配合整體景觀設計，成為景觀中的一部分。所有材料皆來之大自然，沒有二次污染。

最后，建造靈活、因地制宜。微生態(tài)濾床臨靠景觀水體建造，形狀位置可根據(jù)現(xiàn)場景觀需要進行設計建設。運用自然的方式來凈化水體，使景觀水體保持常年的清澈。設計時統(tǒng)籌安排取水點、進水點以及相應的設備，可以效去除水面和水體的懸浮物，有效保持水面的清潔。原本封閉、不流動的景觀水體被強制性地流動起來，循環(huán)凈化、循環(huán)流動，景觀水體生生不息。

3 結論

微生態(tài)濾床水環(huán)境生態(tài)修復技術的構建，從開始設計到進入環(huán)境系統(tǒng)，其功效為改善水體質(zhì)量的重要設備，因地制宜的設計，使這種修復技術逐漸成為保護水體環(huán)境的一個基礎構件存在，并且對環(huán)境的影響逐年減小，其自身的凈化功能和修復機制卻越來越穩(wěn)定增強，重要的是，其對環(huán)境負荷變化的沖擊具有更優(yōu)秀的調(diào)節(jié)能力，對保持水生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定具有領先性和示范意義。

在設計施工中，盡可能的在現(xiàn)有的設施和條件下實施，同景觀設計理念完美結合，創(chuàng)造了綠色高效的水資源生態(tài)系統(tǒng)。城市與農(nóng)村的水環(huán)境修復，可以將獲取的水源使用比率最大化，達到節(jié)水和節(jié)能的要求[5]。

微生態(tài)濾床水環(huán)境生態(tài)修復技術還原了一個自然生態(tài)體系的同時，也做出符合自然規(guī)律設計和建設施工。特別是在以后的城市建設和治理的過程中，對緊缺的城市水資源進行充分有效利用，這樣的生態(tài)修復技術必將具有廣闊的前景。

[1]李明媚.微生態(tài)濾床在雨水利用暨景觀水處理中的應用研究[J].環(huán)境工程設計,2015(6):141-146

[2]王惠權.微生態(tài)濾床系統(tǒng)在地表水生態(tài)治理上的應用[J].北京農(nóng)業(yè),2015(7):114-115.

[3]楊永坤,李開明,胡和平,等.復合生態(tài)濾床和光催化技術在景觀法理中的應用[J].中國給水排水,2008,24(6):63-66.

[4]黃德峰.人工濕地凈化富營養(yǎng)化景觀水的效果及機理研究[D].同濟大學,2007.

[5]張軍,周期,等.表面流人工濕地中氮磷的去除機理[J].生態(tài)環(huán)境,2004,13 (1):98-101.

Water environment ecological restoration technology of micro ecological filter bed

LIU Qian
(Anhui vocational and technical college,HeFei AnHui 230001)

Water environment ecological restoration technology has the characteristics of good control effect,simple design and implementation,convenient operation and maintenance,small investment and so on.It is a kind of water environment treatment technology that should be used widely in the future.

Micro ecological filter bed; Water environment; Remediation technology

：A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.062

1672–7304(2016)01–0133–02

安徽省教育廳支持2016年度安徽省高校自然科學研究項目(項目編號：KJ2016A389)。

（責任編輯：吳 芳）

劉茜（1982-），女，安徽合肥人，講師，研究方向：建筑工程。