王文冬，王利軍，高曉薇，劉學(xué)燕，龍?jiān)?，趙 佑，蔡婷婷，王慧

（北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100048）

人工濕地是通過人工模擬并強(qiáng)化天然濕地功能結(jié)構(gòu)，將低污染濃度的污廢水均勻投配到填料床系統(tǒng)（內(nèi)含填料基質(zhì)、水生植物、水生動(dòng)物及微生物），通過發(fā)揮吸附過濾、離子交換、植物吸收以及微生物降解多重作用實(shí)現(xiàn)對污水中各類污染物的有效去除，與常規(guī)的污水處理工藝相比，具有處理效果好、污染物去除能力強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便、工程基建和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、對負(fù)荷變化適應(yīng)能力強(qiáng)等顯著特點(diǎn)〔1-3〕。

國內(nèi)傳統(tǒng)濕地工程設(shè)計(jì)大多采用單一的潛流濕地、表流濕地工藝或?qū)ζ溥M(jìn)行簡單串聯(lián)組合，往往產(chǎn)生表流濕地在內(nèi)部構(gòu)造、形態(tài)結(jié)構(gòu)和外觀風(fēng)貌上接近天然濕地，但抗沖擊負(fù)荷、污染物凈化能力較差；潛流濕地存在形態(tài)單一、人工痕跡明顯、管護(hù)成本較大等系列問題；同時(shí)由于傳統(tǒng)濕地工藝生境單一、無法形成厭氧/缺氧/好氧交替變化運(yùn)行條件，造成脫氮除磷去除能力有限〔4-7〕；此外，在北方寒冷地區(qū)，冬季低溫條件下，植物干枯、微生物代謝活性下降，進(jìn)一步降低了濕地系統(tǒng)的污染物去除效果，在一定程度上限制了人工濕地技術(shù)工藝在北方地區(qū)的規(guī)模化應(yīng)用〔8-15〕。

目前，國內(nèi)外針對提高人工濕地脫氮除磷效率的研究重點(diǎn)集中在篩選強(qiáng)化濕地植物與填料基質(zhì)方向；應(yīng)對冬季低溫不利條件的技術(shù)措施研究，主要是采用冬季植物收割表層覆蓋方面；但針對通過改善濕地系統(tǒng)內(nèi)部厭氧/缺氧/好氧交替變化的微生環(huán)境以提升脫氮除磷效果和通過優(yōu)化填料床內(nèi)部保溫結(jié)構(gòu)、菌群/植物配置以及運(yùn)行模式以強(qiáng)化濕地低溫運(yùn)行效果的相關(guān)研究相對較少。

本研究基于官廳八號橋上游來水低碳高磷高氮的水質(zhì)特征，結(jié)合項(xiàng)目所處區(qū)域?yàn)榈湫捅狈胶涞貐^(qū)氣候的特點(diǎn)，通過構(gòu)建具有“預(yù)處理區(qū)+主處理區(qū)+后處理區(qū)”的官廳八號橋多生境仿自然濕地系統(tǒng)，同時(shí)輔以底質(zhì)調(diào)節(jié)緩釋除磷措施，并通過對濕地系統(tǒng)的填料床結(jié)構(gòu)、菌群/植物配置以及運(yùn)行模式進(jìn)行優(yōu)化集成的方式，突破了傳統(tǒng)濕地冬季低溫氮磷污染物達(dá)標(biāo)運(yùn)行困難的技術(shù)瓶頸。

1 官廳八號橋仿自然濕地項(xiàng)目概況

官廳八號橋仿自然濕地位于河北省懷來縣，永定河入官廳水庫口，大秦鐵路至八號橋水文站下游3.5 km河道灘地，項(xiàng)目主要處理對象為永定河上游微污染地表水，處理規(guī)模為1～3 m3/s，折合約8萬～26萬m3/d，建設(shè)濕地總面積約2.1 km2，設(shè)計(jì)出水主要指標(biāo)執(zhí)行地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目主體濕地部分建設(shè)投資35071.27萬元，年運(yùn)行成本為663萬元，折合噸水投資和運(yùn)行費(fèi)用分別為1348.90元/m3和0.07元/m3。

圖1 項(xiàng)目區(qū)位圖Fig. 1 Project location map

1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

根據(jù)官廳八號橋2011年1月—2018年11月逐月水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)（詳見表1），項(xiàng)目建設(shè)前期區(qū)域水質(zhì)整體為地表水Ⅴ類（主要超標(biāo)指標(biāo)為TN、TP和COD），同時(shí)斷面水質(zhì)隨季節(jié)具有一定變化：低溫期（2018年11月—2019年5月，外界溫度-10～14 ℃，系統(tǒng)水溫2～9 ℃）水質(zhì)最差，為Ⅳ～Ⅴ類，主要超標(biāo)物質(zhì)為COD、氨氮和TP；汛期6月—9月，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，基本達(dá)到Ⅲ～Ⅳ類，但仍存在COD和TP超標(biāo)的問題。

表1 項(xiàng)目建設(shè)前上游逐月來水水質(zhì)狀況Table 1 Monthly water quality status of upstream water before project constructionmg/L

項(xiàng)目根據(jù)“水十條”考核要求，結(jié)合官廳水庫入庫水質(zhì)功能區(qū)劃，確定官廳八號橋仿自然濕地設(shè)計(jì)出水應(yīng)達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合同類濕地設(shè)計(jì)及實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最終確定本項(xiàng)目濕地設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)，詳見表2。

表2 濕地進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)Table 2 Wetland inlet and outlet water quality indicators mg/L

1.2 建設(shè)規(guī)模與工程布置

1.2.1 建設(shè)規(guī)模與水力參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)多年實(shí)測數(shù)據(jù)（詳見表3），項(xiàng)目區(qū)上游來水平均流量為3.24 m3/s，保證率為36.7%，按照適度原則，確定工程的規(guī)模為3.0 m3/s。

表3 2006年—2015年永定河不同流量保證率Table 3 Different flow guarantee rates of Yongding River from 2006 to 2015

參照《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2005—2010）進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表4。

表4 濕地水力參數(shù)設(shè)計(jì)Table 4 Wetland hydraulic parameter design

1.2.2 工藝流程與功能分區(qū)

1）工藝流程。項(xiàng)目設(shè)計(jì)按照區(qū)域現(xiàn)狀空間分布，因地制宜地進(jìn)行功能區(qū)劃與濕地布設(shè)：整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)沿河道兩側(cè)分布，區(qū)域地勢平緩；河道主槽與大秦鐵路、沙蔚鐵路、八號公路橋、豐沙鐵路將整個(gè)場區(qū)分割為10個(gè)區(qū)域；為充分利用區(qū)域土地資源，最大限度發(fā)揮濕地的凈化功效，本項(xiàng)目對10個(gè)濕地功能建設(shè)區(qū)進(jìn)行了優(yōu)化組合，形成了“既有內(nèi)部串聯(lián)，又有整體并聯(lián)”的濕地網(wǎng)絡(luò)空間，具體見圖2、圖3。

圖2 濕地系統(tǒng)功能分區(qū)布置Fig. 2 Wetland system functional zoning layout

圖3 工藝流程框架Fig. 3 Process flow diagram

由圖2、圖3可知，項(xiàng)目濕地沿水流走勢，依次布設(shè)預(yù)處理區(qū)、主處理區(qū)、后處理區(qū)：其中“左一區(qū)+左二區(qū)”、“右一區(qū)+右二區(qū)”分別為左岸、右岸的兩個(gè)預(yù)處理區(qū)；“左三區(qū)”、“右三區(qū)”分別為左岸、右岸的兩個(gè)主處理區(qū)；“右四區(qū)”為整個(gè)系統(tǒng)的后處理區(qū)。

2）濕地形式與功能分區(qū)。在秉承自然生態(tài)設(shè)計(jì)的理念下，本研究充分利用灘地空間及地形地貌特征，參照人工濕地的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合溪流、生態(tài)塘、表流濕地、潛流濕地功能特性進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，構(gòu)建形成以塘為主體，溪流、溝渠、湖泊、島嶼相結(jié)合的空間格局，豐富了濕地形態(tài)及生境多樣性，突破了大尺度近自然濕地構(gòu)建體系建設(shè)。八號橋仿自然濕地總體布置見圖4。

圖4 八號橋仿自然濕地總體布置Fig. 4 The overall layout of the No. 8 bridge natural simulated wetland

項(xiàng)目濕地沿水流走勢，依次布設(shè)預(yù)處理區(qū)、主處理區(qū)、后處理區(qū)：預(yù)處理區(qū)通過模擬天然濕地的形態(tài)特征，構(gòu)建以漫流式表流濕地為主的溪流特征濕地，有效占地面積為35.2萬m2；主處理區(qū)充分利用內(nèi)部特有的田埂分割以及周邊環(huán)境形態(tài)，打造既具有島嶼形態(tài)、又具有濕地功能的島嶼灘涂特征濕地，有效占地面積48.8萬m2；后處理區(qū)采取對現(xiàn)有坑塘進(jìn)行修整形成生物穩(wěn)定塘，并在其下游建造標(biāo)準(zhǔn)尺寸為200 m×60 m的濕地單元，同時(shí)項(xiàng)目結(jié)合右四區(qū)地勢較高的特點(diǎn)，設(shè)置攔水閘，雍高永定河水水位向生物穩(wěn)定塘補(bǔ)水，可充分發(fā)揮生物穩(wěn)定塘的水量調(diào)節(jié)、自然沉淀以及生物凈化作用，生物穩(wěn)定塘出水依靠重力對下游的單元濕地進(jìn)行均勻配水，后處理區(qū)共建有生物穩(wěn)定塘面積14.7萬m2、單元濕地面積47.4萬m2。

2 強(qiáng)化脫氮除磷與低溫穩(wěn)定運(yùn)行技術(shù)研究

針對項(xiàng)目區(qū)上游來水低碳高磷高氮水質(zhì)特征、區(qū)域冬季低溫氣候特點(diǎn)，本研究在綜合考慮自然濕地形態(tài)和生境多樣性特征的基礎(chǔ)上，充分借鑒傳統(tǒng)生物脫氮除磷技術(shù)原理，將多生境強(qiáng)化生物脫氮技術(shù)、底質(zhì)調(diào)節(jié)緩釋除磷技術(shù)以及仿自然濕地冬季折流冰下運(yùn)行技術(shù)措施進(jìn)行有效集成，實(shí)現(xiàn)了良好的冬季氮磷污染物去除效果。

2.1 多生境強(qiáng)化生物脫氮技術(shù)

按照“低擾動(dòng)、仿自然”相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路，結(jié)合建設(shè)區(qū)域地形地貌特征及項(xiàng)目濕地水質(zhì)凈化功能定位，本項(xiàng)目研究構(gòu)建“預(yù)處理區(qū)+主處理區(qū)+后處理區(qū)”組合工藝，形成大尺度、多生境仿自然濕地構(gòu)建體系，豐富濕地系統(tǒng)生境形態(tài)，營造良好的厭氧/缺氧/好氧微生環(huán)境，實(shí)現(xiàn)良好的脫氮除磷去除效果。

1）預(yù)處理區(qū)。首端預(yù)處理區(qū)結(jié)合區(qū)域森林植被覆蓋度高、河道溝渠脈絡(luò)分明、局部坑塘零星點(diǎn)綴地形地貌特征，通過森林內(nèi)部疏挖子槽，串聯(lián)并優(yōu)化現(xiàn)有河道溝渠、魚塘形態(tài)，形成以坑塘、溪流為主體單元的功能表流濕地系統(tǒng)，通過延長水流路徑和水力停留時(shí)間至15～20 d，加強(qiáng)水位波動(dòng)變化，促進(jìn)物理、化學(xué)、生物協(xié)同凈水作用效果發(fā)揮，為主處理區(qū)水質(zhì)凈化創(chuàng)造良好條件。

2）主處理區(qū)。中段主處理區(qū)進(jìn)水參照折流絮凝池構(gòu)造原理構(gòu)建魚鱗濕地，增設(shè)鉛絲石籠形成折流丁壩，延長水質(zhì)凈化停留時(shí)間，優(yōu)化傳統(tǒng)生物塘構(gòu)建形式，采用礫石鋪設(shè)的形式進(jìn)行土壤底質(zhì)改良，增大底層微生物富集面積，配合水生植物栽種，促進(jìn)基質(zhì)-植物-微生物協(xié)同凈水作用，強(qiáng)化局部生物凈水效率。

3）后處理區(qū)。末端后處理區(qū)充分利用區(qū)域地塊田埂分割的特點(diǎn)，通過開挖、強(qiáng)夯形成圍埝單元濕地，增設(shè)功能填料、微生物菌劑（主要成分為以黃桿菌屬、單胞菌屬為主體的耐低溫微生物群落），并依靠水力高程形成梯級濕地。

后處理區(qū)基于生物脫氮除磷原理及研究成果，構(gòu)建兩級潛流濕地與生態(tài)塘集成串聯(lián)的短程硝化反硝化脫氮濕地單元，濕地單元內(nèi)進(jìn)行鐵屑+焦炭、焦炭、石灰質(zhì)碎石、活性炭、生物陶粒等基質(zhì)材料的優(yōu)化配置。借鑒生物脫氮的原理，通過水位調(diào)控措施，促進(jìn)復(fù)氧效率提升，構(gòu)成“缺氧/厭氧-好氧”微環(huán)境，破解傳統(tǒng)人工濕地內(nèi)缺氧/厭氧條件對硝化功能菌生長的限制因素，提升生物脫氮效率。

2.2 底質(zhì)調(diào)節(jié)緩釋除磷技術(shù)

針對表流濕地TP去除能力有限的技術(shù)瓶頸，自主研發(fā)以生石灰為主要原料的緩釋除磷材料，飽和吸附量達(dá)到0.2～0.992 mg/g；采用自然滲濾或底質(zhì)1∶8的摻混調(diào)理方式，使表流濕地除磷負(fù)荷由0.01 g/（m2·d）提升至0.1～0.87 g/（m2·d），含磷污染物入河消減量達(dá)到30%以上，緩釋除磷周期延長至3 a。

2.3 低溫穩(wěn)定運(yùn)行技術(shù)

1）天然基質(zhì)保溫覆蓋。在后處理區(qū)，潛流濕地單元結(jié)合基質(zhì)材料優(yōu)化配置，研究采用珍珠巖、火山巖等天然基質(zhì)材料做為保溫覆蓋物對濕地進(jìn)行保溫隔離，構(gòu)建形成由下至上依次為承托層（D16～64 mm石灰石碎石400 mm厚）、凈化層（D8～32 mm石灰石+火山巖、沸石復(fù)合功能填料700 mm厚）、保溫層（D4～8 mm珍珠巖+火山巖100 mm厚）的級配式保溫復(fù)合填料床結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，有益于各分區(qū)填料凈水功能的正常發(fā)揮，同時(shí)可在填料床表面形成一個(gè)絕熱保溫層，阻斷大氣低溫對濕地內(nèi)部的影響，有效避免濕地床水溫耗散，降低北方人工濕地冬季冰凍的影響。

2）耐低溫微生物菌劑強(qiáng)化。進(jìn)入低溫期（水溫低于15 ℃）前，在魚鱗濕地、單元潛流濕地區(qū)，通過耐低溫基因DNA提取、PCR擴(kuò)增技術(shù)識別濕地優(yōu)勢耐低溫微生物菌群，并按照0.5～1 g/（m3·d）的投加比連續(xù)投加10 d，篩選構(gòu)建形成以黃桿菌屬、單胞菌屬為主體的耐低溫微生物群落，強(qiáng)化濕地微生物耐低溫性能。

3）冷季型沉水植物優(yōu)化配置?；跁r(shí)間生態(tài)位互補(bǔ)原則，構(gòu)建以蘆葦、香蒲、水蔥為主體的耐低溫潛流濕地挺水植物搭配組合，以菹草、狐尾藻為主體的耐低溫魚鱗濕地、生物塘沉水植物搭配組合，強(qiáng)化植株密度形成濾網(wǎng)，發(fā)揮對污染物的攔截、過濾作用，并與耐低溫微生物相結(jié)合，形成濕地耐低溫植物-微生物群落結(jié)構(gòu)體系，綜合提升北方人工濕地的冬季污染物去除效果。

4）冰下折流取水-高水位調(diào)控。結(jié)合北方地區(qū)冬季氣溫較低、地溫較高、溫度縱向梯度變化明顯等特點(diǎn)，研究在濕地系統(tǒng)首端進(jìn)水口處設(shè)置跌水閘板，采取胸墻式冰下折流取水方式，利用常溫地?zé)崮茉鰷乇?，有效保證濕地進(jìn)水口結(jié)構(gòu)不受冰凍影響。同時(shí)項(xiàng)目研究在濕地水面冰凍前，采取提高濕地運(yùn)行水位形成表面冰層，再降低冰下水位的低水位運(yùn)行方式，結(jié)合植物資源利用，將濕地植物秸稈收割進(jìn)行冰面表層覆蓋，提高表層保溫效率，最終綜合形成了“胸墻式冰下折流取水-低水位冰下運(yùn)行”的濕地系統(tǒng)調(diào)控運(yùn)行模式。結(jié)合填料床表層保溫材料覆蓋措施，能夠?qū)⒈滤疁乜刂圃?～3 ℃，可進(jìn)一步發(fā)揮耐低溫植物/微生物水質(zhì)凈化功能，綜合提升低溫條件下的濕地出水效果。

3 水質(zhì)凈化與生態(tài)景觀提升效果分析

3.1 水質(zhì)監(jiān)測方案

為充分了解項(xiàng)目濕地的低溫季節(jié)運(yùn)行效果，保障系統(tǒng)的出水水質(zhì)，需對濕地開展水質(zhì)監(jiān)測分析。

1）監(jiān)測點(diǎn)位（圖4）。監(jiān)測點(diǎn)位1，濕地總進(jìn)水（E115°31′48.60″，N40°21′19.39″）；監(jiān)測點(diǎn)位2，單元濕地進(jìn)水（E115°32′21.75″，N40°20′43.19″）；監(jiān)測點(diǎn)位3，濕地總出水（E115°32′45.05″，N40°20′12.13″）

2）監(jiān)測指標(biāo)。監(jiān)測指標(biāo)包括COD、氨氮、TP、TN共4項(xiàng)指標(biāo)。

3）監(jiān)測時(shí)間。項(xiàng)目研究取樣檢測時(shí)間為2019年9月—12月，監(jiān)測頻率為3次/月。

4）取樣方法。取樣方法參照《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》（SL 219—2013）中相關(guān)要求進(jìn)行。

5）檢測方法。COD檢測方法采用重鉻酸鹽法（GB/T 11914—1989）；氨氮檢測方法采用納氏試劑分光光度法（HJ 535—2009）；TN檢測方法采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光法（HJ 636—2012）；TP檢測方法采用過硫酸鉀消解鉬酸銨分光光度法（GB/T 11893—1989）。

3.2 水質(zhì)凈化效果分析

項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)際監(jiān)測結(jié)果表明：進(jìn)入當(dāng)?shù)厍锛?月份，仿自然濕地內(nèi)部水溫約為20 ℃左右；10月中旬，水溫在8～13 ℃反復(fù)波動(dòng)，下旬降低至12 ℃以下；11月底，整個(gè)仿自然濕地建設(shè)范圍內(nèi)表面結(jié)冰，冰下水溫約為2～3 ℃；連續(xù)4個(gè)月（9月—12月）水質(zhì)監(jiān)測分析結(jié)果見圖5。

圖5 仿自然濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化效果Fig. 5 Water purification effect of natural simulated wetland system

由圖5可知，濕地系統(tǒng)低溫運(yùn)行期間，進(jìn)水中主要污染物指標(biāo)COD、TN、TP、氨氮等平均質(zhì)量濃度分別為24.3、2.89、0.4、0.55 mg/L，各水質(zhì)指標(biāo)介于地表水Ⅳ～Ⅴ類之間波動(dòng)。經(jīng)仿自然濕地凈化后，出水中上述污染物指標(biāo)平均質(zhì)量濃度分別降低至20.4、1.5、0.224、0.39 mg/L，基本穩(wěn)定達(dá)到甚至優(yōu)于地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了低溫條件下的水質(zhì)凈化目標(biāo)。其中，部分時(shí)段樣本檢測COD指標(biāo)存在出水值高于進(jìn)水檢測值，如在9月6日、11月25日，分析原因在于秋冬季節(jié)氣溫下降，水生植物干枯、枝葉脫落、腐敗，造成內(nèi)源污染，使得濕地系統(tǒng)內(nèi)部COD上升；加之隨著溫度波動(dòng)，微生物的代謝穩(wěn)定性也受到影響，綜合造成濕地出水COD高于進(jìn)水；分析氨氮指標(biāo)在10月19日、11月8日、12月12日出水值高于進(jìn)水檢測值的原因在于濕地系統(tǒng)內(nèi)部水生植物脫落枝葉中有機(jī)氮組分經(jīng)氨化細(xì)菌作用轉(zhuǎn)化為氨氮，使得系統(tǒng)氨氮濃度上升，同時(shí)氣溫變化也造成系統(tǒng)硝化作用的波動(dòng)變化，部分時(shí)段硝化作用降低，使得濕地出水氨氮檢測值高于進(jìn)水檢測值。

扣除氣溫波動(dòng)影響，綜合分析各類污染物平均去除效果，濕地系統(tǒng)對COD、TN、TP、氨氮的平均去除率可分別達(dá)到22.64%、47.78%、51.67%、21.58%；仿自然濕地的秋冬季污染物去除效果顯著，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)表流濕地的水質(zhì)凈化效果。

3.3 生態(tài)景觀效果分析

項(xiàng)目參照人工濕地的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合溪流、生態(tài)塘、表流濕地、潛流濕地的功能及形態(tài)特征，突破傳統(tǒng)濕地單一形態(tài)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建以塘為主體，溪流、溝渠、湖泊、島嶼相結(jié)合的仿自然濕地系統(tǒng)空間格局，布局河道、旁路型濕地，天然濕地和人工濕地相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多種形態(tài)濕地的優(yōu)勢互補(bǔ)，形成兼具自然凈化與強(qiáng)化凈化功能的大尺度、多生境仿自然濕地系統(tǒng)。同時(shí)結(jié)合沿岸灘涂景觀及深潭淺灘水生變化，因地制宜種植蘆葦、香蒲、菖蒲等水質(zhì)凈化型水生植物，鳶尾、千屈菜、美人蕉等景觀營造型水生植物，苦草、金魚藻、狐尾藻等生境強(qiáng)化型水生植物，并根據(jù)空間規(guī)劃進(jìn)行景觀分區(qū)，開辟水流帶，設(shè)置人行棧道、景觀節(jié)點(diǎn)，打造可游、可賞、可玩的仿自然濕地公園，在實(shí)現(xiàn)濕地凈水、植物造景功能的同時(shí)，還增加了周邊居民及往來游客的觀光體驗(yàn)。

項(xiàng)目有效改善了河灘地單一生境的現(xiàn)狀，新增濕地面積1.72 km2，搭配形成多樣化生境格局，為水生動(dòng)植物、水禽和鳥類等提供適宜的生長棲息空間。極大提升了官廳水庫周邊的生態(tài)環(huán)境，為永定河生態(tài)廊道構(gòu)建及冬奧會區(qū)域高標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)目標(biāo)提供了技術(shù)保障。

4 結(jié)論

針對傳統(tǒng)濕地生境單一、氮磷污染物去除水平有限、冬季低溫應(yīng)對能力不足的技術(shù)難題，項(xiàng)目研究通過構(gòu)建多生境仿自然濕地系統(tǒng)，同時(shí)輔以底質(zhì)調(diào)節(jié)緩釋除磷，強(qiáng)化濕地的脫氮除磷去除能力；在此基礎(chǔ)之上，通過采取優(yōu)化填料床結(jié)構(gòu)、菌群/植物配置以及低溫運(yùn)行模式的方式，提高濕地系統(tǒng)的冬季低溫污染物去除效果，得出的主要結(jié)論包括：

1）由“預(yù)處理區(qū)+主處理區(qū)+后處理區(qū)”組成的多生境仿自然濕地系統(tǒng)，能夠充分發(fā)揮溪流、生態(tài)塘、表流濕地、潛流濕地功能互補(bǔ)優(yōu)勢，營造濕地內(nèi)部厭氧/缺氧/好氧的交替變化微生環(huán)境，提升濕地系統(tǒng)的脫氮除磷能力。

2）按照1∶8將土壤與生石灰摻混配置研發(fā)形成的緩釋除磷材料，飽和吸附量可達(dá)0.2～1.0 mg/g，人工投加至表流濕地底部基質(zhì)內(nèi)部，可將表流濕地除磷負(fù)荷由0.01 g/（m2·d）提升至0.10～0.87 g/（m2·d），將TP入河消減量達(dá)到了30%以上。

3）天然基質(zhì)保溫覆蓋、冰下折流取水-高水位調(diào)控技術(shù)措施，可將冰下水溫維持在2～3 ℃，有益于進(jìn)一步發(fā)揮冰下耐低溫植物/微生物的污染物去除能力，提高濕地系統(tǒng)出水效果。

4）技術(shù)研究成果綜合應(yīng)用于官廳八號橋仿自然濕地，實(shí)現(xiàn)了低溫濕地對COD、TN、TP、氨氮平均去除率分別為22.64%、47.78%、51.67%、21.58%，相比較傳統(tǒng)表流濕地，取得了良好的技術(shù)增量。