人工湿地处理铁路车站生活污水的研究

人工湿地处理铁路车站生活污水的研究

刘超

中国铁路北京局集团公司北京100860

摘要：本文通过分析人工湿地技术及铁路车站的污水结构，提出了人工湿地用于铁路偏远车站的可行性及注意事项。

关键词：人工湿地，铁路，车站，生活污水

我国铁路很多车站建在远离市区的地方，部分是因铁路要穿越山区、沙漠、丘陵等特殊地况，不得已选择人烟稀少的地方设站。另一部分是在近几年高铁建设过程中，为了减少征地拆迁的投资费用，不得不将车站建立在远离市区的地方。这些车站规模不大，有的偏远车站只有5-10人，大多没有配套的市政排水管网，车站污水很难并入到当地市政的污水处理系统，只有采用自行处理的方式去消纳污水。自十八大以来，保护环境被提升到国家的重要战略层面，越来越多的地方污水排放标准提高，因此研究适用于中小站区的高效污水处理技术，使污水达标排放是铁路污水处理的技术难点。

1．人工湿地技术介绍

1.1人工湿地定义

人工湿地是由人工建造和控制运行的一套独特的生态系统，通过合理的运行及管控以达到处理污水的目的。人工湿地通常有一定的长宽比和底面坡度，主要由填料床及水生植物构成。填料床包括防渗层、土壤和具有透水的砂石、砾石等填料，水生植物是人工选择的成活率高、生长周期长、美观及具有经济价值的水生生物。除填料床及水生植物外，湿地的水体中还有各种好氧、兼氧及厌氧微生物种群。当污水按照设计的径路，在床体的填料缝隙中或床体表面流动时，污水在人工湿地生态系统发生物理、化学、及生化反应，利用填料过滤吸附、自然沉淀、离子交换、植物吸收、微生物分解等手段来实现对污水的净化。

1.2人工湿地分类

人工湿地的处理类型分为两类：表面流湿地、潜流型湿地。

表面流湿地是污水在湿地的表层流动，水深一般在0.1~0.6米，工况与自然湿地最为接近。污水中的绝大部分有机物的去处是由生长在植物水下的根茎的生物膜来完成，该工艺局域投资少，操作简单，运行费用低的优点。缺点是占地面积大，水力负荷低。系统的运行受气候影响较大，夏季容易滋生蚊蝇。

潜流型湿地是污水在湿地的底层流动，潜流型湿地按照进水口及出水口的高差分为水平流湿地和垂直流湿地。潜流型湿地由一个或多个填料床构成，床底设防水层，填充滤料。污水从填料床表面渗流，利用填料的截留，植物根系的吸收，及微生物的分解等作用，达到处理目的。因水流在地表下流动，保温性好，处理效果较为理想，水力负荷及污染负荷较大，是目前较为适用于铁路建设项目的湿地系统。

1.3人工湿地中污染物去除机理

有机物：人工湿地中微生物的活动是有机物降解的基础机制。植物根系将氧气输送到根区，形成表面的氧化状态，污水中的大部分有机物质在这一区域被汉阳微生物分解成二氧化碳和谁。在根部的还原状态区域，则是经过厌氧细菌的发酵作用将有机物分解成二氧化碳和甲烷释放，这样就形成了连续的好氧、缺氧和厌氧环境。

悬浮物：有机物主要通过物理拦截、沉降和锅炉。

氮：通过作物-土壤的同化、吸附、氨的挥发、硝化反硝化等过程得到去除。水生植物可对有机氮固定，释放。硝化反硝化细菌在不同环境下，可进行脱氮。人工湿地的脱氮机理主要是生物硝化反硝化，植物吸收的氮不到除去总氮的10%。

磷：通过植物吸收及填料的物理化学作用去除。主要靠土壤的吸附、络合及与Ca、Al、Fe和土壤颗粒的沉淀反应。

1.4预处理设施

一般可采用化粪池、格栅、初沉池、厌氧处理池等设施。

2.人工湿地用于铁路的探讨

2.1铁路偏远车站的污水特征及现状

铁路分布形式较为特殊，部分的车间距离城镇较远，生活污水很难并入当地的市政污水处理系统，日常维修管理运营十分不便，但是随着环保要求的不断提高，要求车站的污水处理后达标排放，在这种形势下只有采取适用的污水处理方式，处理后再进行排放。

偏远车站每天产生的污水主要为生活污水，排水量的大小主要受车站工作人员和旅客流量影响，以京通线为例一般车站的工作人员为10人左右，每天发送旅客在50人以下，产生的生活污水在2~10m³/d，不含有毒物质。每天的污水排放高峰期出现在两个时间段内，11：00~14：00为中午用水高峰期，17：00~19：00为下班用水高峰期，其余时间段的变化不是很大。人工湿地对生活污水有着较为理想的处理效果，相关研究报道TN的去除率为81.7%，COD的去除率为93.1%，BOD的去除率为98.2%[1]。中小型车站的生活污水的污染指标如下：

2.2人工湿地用于处理车站生活污水的优点

人工湿地用于铁路沿线有着巨大的优势，首先工程造价和运行费用较低，管理维护简单方便，基本不消耗能源，且不需配备定员。其次人工湿地极大的保护了铁路沿线的环境生态，用一种生态系统快速有效的净化了车站的生活污水，避免对原有生态环境造成影响。再次人工湿地的建设也创造了一定的景观价值，当铁路站点的生活污水处理达到一定规模时，处理后的水质完全可以满足车站的景观或绿化用水，进一步丰富了车站的绿化景观。[2]

2.4车站新建人工湿地水生植物注意要点

人工湿地植物在中初期的管理主要保证其成活率。湿地植物栽种最好在春季、植物容易成活。如果不是在春季，冬季应做好防冻措施，在夏季做好这样防晒。为了使植物的根向下扎得比较深，栽种植物初期需要通过控制湿地的水位，促使植物向下生长。日常做好护理工作，防止杂草滋生，及时清除枯枝落叶，排除积水。暴风雨过后，水生植物容易歪道，需及时扶正[1]。

2.5车站新建人工湿地预防堵塞发生。

新建人工湿地预处理要做到位，污染负荷过大致使大量不溶性有机物进入湿地，在基质内大量积累，从而降低了水力传导性，导致堵塞。在湿地前段应设置有格栅、滤池、沉淀池、曝气池、水解酸化池、氧化塘、消毒池等预处理工艺。另外填料设置也需引起重视，它影响这氮、磷的吸附作用，选择不当很可能引起堵塞水流通道，影响处理效果。应选择大小不同直径的填料并均匀布置。

3.结束语

人工湿地有着结构简单、易于建设、便于维护、运行费用低，服务年限长的特点，在运行过程中可实现无人值守，适用于污水来源稳定、气候适宜的车站处理生活污水，具有广阔的应用和推广前景。

参考文献：

[1]吴昊、欧阳锋，人工湿地在西部农村地区对生活污水的应用研究，广东农业科学2008（9

[2]张鹿笛，人工湿地在铁路中小车站污水处理的应用前景，管理观察，R123.3

[3]冯杰，人工湿地在横南铁路车站生活污水处理中的应用，给水排水，1004-2954（2009）05

作者简介：刘超（1985—），男，河北沧州人，工程师，主要从事节能环保管理工作。