試論人工濕地在校園污水資源化中的作用

楊 濤

近年來隨著高校擴招，辦學規模的發展和改善，高校用水逐年增加，已成為城市公共用水大戶之一。但同時高校對水資源的有效利用卻不平衡，因此如何充分利用水資源，達到綠色、可持續的標準，這既是高校自身發展的需要，也是高校必須承擔的社會責任。本文就是基于此角度，探討如何利用校園濕地提高校園水資源的有效利用。

1 污水資源化的必要性

1)建立校園的循環用水模式。綠色用水就意味著水資源的合理、高效地使用。目前，我國校園水系統從物質流動和表現形態的角度看，是一種大量取水、大量用水、大量排放廢水的單向流動的線性模式。這種模式由于是一些相互不發生關系的線性所疊加，出入系統的物質流遠遠大于內部相互交流的物質流。即作為一個系統其水資源供給量和消耗量大于水系統中各組成部分相互交換的水量，因此該水系統表現出“高開采、低利用、高排放”的特征，從而必然造成投入高、消耗大、低效能的用水特點。

表1 傳統用水模式和循環用水模式的比較

循環的水資源使用模式因為加強了水系統內部的互聯的方式從而可以在系統內部進行水資源的交換，以達到最大限度利用進入該系統的水資源，從而能夠形成“低開采、高利用、低排放”的結果。兩種不同的用水模式的比較見表1。

鑒于建立校園用水的循環用水模式，一方面可以減少校園水資源浪費，提高其利用率，同時對降低辦學成本有著重要的經濟意義;另一方面學校用水和排污在城市水系統中日益占有重要比重的情況下，建立校園循環水系統還可以減少污水排放對城市污水處理的壓力，具有一定社會意義。

2)污水資源化是建立循環用水模式的重要環節。不同的用水設備和項目對水質有不同的要求，如圖1所示。對于甲用水項目而言，乙項目使用過后不能滿足自身水質要求的廢水仍能滿足甲項目用水水質的要求。這樣如果將乙項目使用過的廢水引到甲項目進行使用，使得同一水資源被連續使用兩次，就極大地提高水的使用效率。

而傳統的線性用水模式，由于一個用水系統中的各部分缺少交流和互換，因此無法建立起將乙項目的廢水引到甲項目的有效途徑，無可避免地造成水資源的低效率。而循環用水模式強調各部分的交流和物質交換，就能建立起將乙項目的廢水引導作為甲項目用水的有效途徑，從而實現水資源的循環使用。

2 校園污水資源化的現狀

2.1 校園污水資源化的可行性

校園污水資源化具有得天獨厚的條件。首先，高校人口數量大、生活用水量大，經處理后有相應的水量能滿足校園的綠化澆灌、道路和衛生潔具的清洗的水量要求;其次，由于校園人員相對單一，不存在工業用途等復雜用途的用水，而學生生活用水、洗浴用水等屬于雜排水，水質較好，處理起來的技術難度和要求不高;第三，由于高校中功能分區的原因，教學用房的教學區和學生住宿區都各自分離又相對集中，水源回收點相對集中，便于收集后進行處理。基于這三方面的原因，將校園污水進行處理有著先天的優勢和條件，也具有很強的可操作性。

2.2 傳統中水系統的局限

傳統中水處理系統首先就是在土建上有較大的投入，這對于非盈利性質的高校是一筆不小的投入。其次由于污水處理是長期的運營，而傳統中水系統的技術復雜，需要大量的人員操作和運營，這一方面會增加校園內與教學、科研等非相關人員的進出，增加校園后勤的管理負擔和帶來校園的安全隱患，另外是長期的持續的運營費用和技術操作，對于高校的日常運行而言都是一筆不小的費用。在目前的情況下，高校還是應當選擇一種投入少、運營和維護成本低、技術要求相對較低的污水處理方式，而傳統的中水處理方式對于高校而言就存在著上述的種種局限，這也是中水系統遲遲未在高校中推廣的重要原因。

3 利用人工濕地污水資源化的可行性和優勢

3.1 利用人工濕地校園污水資源化的可行性

人工濕地系統污水處理機制是利用人工基質、水生植物和微生物三者共同作用。當廢水流入時，固體物被人工基質及水生植物的根系阻攔截留;污水中可溶性有機物則通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程被分解去除;一般的污水中不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留而被微生物利用。

國內外研究資料表明，通常在進水濃度不高的情況下，人工濕地對COD，BOD的去除率可以達到70%～90%，對氮的去除率可達60%，對磷的去除率可達90%。而目前國內城市污水處理廠只達到二級處理，對氮、磷的去除率一般只達到20%～40%。因此，利用人工濕地來進行污水處理可以達到甚至超過一般污水處理廠的效果。而以美人蕉、風車草、野芋作為濕地植物的復合人工濕地系統對NH3-N，TN，TP的去除率都在85%以上，對COD的去除率甚至達100%。因此，近10年來，人工濕地在國內外被成功應用于處理生活污水、工業廢水、礦山廢水、農業污染、垃圾滲濾液、采油煉油廢水以及養殖廢水等，而且經處理后的出水水質可以達到污水二級排放的標準。

校園污水主要以生活污水為主。生活污水中含有碳水化合物、動植物脂肪、蛋白質、氮化合物等，另外還有細菌等大量的微生物，因此水中主要是有機物、氮、磷等超標。處理校園生活污水的主要目標是降低污水中的BOD5和磷等濃度，因此人工濕地能滿足對校園污水的凈化和處理需要，具備污水資源化的可行性。

3.2 利用人工濕地校園污水資源化的優勢

1)運營維護成本低。人工濕地污水處理系統運行管理很方便，只需要工人進行簡單的操作和維護管理，不需要專職的、大量的技術人員和工作人員，因此與相同規模的傳統工藝相比，人員可減少80%以上，這樣就可以極大緩解高校自己進行污水處理的人員壓力。另外就是人工濕地的操作和維護不是一個連續行為，只是定期進行，基本是依靠其自身的自然作用進行污水處理，這樣就可以大大減少污水處理的運營和維護費用，非常適合于高校的情況。

2)具有較高的景觀效果。大學校園作為高校學生生活學習以及研究的場所，必然對其環境質量有著較高的要求，試圖創造一種優美寧靜舒適的校園環境。但是當前許多新建成的大學校園雖然物質條件日趨完美，但是在校園環境上則過分追求氣勢壯觀，很多精心設計的廣場、軸線、綠地等往往只是“看上去很美”，卻幾乎看不到人在其中駐留、活動，從而使得校園環境缺乏了校園應有的生機與活力和大學校園所獨有的寧靜寬松的氛圍。

人工濕地采用往往要占有較大的用地面積，對于其他建筑、設施而言也許是一個缺陷，但對于高校校園而言由于其占地面積大，綠化比率高，采用人工濕地不僅不會使用地顯得局促緊張，而且還由于有水體和水生植物等柔性景觀的介入，柔化了周圍過去人工化、模式化的環境，形成一個令人賞心悅目的場所;而且利用人們的親水心理，促進學生和環境發生良好的互動關系，也為學生提供良好的學習環境和接近自然的休憩空間。

4 結語

隨著生態和可持續觀念的日益深入，以及減排要求提上議事日程，對于我國這樣一個人均資源量少的國家，節約能源做到綠色環保已經是不可回避的問題。而高校作為城市中一個重要的能源消耗單位，更有責任去解決自己的能耗問題。本文就是居于此立場，提出高校作為城市水資源消耗的大戶應當建立起循環的用水系統，從而提高水資源在高校中的利用率。而這必然就涉及到污水的資源化問題。針對高校的實際，筆者認為應將人工濕地引入作為高校污水資源化的一個重要手段，既能滿足高校污水資源化的需要，又有著自身的一些優勢。

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