人工濕地應(yīng)用于高校中水回用處理的探索與研究

韋 瑋 黃月明 楊 青 陸夏銘

（廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530023）

人工濕地應(yīng)用于高校中水回用處理的探索與研究

韋 瑋 黃月明 楊 青 陸夏銘

（廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530023）

人工濕地是一種高效低耗的污水自然生物處理工藝。文章以廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院四塘校區(qū)為例，對(duì)校園生活污水采用人工濕地技術(shù)進(jìn)行中水回用處理進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)處理，污水的COD、TP、NH3-N、SS均有不同程度的下降，能夠基本達(dá)到城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。人工濕地技術(shù)能夠有效提高水資源利用率，是一種值得在高校推廣的中水回用技術(shù)。

人工濕地；中水回用；高校；污水處理

1 人工濕地應(yīng)用于高校中水回用處理的可行性與優(yōu)勢(shì)

高校是用水和排水較集中的地方，具有污水排放量大且水量穩(wěn)定，成分單一，易于收集等特點(diǎn)。對(duì)于高校校園來(lái)說(shuō)，中水回用既使自來(lái)水的消耗量減少，又減少了排向水域的污水量，具有良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

人工濕地是一種高效低耗的污水自然生物處理工藝，該工藝的基本原理是：在一定的填料上種植水生植物，將污水投放到人工建造的類似于沼澤的濕地上。當(dāng)水流經(jīng)人工濕地時(shí)，經(jīng)沙石、土壤過(guò)濾，植物根際的多種微生物活動(dòng)，使水質(zhì)得到凈化。人工濕地與其他中水回用工藝相比，人工構(gòu)筑物和機(jī)電設(shè)備大大減少，省略了曝氣、投加藥劑和回流污泥等環(huán)節(jié)，整個(gè)工藝過(guò)程也不會(huì)產(chǎn)生剩余污泥，可以節(jié)省較多的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。除此之外，人工濕地具備良好的景觀效果，在一定條件下可產(chǎn)生諸如水產(chǎn)、綠化、野生動(dòng)物棲息、娛樂(lè)教育等效益[1]。目前很多高校的新校區(qū)都處于郊區(qū)，占地面積較大，有足夠的場(chǎng)地來(lái)設(shè)置人工濕地的處理池，加上高校校園建設(shè)對(duì)景觀有一定的要求，因此，在高校中水回用處理工藝的選用上，人工濕地具有可行性且有較為一定的優(yōu)勢(shì)。

2 校園污水基本情況

論文以廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院四塘校區(qū)為例。該校區(qū)校園占地面積1200多畝，主要分為中區(qū)和北區(qū)，在校學(xué)生近萬(wàn)人。校園污水主要來(lái)源于師生生活污水、食堂污水、教學(xué)區(qū)污水等。根據(jù)實(shí)際調(diào)研以及公式測(cè)算，校園平均污水排放量約1456m3/d。考慮到食堂污水水質(zhì)較差，教學(xué)區(qū)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢水組成情況較復(fù)雜，處理成本高，而學(xué)生宿舍生活污水水質(zhì)相對(duì)較好，污染物簡(jiǎn)單，且數(shù)量較大等特點(diǎn)，校園中水回用的原水考慮為學(xué)生宿舍生活污水，即學(xué)生和教職工日常生活中衛(wèi)生間沖洗、衣物洗滌等過(guò)程排放的污水。目前，該部分污水經(jīng)過(guò)曝氣生物濾池工藝處理后，排放到學(xué)校附近的農(nóng)田水溝中。筆者于2014年6月至2015年7月對(duì)校園中區(qū)七棟宿舍污水處理設(shè)施排污口進(jìn)行了采樣監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1　校園生活污水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) （溫度：26℃）

從調(diào)研情況和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，生活污水中主要是有機(jī)物、氮、磷超標(biāo)，處理校園污水實(shí)現(xiàn)回用的主要目標(biāo)是降低污水中的BOD、氮、磷等濃度。

3 模擬人工濕地處理校園污水實(shí)驗(yàn)

3.1工藝流程

本次試驗(yàn)以經(jīng)過(guò)曝氣生物濾池處理后的校園生活污水作為原水，工藝流程為：

圖1　校園生活污水處理工藝流程圖

3.2試驗(yàn)裝置和運(yùn)行方式

試驗(yàn)裝置為模擬二級(jí)水平潛流人工濕地，濕地系統(tǒng)采用間歇式運(yùn)行，反應(yīng)停留時(shí)間為3d，水力負(fù)荷為0.012m3/（m2·d）。試驗(yàn)裝置主要包括原水箱、人工濕地池及排水系統(tǒng)。人工濕地設(shè)底面坡度為1%，內(nèi)鋪設(shè)粒徑4mm～60mm的生物填料，填料總厚度800mm。為緩解濕地容易堵塞現(xiàn)象，延長(zhǎng)濕地的使用壽命，填料按照粒徑先大后小的反粒徑順序布置[2]，由上至下每級(jí)鋪設(shè)的填料粒徑、厚度如下：圓礫石粒徑30mm～60mm，厚度250mm；中礫石粒徑15mm～30mm，厚度150mm；小礫石粒徑8mm～15mm，厚度200mm；填料上方為厚度200mm的本地土壤。人工濕地表層種植美人蕉、睡蓮兩種水生植物。

3.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)

本次試驗(yàn)于2015年5月20至7月18日期間進(jìn)行，濕地裝置中植物和微生物生長(zhǎng)旺盛，不定期地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)出水的CODcr、 BOD5、TP、NH3-N、SS進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。

模擬人工濕地原水設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及出水水質(zhì)見(jiàn)表2。

表2　設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 單位：mg/l

將校園生活污水經(jīng)過(guò)人工濕地工藝處理后，原水中的CODcr、BOD5、TP、NH3-N和SS等水質(zhì)指標(biāo)均有不同程序的下降。具體去除效果如圖2～圖6所示。

圖2　CODcr去除效果圖

圖3　BOD去除效果圖

圖4　TP去除效果圖

圖5　NH3-N去除效果圖

圖6　SS去除效果圖

3.4結(jié)果分析與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)本次人工濕地處理，原水CODcr去除效率達(dá)到50%～65%，BOD5去除率達(dá)到72%～80%，TP去除率達(dá)到40～50%，NH3-N和SS的去除率也分別達(dá)到了55%～ 60%和70%～80%。出水水質(zhì)能基本滿足城市雜用水標(biāo)準(zhǔn)，處理效果良好，回用后的污水可以用于校園綠化澆灌、道路澆撒以及部分景觀用水的補(bǔ)充等[1]。

4 結(jié)論及建議

人工濕地處理校園污水，出水水質(zhì)能基本達(dá)到雜用水標(biāo)準(zhǔn)，中水回用可以在一定程度上緩解用水危機(jī)，既為學(xué)校帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)人工濕地也可順勢(shì)打造成校園的一道景觀，具有較好的環(huán)境效益。是一項(xiàng)值得在高校推廣的中水回用技術(shù)。

但是人工濕地在校園的實(shí)踐應(yīng)用中還應(yīng)該注意幾個(gè)問(wèn)題：（1）目前校園在雨污分流上不夠徹底，這樣會(huì)導(dǎo)致春夏雨季時(shí)水量增大，并且泥沙也多，會(huì)給人工濕地帶來(lái)一定的沖擊負(fù)荷和堵塞的問(wèn)題，因此，應(yīng)盡快解決校園雨污分流問(wèn)題。（2）目前校區(qū)已經(jīng)投入使用，各種管道設(shè)計(jì)和施工已到位，因此需要改造污水管道來(lái)實(shí)現(xiàn)中水回用，以實(shí)現(xiàn)最大限度地利用中水。（3）每周應(yīng)對(duì)人工濕地內(nèi)的雜草、病蟲(chóng)害以及植物殘?bào)w進(jìn)行清理，并及時(shí)收割濕地內(nèi)的水生植物[3]。

[1] 吳梅生,文屹,張嘯楚.人工濕地在高校污水中水回用處理中的應(yīng)用[J].山西建筑,2010,36(30):178-179.

[2] 劉超,楊永哲,宛娜.新型人工濕地處理校園生活污水的運(yùn)行特性[J].中國(guó)給水排水,2012,28(17):33-35.

[3] 陳思莉,江棟,張英民,等.人工濕地工藝處理農(nóng)村生活污水工程實(shí)例[J].給水排水,2012,(38):221-223.

Exploration and research on the application of artificial wetland in the treatment of reclaimed water reuse in Colleges and Universities

Artificial wetland sewage is natural biological treatment process for high efficiency and low energy consumption. In this paper, the experimental study on the treatment of wastewater using artificial wetland technology in the four ponds of Guangxi Vocational and Technical College of Communications was conducted. The experimental results show that the TP, NH3-N, SS and COD of the wastewater have different degrees of decline, and can basically meet the standard of urban miscellaneous water quality. Artificial wetland technology can effectively improve the utilization rate of water resources, and it is a kind of technology that can be used in the promotion of higher education.

Artificial wetland; wastewater reuse; university; wastewater treatment

X21

A

1008-1151（2015）12-0026-03

2015-11-12

2014年度廣西高校科學(xué)技術(shù)研究一般項(xiàng)目（YB2014514）。

韋瑋（1981-），女（壯族），廣西來(lái)賓人，廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士，從事環(huán)境污染與治理的研究與教學(xué)工作。