人工濕地應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

（廣西交通職業技術學院，廣西 南寧 530023）

人工濕地應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

（廣西交通職業技術學院，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技術學院四塘校區為例，對校園生活污水采用人工濕地技術進行中水回用處理進行了試驗研究。試驗結果表明，經過處理，污水的COD、TP、NH3-N、SS均有不同程度的下降，能夠基本達到城市雜用水水質標準。人工濕地技術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。

人工濕地；中水回用；高校；污水處理

1 人工濕地應用于高校中水回用處理的可行性與優勢

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定，成分單一，易于收集等特點。對于高校校園來說，中水回用既使自來水的消耗量減少，又減少了排向水域的污水量，具有良好的社會效益、經濟效益和環境效益。

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。當水流經人工濕地時，經沙石、土壤過濾，植物根際的多種微生物活動，使水質得到凈化。人工濕地與其他中水回用工藝相比，人工構筑物和機電設備大大減少，省略了曝氣、投加藥劑和回流污泥等環節，整個工藝過程也不會產生剩余污泥，可以節省較多的基建投資和運行費用。除此之外，人工濕地具備良好的景觀效果，在一定條件下可產生諸如水產、綠化、野生動物棲息、娛樂教育等效益[1]。目前很多高校的新校區都處于郊區，占地面積較大，有足夠的場地來設置人工濕地的處理池，加上高校校園建設對景觀有一定的要求，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勢。

2 校園污水基本情況

論文以廣西交通職業技術學院四塘校區為例。該校區校園占地面積1200多畝，主要分為中區和北區，在校學生近萬人。校園污水主要來源于師生生活污水、食堂污水、教學區污水等。根據實際調研以及公式測算，校園平均污水排放量約1456m3/d。考慮到食堂污水水質較差，教學區實驗產生的廢水組成情況較復雜，處理成本高，而學生宿舍生活污水水質相對較好，污染物簡單，且數量較大等特點，校園中水回用的原水考慮為學生宿舍生活污水，即學生和教職工日常生活中衛生間沖洗、衣物洗滌等過程排放的污水。目前，該部分污水經過曝氣生物濾池工藝處理后，排放到學校附近的農田水溝中。筆者于2014年6月至2015年7月對校園中區七棟宿舍污水處理設施排污口進行了采樣監測，監測數據見表1。

表1　校園生活污水水質監測數據 （溫度：26℃）

從調研情況和實驗數據分析，生活污水中主要是有機物、氮、磷超標，處理校園污水實現回用的主要目標是降低污水中的BOD、氮、磷等濃度。

3 模擬人工濕地處理校園污水實驗

3.1工藝流程

本次試驗以經過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試驗裝置和運行方式

試驗裝置為模擬二級水平潛流人工濕地，濕地系統采用間歇式運行，反應停留時間為3d，水力負荷為0.012m3/（m2·d）。試驗裝置主要包括原水箱、人工濕地池及排水系統。人工濕地設底面坡度為1%，內鋪設粒徑4mm～60mm的生物填料，填料總厚度800mm。為緩解濕地容易堵塞現象，延長濕地的使用壽命，填料按照粒徑先大后小的反粒徑順序布置[2]，由上至下每級鋪設的填料粒徑、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試驗數據

本次試驗于2015年5月20至7月18日期間進行，濕地裝置中植物和微生物生長旺盛，不定期地對系統進出水的CODcr、 BOD5、TP、NH3-N、SS進行了監測。

模擬人工濕地原水設計進水水質及出水水質見表2。

表2　設計進出水水質 單位：mg/l

將校園生活污水經過人工濕地工藝處理后，原水中的CODcr、BOD5、TP、NH3-N和SS等水質指標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結果分析與討論

試驗結果表明，經過本次人工濕地處理，原水CODcr去除效率達到50%～65%，BOD5去除率達到72%～80%，TP去除率達到40～50%，NH3-N和SS的去除率也分別達到了55%～ 60%和70%～80%。出水水質能基本滿足城市雜用水標準，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充等[1]。

4 結論及建議

人工濕地處理校園污水，出水水質能基本達到雜用水標準，中水回用可以在一定程度上緩解用水危機，既為學校帶來一定的經濟效益，同時人工濕地也可順勢打造成校園的一道景觀，具有較好的環境效益。是一項值得在高校推廣的中水回用技術。

但是人工濕地在校園的實踐應用中還應該注意幾個問題：（1）目前校園在雨污分流上不夠徹底，這樣會導致春夏雨季時水量增大，并且泥沙也多，會給人工濕地帶來一定的沖擊負荷和堵塞的問題，因此，應盡快解決校園雨污分流問題。（2）目前校區已經投入使用，各種管道設計和施工已到位，因此需要改造污水管道來實現中水回用，以實現最大限度地利用中水。（3）每周應對人工濕地內的雜草、病蟲害以及植物殘體進行清理，并及時收割濕地內的水生植物[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行特性[J].中國給水排水,2012,28(17):33-35.

[3] 陳思莉,江棟,張英民,等.人工濕地工藝處理農村生活污水工程實例[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年度廣西高校科學技術研究一般項目（YB2014514）。

韋瑋（1981-），女（壯族），廣西來賓人，廣西交通職業技術學院講師，碩士，從事環境污染與治理的研究與教學工作。