四川某小區(qū)人工濕地中水回用技術(shù)

馬 偉，程媛媛

(四川建筑職業(yè)技術(shù)學院，四川德陽 618000)

1 概述

根據(jù)《濕地公約》中對濕地的定義，城市中的人工湖、連續(xù)過水的綠地都屬于人工濕地。與通常的人工湖和綠地不同，人工濕地改善了原有的土壤基質(zhì)，選擇具有耐污除污能力的水生、濕生植物優(yōu)化組合，通過控制水的流動，達到預期的處理效果［1］。

《建筑給排水設計規(guī)范》2010年新補充3.3.1條規(guī)定:小區(qū)給水系統(tǒng)設計應綜合利用各種水資源，宜實行分質(zhì)供水，充分利用再生水、雨水等非傳統(tǒng)水源;優(yōu)先采用循環(huán)和重復利用給水系統(tǒng)。

人工濕地處理工藝集“中水處理”和“水景綠化”功能于一體，為城市社區(qū)帶來環(huán)境效益，同時轉(zhuǎn)化為房地產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益;在保證“污水處理率”的同時，滿足“綠化覆蓋率”的要求?？梢蕴峁┰偕?，保證景觀用水的水質(zhì)、水量，同時人工濕地不需要采用大量人工構(gòu)筑物和機電設備，無需曝氣、投加藥劑和回流污泥，也沒有剩余污泥產(chǎn)生，因而可大大節(jié)省投資和運行費用。

四川某市建筑小區(qū)的人工濕地中水回用處理系統(tǒng)，規(guī)劃建設凈用地面積17萬多m2。包括別墅區(qū)，餐飲，娛樂、瀑布景觀及人工湖等，其中住宅面積5萬多m2，綜合樓面積1千多m2，人工湖面積25畝。本項目為人工濕地建筑中水回用工程，其中水水源為降水和游泳池水，處理后水用作別墅區(qū)瀑布、附近農(nóng)田灌溉、綠化、道路、地下水的補給等。

2 設計原則

2.1 原水選擇

在人工濕地的運行過程中，要考慮水量的平衡，人工濕地的原水主要來自雨水和游泳池水。水量計算如下:

對于游泳池水，設計為面積200m2，水深在1.2～2m之間，取1.7m，容積340m3，按照48h更換一次，一年按照開放100d計，則一年能夠用于補充人工濕地的水量是340×(100/2)=17000m3。

對于雨水，四川某市的年降水量是882.0～1024.1mm，取1000mm(即1m)，小區(qū)規(guī)劃建設凈用地面積為175624.7m2，則一年收集的雨水量是1×175624.7m2=175624.7m3。降雨時間分布不均，在雨季，可由人工濕地形成的人工湖儲存一部分雨水，人工湖占地25畝=16650m2，水深1m，能夠儲存的水量為16650m3。

上述兩項相加得到人工濕地一年能夠得到的原水量為17000m3+175624.7m3=192624.7m3，此水量基本與景觀、瀑布、綠化、沖洗道路和灌溉農(nóng)田的一年總用水量195706m3持平，不足的水量可由自來水補充。

而當雨水量遠大于人工濕地的處理能力時，還要考慮節(jié)流，具體措施是平行布置兩條雨水管路，當雨水量過大時，只收集一條管路的雨水，另一條的雨水直接排放。

2.2 水質(zhì)標準

經(jīng)人工濕地處理的中水水質(zhì)，出水水質(zhì)符合我國的城市雜用水水質(zhì)標準 (GB/T18920－2002)、景觀環(huán)境用水水質(zhì)標準 (GB/T18920－2002)和農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準 (GB5084－2005)。

3 工藝及應用效果

3.1 工藝選擇

本課題即是位于四川某市建筑小區(qū)的人工濕地中水回用處理系統(tǒng)，采用的平面布置及工藝流程如圖1，圖2。

圖1 人工濕地平面布置圖Fig.1 Layout of constructed wetland

圖2 人工濕地流程圖Fig.2 Flow chart of constructed wetland

主要設施說明:

格柵:主要處理雨水及游泳池池污水中大顆粒的雜志，通過格柵后使其濾除。

調(diào)節(jié)池:調(diào)節(jié)污水的水質(zhì)及水量，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物水質(zhì)水量穩(wěn)定。

沉淀池:使污水中的小顆粒物質(zhì)沉淀，減少濕地的污泥量。

濕地反應池:去除污水的中的N、P等有機物質(zhì)及無機物質(zhì)。

濾池:當降雨時間長，雨量大，出水水質(zhì)較差，不能滿足水質(zhì)標準時，將濕地出水先通過濾池反應，然后進入中水池。

中水池:調(diào)節(jié)、儲存瀑布及綠化用水等。

3.2 植被選擇

由于四川某市，氣溫在5℃ ～35℃，年平均氣溫20℃，分別選取蘆葦、蒲草、燈心草、鳳眼蓮等進行的研究，最終選取蘆葦為該系統(tǒng)的處理植物。蘆葦作為人工濕地的植被，具有以下特點:(1)通過光合作用為凈化作用提供能量來源;(2)通過收割來回收資源;(3)植物通氣系統(tǒng)將大氣中的氧傳輸至根部，使根在好氧環(huán)境中生長;為根際中好氧和兼氧微生物提供良好環(huán)境;(4)能固定土壤中的水分，圈定污染區(qū)，防止污染源進一步擴散;(5)可以作為介質(zhì)所受污染程度的指示生物;(6)具有美觀可欣賞性，能改善景觀生態(tài)環(huán)境，此外，濕地植物還可以增加或穩(wěn)定土壤的透水性，提供良好的過濾條件以防止?jié)竦乇挥倌嘤偃?～4］。

3.3 應用效果

(1)出水水質(zhì)達標

濕地系統(tǒng)處理效果見圖3。

圖3 人工濕地污水凈化效果Fig.3 Sewage purification effect of constructed wetland

BOD5的進水濃度在8～18mg/L，平均進水濃度為13.3mg/L，經(jīng)過濕地處理后，平均濃度為4.3 mg/L，達到排放標準。NH4-N的進水濃度在5～9mg/L，NH4-N的進水濃度在7.9mg/L，經(jīng)過濕地處理后，平均濃度為3.3mg/L，達到排放標準。

(2)提供水資源

建筑小區(qū)內(nèi)的人工濕地最主要的經(jīng)濟效益是提供水資源，見下表。

表 人工濕地回用水量Tab. Recycling water of constructed wetland

按自來水每噸1.8元計，每年人工濕地能節(jié)約91.91萬元，50年一共能節(jié)省4595.5萬元。

(3)為房地產(chǎn)開發(fā)商帶來了利潤增長點

該建筑小區(qū)工程原定售價8000元/m2，增加人工濕地這一水景后，售價增至10000元/m2，每平方米增加2000元，該工程建筑面積共7萬m2，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益14000萬元。

4 結(jié)論

綜上所述，建筑小區(qū)人工濕地中水回用系統(tǒng)具有以下特點:

(1)人工濕地既具有景觀價值，又有污水處理功能。

(2)可以為市政綠化、農(nóng)田灌溉景觀燈提供水資源。

(3)新建山地別墅小區(qū)，市政雨水管網(wǎng)不完善地區(qū)，可以很好收集、利用雨水。

(4)不需要采用大量人工構(gòu)筑物和機電設備，運行管理方便。

(5)為房地產(chǎn)開發(fā)商帶來了利潤增長點。

(6)土地占用大，人工濕地處理1m3生活污水需要占地5～10m2。

(7)人工濕地池底滲漏，污染地下水等。

提高水的重復利用率，是實現(xiàn)城市污水資源化是解決水資源短缺的根本途徑。中水回用是提高生活用水重復利用率的主要形式。

［1］康自華，成都活水公園人工濕地及其三種挺水植物凈化效果的研究［D］.成都:成都理工大學，2006.

［2］Jenssen P D，Maehlum T ，K Rogstad T.Potential use of constructed wetlands for wastewater treatment in northem environment［J］.WatSciT ech，1993，28(10):149-157.

［3］Jespersen D N，So nrell B K，Br ix H.Growth and root oxygen re lease by Thpha latifolia and its effects o n sediment methanogenesis［J］.Aquat.Bot.，1998，61:165 －180.

［4］EnnabiliA ，Ater M，Radoux M.biomass production and NPK retention in macrophytes from wetlands of the Tingitan eninsula［J］.Aquatic Botany，1998，(62):45-56.