淺談建設(shè)人工濕地處理城市中水＊

劉雨軒，陳秋同，王治力，韓建軍

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淺談建設(shè)人工濕地處理城市中水＊

劉雨軒，陳秋同，王治力，韓建軍

（河海大學(xué) 水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098）

眾所周知，地球上的可利用淡水資源稀缺，我國更是因為人口眾多而成為世界上的缺水國家之一。隨著中國城市化的快速發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市生活用水量不斷增加，大量的淡水資源被污染。濕地作為地球的腎臟，在保護水源、凈化水質(zhì)和生態(tài)保護方面發(fā)揮著重要作用。在強調(diào)可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)文明建設(shè)的今天，利用濕地的凈化功能為我國未來的發(fā)展提供可循環(huán)利用的水資源，具有廣闊的前景和深遠的意義。

淡水；濕地；中水；城市生態(tài)文明

1 我國濕地現(xiàn)狀

我國淡水資源的總量高居世界第六，但人均水量只相當(dāng)于世界平均水平的1/4，所以，人均水量排名只位列世界第88位[1]。改革開放以來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，城鎮(zhèn)化率不斷提升，從2000年的36.22%上漲到2010年的47%[2]，城鎮(zhèn)化率的不斷提高，使得農(nóng)業(yè)、工業(yè)、居民用水量激增，使人水矛盾更加突出。據(jù)有關(guān)學(xué)者預(yù)測，全國城鎮(zhèn)化率在2020年時約可達60%，全國用水總量將達到6.877×1011m3，將突破一號文件設(shè)定的控制紅線[3]。

我國所面臨的缺水問題除了水源性缺水之外，還包括水質(zhì)型缺水。我國水資源污染問題日趨嚴重，數(shù)據(jù)顯示，在城市中水污染超標(biāo)的河段高達86%[4]，這不僅會阻礙中國的經(jīng)濟發(fā)展，也會帶來許多生態(tài)問題。在十九大的報告中，提出了“把我國建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化強國”的目標(biāo)[5]。能否把我國有限的淡水資源高效利用，并且將其用于生態(tài)保護的目的，這是一個很有時代意義的問題。

2 中水入濕地方案簡介

2.1 濕地的價值

濕地在世界范圍內(nèi)分布廣泛，與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)，其在調(diào)節(jié)生態(tài)平衡、維持生物多樣性和保護生態(tài)環(huán)境方面具有重要的作用，因此，濕地又有“地球之腎”的美稱[8]。

在我國，濕地的未來可以說是“挑戰(zhàn)”與“機遇”并存。一方面，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化率的不斷提高，我國濕地的總面積在不斷減小，濕地的“生存”受到了挑戰(zhàn)；另一方面，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對美麗的城市環(huán)境需求的不斷增加，在城市中興建人工濕地，將會是一個非常符合時代需求的措施。在城市中建設(shè)濕地，不僅可以修復(fù)城市生態(tài)環(huán)境，還可以為居民的休閑提供好去處?？偟膩碚f，在城市興建濕地公園具有以下幾點好處：①促進城市綠色景觀的多樣化，保護城市環(huán)境；②推動經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，最終達到人與自然和諧共處的目的；③充分發(fā)揮濕地公園的多種功能效益，有效解決水生態(tài)問題[9]。

2.2 中水入濕地的必然性

近年來，我國的濕地現(xiàn)狀不容樂觀，隨著生態(tài)的破壞，自然濕地面積逐漸減小，導(dǎo)致其生態(tài)功能不斷下降，生態(tài)環(huán)境的惡化也不斷摧殘著生物多樣性[10]。因此，濕地的生態(tài)修復(fù)在建設(shè)美麗中國的大背景下顯得尤為重要。濕地的建設(shè)離不開大量的水源，而在城市內(nèi)建設(shè)人工濕地，正好可以利用城市的生活污水作為水源。即使只考慮城市每日因洗浴產(chǎn)生大量的生活污水，如果能夠有效地利用起來，就可以產(chǎn)出數(shù)量可觀的中水。除此之外，還有各種可利用的中水水源，比如游泳池排水、廁所排水、冷凝排水等。由此可見，生態(tài)濕地的建設(shè)與城市生活污水的再利用是可以緊密結(jié)合在一起的。相關(guān)研究表明，人工濕地處理中水后，可以將其COD和BOD降至30 mg/L和20 mg/L以下，這已經(jīng)超過了地面水三級標(biāo)準(zhǔn)，且其運行成本僅相當(dāng)于傳統(tǒng)處理方法的1/5，其單價可低至每噸0.2元左右[10]。我們可以估算，如果中水處理技術(shù)在全國得到了廣泛應(yīng)用，普及率達60%，則對于排放總量達6.26×1010m3立方米的廢污水，將提供3.756×1010m3中水資源。

近年來，也有學(xué)者研究了不同的濕地植物在不同水力條件下對中水的凈化效果。相關(guān)研究表明，常見的濕地植物，比如菖蒲、美人蕉等，對中水中的氮磷元素有著良好的去除效果。在特定的實驗條件下，上述植物對水中氮磷的除去率最高可達95.8%[11]，不僅如此，相關(guān)研究還指出，經(jīng)過濕地植物處理后的中水，其TP符合地表Ⅱ類水體要求，TN含量符合Ⅲ類水體的要求，水質(zhì)能夠得到明顯改善。

在上述的2組案例中不難發(fā)現(xiàn)，生態(tài)濕地在處理城市中水上確實具有良好的效果，而且對于氮、磷這2種主要污染物的去除效果極佳?？梢灶A(yù)期的是，相比于直接將有機物含量超標(biāo)的中水排放到自然中，經(jīng)過濕地處理的中水可以更加有效地降低發(fā)生水體富營養(yǎng)化的可能性；將水質(zhì)達標(biāo)的中水用于綠化，可以大幅減少不必要的自來水用量。

2.3 濕地處理污水的成效

本文已經(jīng)從理論上論證了人工濕地處理中水的功效，而在實際生活中通過人工濕地凈化中水的項目也已經(jīng)有所成效。截至2016年年底，寶雞市已經(jīng)建成人工濕地15處，經(jīng)過人工濕地處理，COD濃度平均降低了27.92%，OD濃度提高了37.97%，水質(zhì)明顯得到改善[12]。雖然在人工濕地的構(gòu)建中還存在的一些問題，但是其對水質(zhì)的凈化有著明顯的積極作用。

人工濕地對于凈化中水的巨大作用在成都市也得到了很好的體現(xiàn)。據(jù)《成都日報》報道，成都市高新區(qū)肖家河中水濕地每天可提供再生水達7.0×104t，每年供應(yīng)再生水2.5×107t，相當(dāng)于20個錦城湖，出水的水質(zhì)達到地表水Ⅲ類水的要求，即可提供優(yōu)質(zhì)的景觀用水及市政用水[13]。與此同時，該人工濕地除了凈化中水的作用外，還具有環(huán)保生態(tài)教育、游覽觀光等多項功能，可謂一舉多得。

中水濕地項目在國內(nèi)具有廣泛的前景，可以預(yù)期，隨著生態(tài)環(huán)保技術(shù)的發(fā)展以及對中水再利用的重視，城市中將會有越來越多的中水濕地，而這些中水濕地也會對城市生態(tài)的保護、資源的循環(huán)利用以及居民生活質(zhì)量的提高具有不可代替的作用。

3 總結(jié)

利用人工濕地處理中水具有多種優(yōu)點，即經(jīng)濟實惠、利用率高、見效及時、可操作性強、簡單易行等。對保護區(qū)域生態(tài)性和維持可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。在現(xiàn)階段的中水回用中，限制其發(fā)展的一個主要因素就是成本過高。然而，在大力發(fā)展人工濕地之后，污水處理的成本大約可以降為二級污水處理廠的1/5[10]，這對降低再生水成本，大力促進再生水的發(fā)展具有重要的意義?？梢灶A(yù)期，如果再生水的費用可以遠低于自來水的費用，則再生水在未來的城市之中將會成為非飲用水的重要水源。

人工濕地在處理中水時也會存在各種各樣的問題，具體體現(xiàn)在人工濕地的環(huán)境配置、人工濕地結(jié)構(gòu)、植被配置、運行管理機制等方面。如果想把中水作為城市的第二水源，則在城市給排水管道布置上要進行重大改進，比如用專門的管道接通中水水源。以香港為例，香港的沖廁水是由專門的管道接海水來進行沖廁。雖然大陸有不少的公廁都采用再生水沖廁，但是想要真正充分地利用中水，就要對城市給排水管道進行改造，這是一筆不小的開支。

綜上所述，雖然當(dāng)今對人工濕地的建造、中水的利用不夠充分，但隨著社會對環(huán)保事業(yè)的重視程度不斷上升，可以確信在未來這項技術(shù)會有廣闊的前景。

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2095－6835（2018）20－0134－02

X703

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.134

江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項目（英文標(biāo)志：Top-notch Academic Programs Project of Jiangsu Higher Education Institutions，英文標(biāo)志簡稱：TAPP）

〔編輯：張思楠〕