试论人工湿地在校园污水资源化中的作用

杨 涛

近年来随着高校扩招，办学规模的发展和改善，高校用水逐年增加，已成为城市公共用水大户之一。但同时高校对水资源的有效利用却不平衡，因此如何充分利用水资源，达到绿色、可持续的标准，这既是高校自身发展的需要，也是高校必须承担的社会责任。本文就是基于此角度，探讨如何利用校园湿地提高校园水资源的有效利用。

1 污水资源化的必要性

1)建立校园的循环用水模式。绿色用水就意味着水资源的合理、高效地使用。目前，我国校园水系统从物质流动和表现形态的角度看，是一种大量取水、大量用水、大量排放废水的单向流动的线性模式。这种模式由于是一些相互不发生关系的线性所叠加，出入系统的物质流远远大于内部相互交流的物质流。即作为一个系统其水资源供给量和消耗量大于水系统中各组成部分相互交换的水量，因此该水系统表现出“高开采、低利用、高排放”的特征，从而必然造成投入高、消耗大、低效能的用水特点。

表1 传统用水模式和循环用水模式的比较

循环的水资源使用模式因为加强了水系统内部的互联的方式从而可以在系统内部进行水资源的交换，以达到最大限度利用进入该系统的水资源，从而能够形成“低开采、高利用、低排放”的结果。两种不同的用水模式的比较见表1。

鉴于建立校园用水的循环用水模式，一方面可以减少校园水资源浪费，提高其利用率，同时对降低办学成本有着重要的经济意义;另一方面学校用水和排污在城市水系统中日益占有重要比重的情况下，建立校园循环水系统还可以减少污水排放对城市污水处理的压力，具有一定社会意义。

2)污水资源化是建立循环用水模式的重要环节。不同的用水设备和项目对水质有不同的要求，如图1所示。对于甲用水项目而言，乙项目使用过后不能满足自身水质要求的废水仍能满足甲项目用水水质的要求。这样如果将乙项目使用过的废水引到甲项目进行使用，使得同一水资源被连续使用两次，就极大地提高水的使用效率。

而传统的线性用水模式，由于一个用水系统中的各部分缺少交流和互换，因此无法建立起将乙项目的废水引到甲项目的有效途径，无可避免地造成水资源的低效率。而循环用水模式强调各部分的交流和物质交换，就能建立起将乙项目的废水引导作为甲项目用水的有效途径，从而实现水资源的循环使用。

2 校园污水资源化的现状

2.1 校园污水资源化的可行性

校园污水资源化具有得天独厚的条件。首先，高校人口数量大、生活用水量大，经处理后有相应的水量能满足校园的绿化浇灌、道路和卫生洁具的清洗的水量要求;其次，由于校园人员相对单一，不存在工业用途等复杂用途的用水，而学生生活用水、洗浴用水等属于杂排水，水质较好，处理起来的技术难度和要求不高;第三，由于高校中功能分区的原因，教学用房的教学区和学生住宿区都各自分离又相对集中，水源回收点相对集中，便于收集后进行处理。基于这三方面的原因，将校园污水进行处理有着先天的优势和条件，也具有很强的可操作性。

2.2 传统中水系统的局限

传统中水处理系统首先就是在土建上有较大的投入，这对于非盈利性质的高校是一笔不小的投入。其次由于污水处理是长期的运营，而传统中水系统的技术复杂，需要大量的人员操作和运营，这一方面会增加校园内与教学、科研等非相关人员的进出，增加校园后勤的管理负担和带来校园的安全隐患，另外是长期的持续的运营费用和技术操作，对于高校的日常运行而言都是一笔不小的费用。在目前的情况下，高校还是应当选择一种投入少、运营和维护成本低、技术要求相对较低的污水处理方式，而传统的中水处理方式对于高校而言就存在着上述的种种局限，这也是中水系统迟迟未在高校中推广的重要原因。

3 利用人工湿地污水资源化的可行性和优势

3.1 利用人工湿地校园污水资源化的可行性

人工湿地系统污水处理机制是利用人工基质、水生植物和微生物三者共同作用。当废水流入时，固体物被人工基质及水生植物的根系阻拦截留;污水中可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程被分解去除;一般的污水中不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留而被微生物利用。

国内外研究资料表明，通常在进水浓度不高的情况下，人工湿地对COD，BOD的去除率可以达到70%～90%，对氮的去除率可达60%，对磷的去除率可达90%。而目前国内城市污水处理厂只达到二级处理，对氮、磷的去除率一般只达到20%～40%。因此，利用人工湿地来进行污水处理可以达到甚至超过一般污水处理厂的效果。而以美人蕉、风车草、野芋作为湿地植物的复合人工湿地系统对NH3-N，TN，TP的去除率都在85%以上，对COD的去除率甚至达100%。因此，近10年来，人工湿地在国内外被成功应用于处理生活污水、工业废水、矿山废水、农业污染、垃圾渗滤液、采油炼油废水以及养殖废水等，而且经处理后的出水水质可以达到污水二级排放的标准。

校园污水主要以生活污水为主。生活污水中含有碳水化合物、动植物脂肪、蛋白质、氮化合物等，另外还有细菌等大量的微生物，因此水中主要是有机物、氮、磷等超标。处理校园生活污水的主要目标是降低污水中的BOD5和磷等浓度，因此人工湿地能满足对校园污水的净化和处理需要，具备污水资源化的可行性。

3.2 利用人工湿地校园污水资源化的优势

1)运营维护成本低。人工湿地污水处理系统运行管理很方便，只需要工人进行简单的操作和维护管理，不需要专职的、大量的技术人员和工作人员，因此与相同规模的传统工艺相比，人员可减少80%以上，这样就可以极大缓解高校自己进行污水处理的人员压力。另外就是人工湿地的操作和维护不是一个连续行为，只是定期进行，基本是依靠其自身的自然作用进行污水处理，这样就可以大大减少污水处理的运营和维护费用，非常适合于高校的情况。

2)具有较高的景观效果。大学校园作为高校学生生活学习以及研究的场所，必然对其环境质量有着较高的要求，试图创造一种优美宁静舒适的校园环境。但是当前许多新建成的大学校园虽然物质条件日趋完美，但是在校园环境上则过分追求气势壮观，很多精心设计的广场、轴线、绿地等往往只是“看上去很美”，却几乎看不到人在其中驻留、活动，从而使得校园环境缺乏了校园应有的生机与活力和大学校园所独有的宁静宽松的氛围。

人工湿地采用往往要占有较大的用地面积，对于其他建筑、设施而言也许是一个缺陷，但对于高校校园而言由于其占地面积大，绿化比率高，采用人工湿地不仅不会使用地显得局促紧张，而且还由于有水体和水生植物等柔性景观的介入，柔化了周围过去人工化、模式化的环境，形成一个令人赏心悦目的场所;而且利用人们的亲水心理，促进学生和环境发生良好的互动关系，也为学生提供良好的学习环境和接近自然的休憩空间。

4 结语

随着生态和可持续观念的日益深入，以及减排要求提上议事日程，对于我国这样一个人均资源量少的国家，节约能源做到绿色环保已经是不可回避的问题。而高校作为城市中一个重要的能源消耗单位，更有责任去解决自己的能耗问题。本文就是居于此立场，提出高校作为城市水资源消耗的大户应当建立起循环的用水系统，从而提高水资源在高校中的利用率。而这必然就涉及到污水的资源化问题。针对高校的实际，笔者认为应将人工湿地引入作为高校污水资源化的一个重要手段，既能满足高校污水资源化的需要，又有着自身的一些优势。

[1] 任双立，党志良，曹小锐.高校水环境物流管理与控制系统的构建[J].科技资讯，2005(25):141-142.

[2] 周素芬，胡 静.人工湿地在生态城市建设中的作用[J].氨基酸和生物资料，2006，28(4):23-24.

[3] 孙 逊.人工湿地废水处理技术的应用与前景[J].山西建筑，2009，35(6):211-213.