人工湿地应用于高校中水回用处理的探索与研究

韦 玮 黄月明 杨 青 陆夏铭

（广西交通职业技术学院，广西 南宁 530023）

人工湿地应用于高校中水回用处理的探索与研究

韦 玮 黄月明 杨 青 陆夏铭

（广西交通职业技术学院，广西 南宁 530023）

人工湿地是一种高效低耗的污水自然生物处理工艺。文章以广西交通职业技术学院四塘校区为例，对校园生活污水采用人工湿地技术进行中水回用处理进行了试验研究。试验结果表明，经过处理，污水的COD、TP、NH3-N、SS均有不同程度的下降，能够基本达到城市杂用水水质标准。人工湿地技术能够有效提高水资源利用率，是一种值得在高校推广的中水回用技术。

人工湿地；中水回用；高校；污水处理

1 人工湿地应用于高校中水回用处理的可行性与优势

高校是用水和排水较集中的地方，具有污水排放量大且水量稳定，成分单一，易于收集等特点。对于高校校园来说，中水回用既使自来水的消耗量减少，又减少了排向水域的污水量，具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。

人工湿地是一种高效低耗的污水自然生物处理工艺，该工艺的基本原理是：在一定的填料上种植水生植物，将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上。当水流经人工湿地时，经沙石、土壤过滤，植物根际的多种微生物活动，使水质得到净化。人工湿地与其他中水回用工艺相比，人工构筑物和机电设备大大减少，省略了曝气、投加药剂和回流污泥等环节，整个工艺过程也不会产生剩余污泥，可以节省较多的基建投资和运行费用。除此之外，人工湿地具备良好的景观效果，在一定条件下可产生诸如水产、绿化、野生动物栖息、娱乐教育等效益[1]。目前很多高校的新校区都处于郊区，占地面积较大，有足够的场地来设置人工湿地的处理池，加上高校校园建设对景观有一定的要求，因此，在高校中水回用处理工艺的选用上，人工湿地具有可行性且有较为一定的优势。

2 校园污水基本情况

论文以广西交通职业技术学院四塘校区为例。该校区校园占地面积1200多亩，主要分为中区和北区，在校学生近万人。校园污水主要来源于师生生活污水、食堂污水、教学区污水等。根据实际调研以及公式测算，校园平均污水排放量约1456m3/d。考虑到食堂污水水质较差，教学区实验产生的废水组成情况较复杂，处理成本高，而学生宿舍生活污水水质相对较好，污染物简单，且数量较大等特点，校园中水回用的原水考虑为学生宿舍生活污水，即学生和教职工日常生活中卫生间冲洗、衣物洗涤等过程排放的污水。目前，该部分污水经过曝气生物滤池工艺处理后，排放到学校附近的农田水沟中。笔者于2014年6月至2015年7月对校园中区七栋宿舍污水处理设施排污口进行了采样监测，监测数据见表1。

表1　校园生活污水水质监测数据 （温度：26℃）

从调研情况和实验数据分析，生活污水中主要是有机物、氮、磷超标，处理校园污水实现回用的主要目标是降低污水中的BOD、氮、磷等浓度。

3 模拟人工湿地处理校园污水实验

3.1工艺流程

本次试验以经过曝气生物滤池处理后的校园生活污水作为原水，工艺流程为：

图1　校园生活污水处理工艺流程图

3.2试验装置和运行方式

试验装置为模拟二级水平潜流人工湿地，湿地系统采用间歇式运行，反应停留时间为3d，水力负荷为0.012m3/（m2·d）。试验装置主要包括原水箱、人工湿地池及排水系统。人工湿地设底面坡度为1%，内铺设粒径4mm～60mm的生物填料，填料总厚度800mm。为缓解湿地容易堵塞现象，延长湿地的使用寿命，填料按照粒径先大后小的反粒径顺序布置[2]，由上至下每级铺设的填料粒径、厚度如下：圆砾石粒径30mm～60mm，厚度250mm；中砾石粒径15mm～30mm，厚度150mm；小砾石粒径8mm～15mm，厚度200mm；填料上方为厚度200mm的本地土壤。人工湿地表层种植美人蕉、睡莲两种水生植物。

3.3试验数据

本次试验于2015年5月20至7月18日期间进行，湿地装置中植物和微生物生长旺盛，不定期地对系统进出水的CODcr、 BOD5、TP、NH3-N、SS进行了监测。

模拟人工湿地原水设计进水水质及出水水质见表2。

表2　设计进出水水质 单位：mg/l

将校园生活污水经过人工湿地工艺处理后，原水中的CODcr、BOD5、TP、NH3-N和SS等水质指标均有不同程序的下降。具体去除效果如图2～图6所示。

图2　CODcr去除效果图

图3　BOD去除效果图

图4　TP去除效果图

图5　NH3-N去除效果图

图6　SS去除效果图

3.4结果分析与讨论

试验结果表明，经过本次人工湿地处理，原水CODcr去除效率达到50%～65%，BOD5去除率达到72%～80%，TP去除率达到40～50%，NH3-N和SS的去除率也分别达到了55%～ 60%和70%～80%。出水水质能基本满足城市杂用水标准，处理效果良好，回用后的污水可以用于校园绿化浇灌、道路浇撒以及部分景观用水的补充等[1]。

4 结论及建议

人工湿地处理校园污水，出水水质能基本达到杂用水标准，中水回用可以在一定程度上缓解用水危机，既为学校带来一定的经济效益，同时人工湿地也可顺势打造成校园的一道景观，具有较好的环境效益。是一项值得在高校推广的中水回用技术。

但是人工湿地在校园的实践应用中还应该注意几个问题：（1）目前校园在雨污分流上不够彻底，这样会导致春夏雨季时水量增大，并且泥沙也多，会给人工湿地带来一定的冲击负荷和堵塞的问题，因此，应尽快解决校园雨污分流问题。（2）目前校区已经投入使用，各种管道设计和施工已到位，因此需要改造污水管道来实现中水回用，以实现最大限度地利用中水。（3）每周应对人工湿地内的杂草、病虫害以及植物残体进行清理，并及时收割湿地内的水生植物[3]。

[1] 吴梅生,文屹,张啸楚.人工湿地在高校污水中水回用处理中的应用[J].山西建筑,2010,36(30):178-179.

[2] 刘超,杨永哲,宛娜.新型人工湿地处理校园生活污水的运行特性[J].中国给水排水,2012,28(17):33-35.

[3] 陈思莉,江栋,张英民,等.人工湿地工艺处理农村生活污水工程实例[J].给水排水,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年度广西高校科学技术研究一般项目（YB2014514）。

韦玮（1981-），女（壮族），广西来宾人，广西交通职业技术学院讲师，硕士，从事环境污染与治理的研究与教学工作。