四川某小区人工湿地中水回用技术

马 伟，程媛媛

(四川建筑职业技术学院，四川德阳 618000)

1 概述

根据《湿地公约》中对湿地的定义，城市中的人工湖、连续过水的绿地都属于人工湿地。与通常的人工湖和绿地不同，人工湿地改善了原有的土壤基质，选择具有耐污除污能力的水生、湿生植物优化组合，通过控制水的流动，达到预期的处理效果［1］。

《建筑给排水设计规范》2010年新补充3.3.1条规定:小区给水系统设计应综合利用各种水资源，宜实行分质供水，充分利用再生水、雨水等非传统水源;优先采用循环和重复利用给水系统。

人工湿地处理工艺集“中水处理”和“水景绿化”功能于一体，为城市社区带来环境效益，同时转化为房地产企业的经济效益;在保证“污水处理率”的同时，满足“绿化覆盖率”的要求。可以提供再生水，保证景观用水的水质、水量，同时人工湿地不需要采用大量人工构筑物和机电设备，无需曝气、投加药剂和回流污泥，也没有剩余污泥产生，因而可大大节省投资和运行费用。

四川某市建筑小区的人工湿地中水回用处理系统，规划建设净用地面积17万多m2。包括别墅区，餐饮，娱乐、瀑布景观及人工湖等，其中住宅面积5万多m2，综合楼面积1千多m2，人工湖面积25亩。本项目为人工湿地建筑中水回用工程，其中水水源为降水和游泳池水，处理后水用作别墅区瀑布、附近农田灌溉、绿化、道路、地下水的补给等。

2 设计原则

2.1 原水选择

在人工湿地的运行过程中，要考虑水量的平衡，人工湿地的原水主要来自雨水和游泳池水。水量计算如下:

对于游泳池水，设计为面积200m2，水深在1.2～2m之间，取1.7m，容积340m3，按照48h更换一次，一年按照开放100d计，则一年能够用于补充人工湿地的水量是340×(100/2)=17000m3。

对于雨水，四川某市的年降水量是882.0～1024.1mm，取1000mm(即1m)，小区规划建设净用地面积为175624.7m2，则一年收集的雨水量是1×175624.7m2=175624.7m3。降雨时间分布不均，在雨季，可由人工湿地形成的人工湖储存一部分雨水，人工湖占地25亩=16650m2，水深1m，能够储存的水量为16650m3。

上述两项相加得到人工湿地一年能够得到的原水量为17000m3+175624.7m3=192624.7m3，此水量基本与景观、瀑布、绿化、冲洗道路和灌溉农田的一年总用水量195706m3持平，不足的水量可由自来水补充。

而当雨水量远大于人工湿地的处理能力时，还要考虑节流，具体措施是平行布置两条雨水管路，当雨水量过大时，只收集一条管路的雨水，另一条的雨水直接排放。

2.2 水质标准

经人工湿地处理的中水水质，出水水质符合我国的城市杂用水水质标准 (GB/T18920－2002)、景观环境用水水质标准 (GB/T18920－2002)和农田灌溉水质标准 (GB5084－2005)。

3 工艺及应用效果

3.1 工艺选择

本课题即是位于四川某市建筑小区的人工湿地中水回用处理系统，采用的平面布置及工艺流程如图1，图2。

图1 人工湿地平面布置图Fig.1 Layout of constructed wetland

图2 人工湿地流程图Fig.2 Flow chart of constructed wetland

主要设施说明:

格栅:主要处理雨水及游泳池池污水中大颗粒的杂志，通过格栅后使其滤除。

调节池:调节污水的水质及水量，保证后续处理构筑物水质水量稳定。

沉淀池:使污水中的小颗粒物质沉淀，减少湿地的污泥量。

湿地反应池:去除污水的中的N、P等有机物质及无机物质。

滤池:当降雨时间长，雨量大，出水水质较差，不能满足水质标准时，将湿地出水先通过滤池反应，然后进入中水池。

中水池:调节、储存瀑布及绿化用水等。

3.2 植被选择

由于四川某市，气温在5℃ ～35℃，年平均气温20℃，分别选取芦苇、蒲草、灯心草、凤眼莲等进行的研究，最终选取芦苇为该系统的处理植物。芦苇作为人工湿地的植被，具有以下特点:(1)通过光合作用为净化作用提供能量来源;(2)通过收割来回收资源;(3)植物通气系统将大气中的氧传输至根部，使根在好氧环境中生长;为根际中好氧和兼氧微生物提供良好环境;(4)能固定土壤中的水分，圈定污染区，防止污染源进一步扩散;(5)可以作为介质所受污染程度的指示生物;(6)具有美观可欣赏性，能改善景观生态环境，此外，湿地植物还可以增加或稳定土壤的透水性，提供良好的过滤条件以防止湿地被淤泥淤塞［2～4］。

3.3 应用效果

(1)出水水质达标

湿地系统处理效果见图3。

图3 人工湿地污水净化效果Fig.3 Sewage purification effect of constructed wetland

BOD5的进水浓度在8～18mg/L，平均进水浓度为13.3mg/L，经过湿地处理后，平均浓度为4.3 mg/L，达到排放标准。NH4-N的进水浓度在5～9mg/L，NH4-N的进水浓度在7.9mg/L，经过湿地处理后，平均浓度为3.3mg/L，达到排放标准。

(2)提供水资源

建筑小区内的人工湿地最主要的经济效益是提供水资源，见下表。

表 人工湿地回用水量Tab. Recycling water of constructed wetland

按自来水每吨1.8元计，每年人工湿地能节约91.91万元，50年一共能节省4595.5万元。

(3)为房地产开发商带来了利润增长点

该建筑小区工程原定售价8000元/m2，增加人工湿地这一水景后，售价增至10000元/m2，每平方米增加2000元，该工程建筑面积共7万m2，产生直接经济效益14000万元。

4 结论

综上所述，建筑小区人工湿地中水回用系统具有以下特点:

(1)人工湿地既具有景观价值，又有污水处理功能。

(2)可以为市政绿化、农田灌溉景观灯提供水资源。

(3)新建山地别墅小区，市政雨水管网不完善地区，可以很好收集、利用雨水。

(4)不需要采用大量人工构筑物和机电设备，运行管理方便。

(5)为房地产开发商带来了利润增长点。

(6)土地占用大，人工湿地处理1m3生活污水需要占地5～10m2。

(7)人工湿地池底渗漏，污染地下水等。

提高水的重复利用率，是实现城市污水资源化是解决水资源短缺的根本途径。中水回用是提高生活用水重复利用率的主要形式。

［1］康自华，成都活水公园人工湿地及其三种挺水植物净化效果的研究［D］.成都:成都理工大学，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.