專利名稱：一種適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城市水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種適用于城市社區(qū)的景 觀型中水處理濕地系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
中水的水質(zhì)介于清潔水(上水)與污水(下水)之間，能夠代替非飲用 水、與人體非直接接觸的自來水，又稱為"循環(huán)水"、"回用水"或"再生水"。 中水回用就是將污水處理為中水并加以使用，污水處理后作為景觀用水始于
19世紀(jì)30年代，美國、日本、澳大利亞等是開展較多的國家，建有日本東京 都的多摩川、美國加利福尼亞的桑提和南塔湖等世界知名的中水回用工程。 日本在再生水用于景觀水體方面堪為典范，早在20世紀(jì)60年代就開始嘗試 通過污水回用來維持城市溪流生態(tài)流量，補(bǔ)充公園、庭院的水池、噴泉等景 觀用水，回用于環(huán)境、景觀的水量約占污水回用總量的12%, 1985 19%年 用再生水恢復(fù)了 150多條河道的景觀功能，使得主要城市境內(nèi)的河溪得以復(fù) 活。在我國"七五"期間，天津制定了《天津市景觀河道水質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》并 開始嘗試將紀(jì)莊子污水處理廠二級處理出水引入景觀河道。近年來，隨著城 市化進(jìn)程的加快及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，北京、天津、青島、泰安、西安、 合肥、石家莊、西安等城市紛紛利用大型城市污水處理廠的出水，作為景觀 河道、城市湖泊、社區(qū)水景、城市河流的補(bǔ)給。
進(jìn)水水質(zhì)和出水要求決定了中水處理工藝，常規(guī)的二級處理出水不一定 能滿足回用要求，因此需要對二級處理出水進(jìn)行深度處理。20世紀(jì)50 70年代，人工濕地引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注，并成為污水處理重要的發(fā)展模 式和研究方向。人工濕地利用物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、 吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來去除污水中的有機(jī)物、富
營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬和總懸浮固體等，實現(xiàn)對污水的高效凈化。到了20世紀(jì)80 年代，國外許多先進(jìn)工業(yè)國家開始嘗試用人工濕地對二級處理后的污水進(jìn)行 進(jìn)一步處理，以使出水滿足回用要求。近年來，人造濕地已經(jīng)成為城市生活 污水二級處理后的深度處理方法之一，在北美、歐洲、澳大利亞、新西蘭等 地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，出水水質(zhì)可以達(dá)到人體直接接觸用水標(biāo)準(zhǔn)，因此人工濕 地適合處理景觀用水區(qū)的生活污水或直接對受污染水體進(jìn)行處理。
與其他廢水深度處理系統(tǒng)相比，人工濕地建造與運行費用低廉，污染負(fù) 荷的變化對濕地處理效率影響微弱；運行良好的濕地還能夠為野生動物、鳥 類提供棲息地空間，對公共環(huán)境具有美化作用，因此有關(guān)人工濕地在再生水 回用方面的應(yīng)用在我國也日益開始受到重視。深圳市于1990年建成了我國第 一個城鎮(zhèn)污水處理的白泥坑人工濕地示范工程，而后相繼建設(shè)了面積達(dá)2 300 m2、規(guī)模達(dá)1 000 t d—1的洪湖人工濕地系統(tǒng)來處理布吉河污水，出水水質(zhì)達(dá) 到國家地面水標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于景觀水標(biāo)準(zhǔn)；觀瀾湖人工濕地系統(tǒng)來處理觀瀾湖高 爾夫球會職工宿舍的生活污水，出水水質(zhì)達(dá)到景觀用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在武漢南 太子湖，同濟(jì)大學(xué)建成了規(guī)模10 000 m3 d1的城市污水處理示范工程，污水 經(jīng)生物反應(yīng)器處理后水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (GB18918—2002)》 一級B標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)過后續(xù)潛流人工濕地和穩(wěn)定塘的深度處 理后，穩(wěn)定地達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002)》IV類標(biāo)準(zhǔn)。利用 垂直復(fù)合流人工濕地對城市污水處理廠尾水進(jìn)行深度處理，在停留時間為24h、水力負(fù)荷為0.4m3m—2 d—L的運行條件下，處理后的尾水指標(biāo)達(dá)到《城市污 水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18921 —2002)》。在河源市，城南 生活污水處理廠二級處理達(dá)標(biāo)排放的尾水經(jīng)過管道進(jìn)入三級潛流濕地后，大 部分污染物得到有效去除；潛流濕地的出水進(jìn)入表面濕地，進(jìn)一步去除污染 物；通過人工濕地處理后的出水最終流入生態(tài)塘處理系統(tǒng)再次除污，出水的 主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)(GB3838 —2002)的m類標(biāo)準(zhǔn)，運營成本僅0. 5元 /噸。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)生活污水量大，對出水的質(zhì)量要求較高，大型污水處 理廠可考慮采用二級處理工藝一膜處理工藝為中心的處理系統(tǒng)，在其它地區(qū) 則適宜廣泛地采用人工濕地處理工藝來取代小型中水回用系統(tǒng)的SBR活性污 泥工藝，或者取代在農(nóng)村地區(qū)傳統(tǒng)采用的土地處理工藝。
當(dāng)前人工濕地已經(jīng)從傳統(tǒng)的單一水質(zhì)凈化轉(zhuǎn)向多目標(biāo)應(yīng)用，城市濕地往 往以高效凈水、美化環(huán)境、增強(qiáng)生物多樣性、提高公眾休憩娛樂與科普教育 為主要目標(biāo)。濕地植被系統(tǒng)不僅直接關(guān)系到人工濕地的污水凈化效果，而且 還具有提升濕地系統(tǒng)景觀，恢復(fù)野生動植物棲息地，強(qiáng)化濕地截留降水、雨 洪調(diào)蓄與地下水回填，以及為公眾提供觀賞、休憩和科普教育等重要功能。 目前有關(guān)濕地植物的大多數(shù)研究均圍繞草本進(jìn)行，香蒲(7y^力a sp.)、蘆葦 (尸力ra^zu'tes sp. )、 7jC蔥(5"cii7 us sp.)、美人蕉(C朋朋sp.)、鳳眼蓮 (&'c力力ori加crassj'/ e50、苔草(Carejr sp.)、燈心草(力/7Ci/s sp.)、鳶
尾(i/^S SP.)等在世界范圍內(nèi)被廣泛引種栽培。在我國，菖蒲(SOTTAS
cs7a邁ixs)、 薦草(5"c/rp"s1 sp.)、 草戸(尸iWar7's sp.)、 迕芏(OT erws /ffaiacce/7W'50、 孚萍(￡eyz / a歷j'/ or)、茭白(Zeza/7/a ia"/aiia)等也f導(dǎo)至lj 廣泛研究和應(yīng)用。不同濕地植物種類混植形成的復(fù)合植被普遍地比純種植被更具優(yōu)勢，多 種類復(fù)合的濕地植被具有更高的污水凈化效率，對寄生蟲捕食或暴發(fā)性疾病 也具有更穩(wěn)定的抵抗力。對蘆葦濕地在全球范圍內(nèi)單一和混合種植的凈化數(shù) 據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，混合種植系統(tǒng)不僅凈化效率更高，而且效果更穩(wěn)定。在中國昆
明，金魚藻(Cera f/e/ erst z7)、 菱角(力/w/7J'ca)、滿江紅
"zo77a j'歷力rica&)、水花生的野生成熟植株被移入露天混凝土池(3 mX3 mXlm，并通過間苗保持植被覆蓋度約80%),四類植物的兩兩復(fù)合群落對N、 P的凈化功效比單一種類有明顯提高，說明不同種類混植可提高植被系統(tǒng)對水 體N、 P的整體凈化效率。在美國Morgantown，燈心草(/. e//kses)，水蔥 和寬葉香蒲(r. 7a"/bh'a)被植入40 L的橢圓形黑色塑料牛槽(1.5 mXl m，裝有45 cm或60 cm厚的豆粒狀砂礫基質(zhì))，三者的單一和復(fù)合混植試驗 也證明三種類的復(fù)合植被對生活污水的凈化效率大大高于純種植被。
蘆葦、香蒲是目前全球范圍內(nèi)最為廣泛應(yīng)用的兩大濕地植物，也是常用 的景觀型水生植物種類，尤其是蘆葦景觀能夠形成在城市社區(qū)難得一見的鄉(xiāng) 野風(fēng)味，因此非常適宜在城市社區(qū)推廣，將濕地污水處理與濕地園林造景相 結(jié)合進(jìn)行中水回用并營造社區(qū)水景，既改善了水體水質(zhì)，又為居民、公眾提 供休憩、娛樂、科普教育的水景場所。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研究一種能夠長期保持穩(wěn)定的中水凈化效果、有利于提 高植被景觀效果、提升綜合效益、豐富濕地群落的生物多樣性、能高效凈水、 景觀美好的適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)。
本發(fā)明一種適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)，包括濕地池，在濕地池中栽種蘆葦、茭白、水柳、水蔥，蘆葦行間雜以茭白、水柳、水蔥 行。
蘆葦行間雜以的茭白、水柳、水蔥行為單種或多種。
所述在濕地池中栽種的蘆葦、茭白、水柳、水蔥的行距為50 80cm，株 距20 50 cm。
所述濕地基質(zhì)為石礫基質(zhì)，粒徑約3 5 cm，厚度為60 80 cm。
所述濕地類型為表流型或潛流型人工濕地系統(tǒng)。
本發(fā)明一種適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)的優(yōu)點是-
1. 凈水效率高。即便在秋冬季節(jié)(9月 11月)的低污染負(fù)荷條件下(CODa 0. 802 0. 998 g m—2 d—、 TN 0. 0443 0. 101 g m2 d1, TP 0. 275 0. 551 g m—2 d1)，北京地區(qū)蘆葦復(fù)合植被濕地的去除效率也能夠達(dá)到COD。r 0. 772 g m—2 d—、 TN 0. 0321 g m2 d_1, TP 0. 374 g m—2 d_1;
2. 植被產(chǎn)量高。蘆葦復(fù)合植被的干物質(zhì)產(chǎn)量可以達(dá)到1. 34 kg nf2 a 、 相應(yīng)每年通過植被收獲而去除的立物蓄氮量、立物蓄磷量分別達(dá)到9. 93 g iif2 a ， 7. 9 g m a ;
3. 適應(yīng)范圍廣。蘆葦、茭白、水柳、水蔥的生命力旺盛，競爭力強(qiáng)，既 能適應(yīng)潛流生境，又能夠適應(yīng)表流生境，因而推廣前景廣大；
4. 建設(shè)成本低。本發(fā)明采用來源廣泛，價格低廉的蘆葦、茭白、水柳、
水蔥植物和粒徑約3 5 cm的石礫基質(zhì)，可以有效地降低人工濕地的建設(shè)成 本；
5. 運行管理方便。本發(fā)明所采用的戸葦、茭白、水柳、水蔥生長迅速， 植株高大，可以有效抑制雜草入侵，降低濕地的運行管理費用；6. 景觀效果美好。本發(fā)明所采用的植物種類均屬于景觀型水生植物，無 疑具有較高的景觀美學(xué)價值，能夠有效提升周邊環(huán)境品質(zhì)；
7. 濕地蒸散量大。本發(fā)明所采用的蘆葦復(fù)合植被蒸騰量大，濕地蒸散量 能夠達(dá)到2.42 mm m2 d1，對增加空氣濕度的效應(yīng)明顯。
具體實施方式
實施例一
采用蘆葦、茭白、水柳、水蔥的多年生地下根按照…蘆葦行…茭白行… 蘆葦行…水柳行…蘆葦行…水蔥行…蘆葦行(行距50cm，株距20cm)的種植 模式在厚度約為70cm、粒徑約5 cm的石礫基質(zhì)上建設(shè)潛流型人工濕地中水凈 化系統(tǒng)，在2005年9月13日 11月21日期間，其去除效率能夠達(dá)到CODcr 0.807 g m一2 d1， TN 0.054 g m—2 d—\ TP 0.27 g m一2 d_1;盧等復(fù)合植被濕地 的蒸散量達(dá)到3. 16 mm m-2 d一1。
實施例二
采用蘆葦、茭白、水柳、水蔥的多年生地下根按照…蘆葦行…茭白行… 蘆葦行…水柳行…蘆葦行'"水蔥行…戸華行(行距50cm，株距30cm)的種植 模式在厚度約為70cm、粒徑約5 cm的石礫基質(zhì)上建設(shè)潛流型人工濕地中水凈 化系統(tǒng)，在2005年9月13日 11月21日期間，其去除效率能夠達(dá)到CODcr 0.708 g nf2 d—、 TN 0.018 g m2 d1， TP 0,26 g nf2 d—N蘆葦復(fù)合植被濕地 的蒸散量達(dá)到3. 13 mm m-2 d、
實施例三采用蘆葦、茭白、水柳、水蔥的多年生地下根按照…蘆葦行…茭白行…
蘆葦行…水柳行…蘆葦行…水蔥行…蘆葦行(行距60cm，株距30cm)的種植 模式在厚度約為70cm、粒徑約5 cm的石礫基質(zhì)上建設(shè)潛流型人工濕地中水凈 化系統(tǒng)，在2005年9月13日 11月21日期間，其去除效率能夠達(dá)到CODcr 0.658 g m—2 d1， TN 0.029 g m2 d1， TP 0.52 g m一2 d—、盧蘋復(fù)合植被濕地 的蒸散量達(dá)到2.88咖m2 d1。
實施例四
采用蘆葦、茭白、水柳、水蔥的多年生地下根按照…蘆葦行…茭白行… 蘆葦行…水柳行…蘆葦行…水蔥行…蘆葦行(行距80cm，株距30cm)的種植 模式在厚度約為70cm、粒徑約5 cm的石礫基質(zhì)上建設(shè)潛流型人工濕地中水凈 化系統(tǒng)，在2005年9月13日 11月21日期間，其去除效率能夠達(dá)到CODcr 0.893 g m—2 d—、 TN 0.032 g m—2 d1， TP 0.37 g nf2 d—、戸蘋復(fù)合植被濕地 的蒸散量達(dá)到1.96 mm m—2 d一1。
實施例五
采用蘆葦、茭白、水柳、水蔥的多年生地下根按照…蘆葦行…茭白行… 蘆葦行…水柳行…蘆葦行…水蔥行…蘆葦行(行距80cm，株距50cm)的種植 模式在厚度約為70cm、粒徑約5 cm的石礫基質(zhì)上建設(shè)潛流型人工濕地中水凈 化系統(tǒng)，在2005年9月13日 11月21日期間，其去除效率能夠達(dá)到CODCT 0.792 g nf2 d—、 TN 0.026 g nf2 d1， TP 0.443 g m—2 d—、戸華復(fù)合植被濕地對照例一香蒲是世界范圍內(nèi)最為常用的濕地植物之一，在規(guī)模、基質(zhì)、 進(jìn)出水、濕地類型等條件完全一致的條件下，香蒲(Ty/7力a a/2^/s&te) —石 礫基質(zhì)潛流濕地在2005年9月13日 11月21日期間，其去除效率分別僅為 C0Dcr 0.615 g m2 d—、 TN 0.023 g m2 d1， TP 0.338 g nf2 d—、干物質(zhì)產(chǎn)量 達(dá)到2. 26 kg ra2 a—、相應(yīng)每年通過植被收獲而去除的立物蓄氮量、立物蓄磷 量分別達(dá)到11,1 g ra2 a1， 4.3 g m_2 a1;香蒲單一植被濕地的蒸散量達(dá)到 L 77 mm nf2 d—、
對照例二蘆葦是世界范圍內(nèi)最為常用的濕地植物之一，在規(guī)模、基質(zhì)、
進(jìn)出水、濕地類型等條件完全一致的條件下，戶葦(尸力ra^/ites co順w/ /s) 一石礫基質(zhì)潛流濕地在2005年9月13日 11月21日期間，其去除效率分別 僅為CODcr 0. 616 g m2 d—、 TN 0. 024 g m—2 d—、 TP 0. 297 g m2 d_1;干物質(zhì) 產(chǎn)量達(dá)到0. 751 kg m—2 a 、相應(yīng)每年通過植被收獲而去除的立物蓄氮量、立 物蓄磷量分別達(dá)到2.2 g m—2 a1， 5.39 g m—2 a1;蘆葦單一植被濕地的蒸散量 達(dá)到1. 79 mm m—2 d—權(quán)利要求
1、一種適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)，包括濕地池，其特征在于在濕地池中栽種蘆葦、茭白、水柳、水蔥，蘆葦行間雜以茭白、水柳、水蔥行。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)， 其特征在于蘆葦行間雜以的茭白、水柳、水蔥行為單種或多種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)， 其特征在于所述在濕地池中栽種的蘆葦、茭白、水柳、水蔥的行距為50 80 cm，株距20 50 cm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)， 其特征在于所述濕地基質(zhì)為石礫基質(zhì)，粒徑約3 5 cm，厚度為60 80cm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)， 其特征在于所述濕地類型為表流型或潛流型人工濕地系統(tǒng)。
全文摘要
一種適用于城市社區(qū)的景觀型中水處理濕地系統(tǒng)，包括濕地池，在濕地池中栽種蘆葦、茭白、水柳、水蔥，蘆葦行間雜以茭白、水柳、水蔥行，蘆葦行間雜以的茭白、水柳、水蔥行為單種或多種。其優(yōu)點是凈水效率高，植被產(chǎn)量高，適應(yīng)范圍廣，建設(shè)成本低，運行管理方便，景觀效果美好，濕地蒸散量大。
文檔編號C02F3/32GK101544425SQ20091006197
公開日2009年9月30日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者閩 葉, 煒 尹, 楊國勝, 孟 王, 雷俊山, 雷阿林, 靖德兵 申請人:長江水資源保護(hù)科學(xué)研究所