[发明专利]一种适用于城市社区的景观型中水处理湿地系统

说明书

技术领域

本发明涉及城市水处理技术领域，具体的说是一种适用于城市社区的景观型中水处理湿地系统。

背景技术

中水的水质介于清洁水(上水)与污水(下水)之间，能够代替非饮用水、与人体非直接接触的自来水，又称为“循环水”、“回用水”或“再生水”。中水回用就是将污水处理为中水并加以使用，污水处理后作为景观用水始于19世纪30年代，美国、日本、澳大利亚等是开展较多的国家，建有日本东京都的多摩川、美国加利福尼亚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观水体方面堪为典范，早在20世纪60年代就开始尝试通过污水回用来维持城市溪流生态流量，补充公园、庭院的水池、喷泉等景观用水，回用于环境、景观的水量约占污水回用总量的12％，1985～1996年用再生水恢复了150多条河道的景观功能，使得主要城市境内的河溪得以复活。在我国“七五”期间，天津制定了《天津市景观河道水质质量标准》并开始尝试将纪庄子污水处理厂二级处理出水引入景观河道。近年来，随着城市化进程的加快及可持续发展战略的实施，北京、天津、青岛、泰安、西安、合肥、石家庄、西安等城市纷纷利用大型城市污水处理厂的出水，作为景观河道、城市湖泊、社区水景、城市河流的补给。

进水水质和出水要求决定了中水处理工艺，常规的二级处理出水不一定能满足回用要求，因此需要对二级处理出水进行深度处理。20世纪50～70年代，人工湿地引起了世界范围内的广泛关注，并成为污水处理重要的发展模式和研究方向。人工湿地利用物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来去除污水中的有机物、富营养物质、重金属和总悬浮固体等，实现对污水的高效净化。到了20世纪80年代，国外许多先进工业国家开始尝试用人工湿地对二级处理后的污水进行进一步处理，以使出水满足回用要求。近年来，人造湿地已经成为城市生活污水二级处理后的深度处理方法之一，在北美、欧洲、澳大利亚、新西兰等地区得到广泛应用，出水水质可以达到人体直接接触用水标准，因此人工湿地适合处理景观用水区的生活污水或直接对受污染水体进行处理。

与其他废水深度处理系统相比，人工湿地建造与运行费用低廉，污染负荷的变化对湿地处理效率影响微弱；运行良好的湿地还能够为野生动物、鸟类提供栖息地空间，对公共环境具有美化作用，因此有关人工湿地在再生水回用方面的应用在我国也日益开始受到重视。深圳市于1990年建成了我国第一个城镇污水处理的白泥坑人工湿地示范工程，而后相继建设了面积达2300m²、规模达1000t d^-1的洪湖人工湿地系统来处理布吉河污水，出水水质达到国家地面水标准，优于景观水标准；观澜湖人工湿地系统来处理观澜湖高尔夫球会职工宿舍的生活污水，出水水质达到景观用水水质标准。在武汉南太子湖，同济大学建成了规模10000m³d^-1的城市污水处理示范工程，污水经生物反应器处理后水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级B标准；经过后续潜流人工湿地和稳定塘的深度处理后，稳定地达到《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》IV类标准。利用垂直复合流人工湿地对城市污水处理厂尾水进行深度处理，在停留时间为24h、水力负荷为0.4m³m^-2d^-1的运行条件下，处理后的尾水指标达到《城市污水再生利用景观环境用水水质标准(GB/T 18921-2002)》。在河源市，城南生活污水处理厂二级处理达标排放的尾水经过管道进入三级潜流湿地后，大部分污染物得到有效去除；潜流湿地的出水进入表面湿地，进一步去除污染物；通过人工湿地处理后的出水最终流入生态塘处理系统再次除污，出水的主要水质指标达到国家标准(GB3838-2002)的III类标准，运营成本仅0.5元/吨。我国经济发达地区生活污水量大，对出水的质量要求较高，大型污水处理厂可考虑采用二级处理工艺—膜处理工艺为中心的处理系统，在其它地区则适宜广泛地采用人工湿地处理工艺来取代小型中水回用系统的SBR活性污泥工艺，或者取代在农村地区传统采用的土地处理工艺。