人工濕地在高速公路服務(wù)區(qū)中水回用系統(tǒng)的應(yīng)用研究

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1、人工濕地在高速公路服務(wù)區(qū)中水回用系統(tǒng)的應(yīng)用研究-中水回用摘要:將人工濕地應(yīng)用于高速公路服務(wù)區(qū)中水回用系統(tǒng),經(jīng)試驗證明,對COD、TN、TP均有較好的去除率。在選用垂直流人工濕地形式、采用1.0M厚度復(fù)合填料、水力負(fù)荷為0.8m3/m2/d、鳶尾作為主要凈化植物條件下,出水滿足《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求。關(guān)鍵詞:高速公路;中水回用;人工濕地　　　1前言　　服務(wù)區(qū)是高速公路重要的服務(wù)設(shè)施?！笆晃濉逼陂g,國家對高速公路建設(shè)的投資達(dá)2.1萬億元。2009年,為應(yīng)對國際金融危機(jī),拉動內(nèi)需,刺激經(jīng)濟(jì),國家再次提高了對高速公路等

2、重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入。由于遠(yuǎn)離城區(qū),高速公路服務(wù)區(qū)無法直接利用市政供排水設(shè)施,因而形成了獨立的給排水系統(tǒng)。如何減少地下水開采,降低外排污水對環(huán)境的污染,建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的兩型社會,成為高速公路服務(wù)區(qū)給排水系統(tǒng)亟待解決的問題?！　?高速公路服務(wù)區(qū)給排水系統(tǒng)現(xiàn)狀　　就京港澳(G4)高速公路而言,一般每50-60km設(shè)置一個服務(wù)區(qū),每一服務(wù)區(qū)占地60-80畝,建筑面積一般在6500m2左右。服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)置餐廳、商場、修理車庫、公共廁所、加油站、綜合樓等建筑設(shè)施。水源基本上為自備,大多依靠開采地下水,供水成本高;一

3、對服務(wù)區(qū)的日用水量大約在500m3/d左右,其中2/3左右用于對水質(zhì)要求不很高的公廁及場地沖洗、牲畜運輸車輛沖洗、綠化景觀、澆灑道路、汽車加水等;服務(wù)區(qū)污水均經(jīng)地埋式污水處理設(shè)施凈化處理后直接外排,在不同程度上對周邊水環(huán)境或農(nóng)田造成污染;雨水均直接排放到服務(wù)區(qū)場地外。服務(wù)區(qū)污水、雨水系統(tǒng)流程如圖1所示。　　3高速公路服務(wù)區(qū)中水回用流程　　筆者本著建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的兩型社會,節(jié)能減排的目的,積極尋找高速公路服務(wù)區(qū)給排水系統(tǒng)低碳運行模式,通過對京港澳(G4)高速公路湖南段服務(wù)區(qū)雨污水特點的分析,并根據(jù)服務(wù)區(qū)地理

4、位置的特點,研究適宜于南方地區(qū)高速公路服務(wù)區(qū)的高效經(jīng)濟(jì)中水回用工藝,使高速公路服務(wù)區(qū)的雨污水資源化。將生成的再生水回用于服務(wù)區(qū)內(nèi)公廁及場地沖洗、牲畜運輸車輛沖洗、綠化景觀、澆灑道路、汽車加水等,從而節(jié)約水資源,降低用水成本,同時使服務(wù)區(qū)污水達(dá)到“零排放”,徹底解決因污水排放帶來的一系列問題。服務(wù)區(qū)中水回用系統(tǒng)流程如圖2所示?！　≡趫D2所示流程中,公廁、場地和牲畜車輛等沖洗污水均由污水管道收集進(jìn)入地埋式污水處理設(shè)備,凈化處理后流經(jīng)人工濕地(結(jié)合場地綠化景觀)處理系統(tǒng),出水與服務(wù)區(qū)建筑物和場地收集的雨水混和進(jìn)入蓄水池(可

5、作為服務(wù)區(qū)消防水池和景觀水池),再由中水供水設(shè)備經(jīng)中水管道供給公廁、場地和牲畜車輛等沖洗和綠化、消防使用。從而實現(xiàn)從節(jié)約水資源和用水成本,實現(xiàn)污水零排放,構(gòu)造綠色服務(wù)區(qū),使高速公路真正成為生態(tài)路、環(huán)保路,這是高速公路可持續(xù)發(fā)展的需求,是服務(wù)區(qū)給排水系統(tǒng)建設(shè)的必然發(fā)展方向?！　‖F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),京港澳(G4)高速公路服務(wù)區(qū)地埋式污水處理器出水水質(zhì)見表1?！　　?人工濕地技術(shù)應(yīng)用于高速公路服務(wù)區(qū)中水處理的研究　　人工濕地技術(shù)由天然濕地發(fā)展而來,是由特定的介質(zhì)(按一定比例設(shè)計的填料,如土壤、砂或礫石等),特定的植物(去污性能好

6、、成活率高、耐水漬性強(qiáng)、生長期長、美觀且有經(jīng)濟(jì)價值的生或濕生植物)所組成的復(fù)雜、獨特的生態(tài)系統(tǒng)。它改變了濕地的傳統(tǒng)形態(tài),通過科學(xué)的設(shè)計和改造,用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實現(xiàn)對水體的凈化?！　閷⑷斯竦匚鬯幚砑夹g(shù)應(yīng)用于高速公路服務(wù)區(qū)中水系統(tǒng),筆者取用與服務(wù)區(qū)地埋式污水處理器出水水質(zhì)指標(biāo)相近的污水,采用垂直流人工濕地方式,在水力負(fù)荷為0.6、0.8、1.0、1.2m3/m2/d下,分別利用風(fēng)車草和鳶尾作為濕地凈化主要植物,針對COD、TN、TP三個主要污染參數(shù)進(jìn)行了一系列實驗研究?！　∵M(jìn)水水質(zhì)

7、如表2所示。　　4.1COD的處理效果　　人工濕地模型進(jìn)水COD濃度在8.6~36.7mg/L時,出水COD濃度平均值在4.1~10.2mg/L。COD平均去除率隨著水力負(fù)荷的不同在55.0%~86.8%的范圍內(nèi)波動。人工濕地在五種進(jìn)水水力負(fù)荷下,對COD單位面積的去除量在5.9g/m2/d~22.9g/m2/d范圍內(nèi)。　　各水力負(fù)荷下人工濕地模型對于COD的凈化效果如圖3所示。　　4.2TN的處理效果　　試驗期間,人工濕地模型進(jìn)水TN濃度在3.3~7.0mg/L范圍內(nèi)時,出水TN平均濃度為0.2mg/L~1.8mg

8、/L。TN平均去除率為58.98%~96.22%,單位面積去除量為1.4~3.0g/m2/d?！　「魉ω?fù)荷下人工濕地模型對于TN的凈化效果如圖4所示。　　4.3TP的處理效果　　模型進(jìn)水TP的濃度為0.2~1.4mg/L時,出水TP平均濃度在0.09~0.25mg/L。TP平均去除率為40.80%~80.94%,單位面積去除量為0.203~0