再生水利用结合湿地在城市中的应用

再生水利用结合湿地在城市中的应用

摘要 阐述张家港市城西新区第二污水处理厂排放的水通过营造人工湿地（西二环东侧生态湿地）的自然环境，利用“土壤—植物—微生物”的生态系统，对水中的颗粒物、有机物进行沉淀、截留、降解，对氨、氮的异味气体进行暴气、吸收，最终达到净化水质的目的。净化后的水质流经小河坝河、万红港、梁丰河最终流入新泗港河，形成一个完整的生态水系统，为城西新区居民提供优良的生态居住环境。

关键词 再生水利用；湿地；江苏张家港；城西新区

中图分类号 X703文献标识码A文章编号1007-5739（2008）09-0237-02

1现状

城西新区位于张家港城市西部，是城市新的居住中心和市级商业次中心，是近期城市建设的重点，总面积约8.66km²，规划人口12万人。按照新区的规划定位，在东至港城大道、南至澄杨路、西至西二环、北至东横河区域的范围内，坚持以生态理念为指导，充分运用生态技术，要建成集城市居住、商务办公、休闲娱乐、文教卫生为一体的新城区。水系规划涉及区内防洪、排水、水环境、水景观等多方面内容，直接关系到新区人居环境的质量。因此，考虑将新区内第二污水处理厂处理后的中水，通过进一步的生态处理后，作为区内河道景观用水的补充水源。为此，主要利用污水处理厂至小河坝河之间开挖一条生态河道，即西二环东侧70m的绿化带中建造人工湿地，通过湿地处理净化污水处理厂的中水，作为水源补充新区内河。

2再生水利用

我国是一个水资源短缺的国家，要解决缺水问题，必须长期坚持“开源与节流并重，节流优先，治污为本，科学开源，综合利用再生水”的原则。污水资源化是节水治污的重要措施，要因地制宜，采取综合措施。从生态效益的角度来看，再生水回用促进污水处理，有利于改善生态、环境保护，而如果不注意污水处理，只注重增加供水，则供水越多，污水越多，生态环境越差。污水经过深度处理后，可减少排放BOD、COD等各种有害成分，对改善环境质量起到积极作用。

3污水处理二厂出水水质分析

张家港第二污水处理厂目前出水水量和水质比较平稳，表1为典型采样测得的数据。

按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级标准的A标准进行评价。一级标准的A标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求，当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级标准的A标准。张家港第二污水处理厂的出水，除大肠菌群外，其他指标都达到了标准（见表1）。由于在本次规划中，污水厂出水作为区内河道景观用水的补充水源，根据国家环境保护局提出的《景观娱乐用水水质标准》（GB12941-91），景观娱乐用水按水体的不同功能，分为三大类，即A类为主要适用于天然浴场或其他与人体直接接触的景观、娱乐水体，B类为主要适用于国家重点风景游览区及那些与人体非直接接触的景观娱乐水体，C类为主要适用于一般景观用水水体。

规划区域城西新区内的水体为河道内一般景观用水，即属于景观娱乐用水C类。污水处理厂出水的水质在色度、悬浮物、pH值、BOD、阴离子表面活性剂、大肠菌群以及现场对DO的分析，均符合C类景观娱乐用水标准；此外，化学耗氧量符合《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅳ类标准，满足景观用水的需求。不符合景观用水标准的参数是氨氮，超过C类景观用水标准8倍多，属严重超标。因此，第二污水处理厂的出水不能直接用作新区河道的景观用水补充水源，需要通过一系列生态工程进一步净化后才能排入河道。

4设计理念

污水二厂每天可生产7万吨再生水，通过西二环水系的5层净化，利用自然水系为纽带，结合植物和植物群落的生长习性，营造合适的植物生长环境，植物与水结合，最终达到景观水的要求。

沿西二环路东侧的绿化带中建造生态湿地，全长3.30 km，总面积约23hm²。为提升湿地的净化效果，全长约3.30km的直线距离、70m宽的绿化带河道蜿蜒曲折，河道长度增加到了3.80km。

根据区域情况河道净化水质的要求，西二环河水系净化系统分成暴气沉淀区、降解吸收区、吸附增氧区、湿地景观区4个区段，通过层层不断地与水中微生物和植物根系作用，使水中的氮、磷、氨及一些有机物不断中和、降解、吸附和吸收，从而达到净化水质的目的。

（1）暴气沉淀区。该区域与污水厂出水口紧临，长度约为280m，主要承担2个功能。首先，缓解出水口的水流速度，让一些大颗粒的污物进一步沉淀；其次，挥发污水处理后的气味，进一步降解水中有机物。因此，该区域水域要求宽阔水池深度加深，按“水系规划”建议该段水深达2.5～2.8m。水岸采用多级人工驳砌自然曲线，密植水生乔木成林，林下片植水生开花植物，形成相对封闭的以植物景观为特色的空间。

在暴气沉淀区和降解吸收区之间增设过渡区，长度约为200m，通过暴气沉淀区后的水流速度减慢，该区水域的水深比上区减少。水深取1.5~1.7m。从该区开始，通过植物生态环境的营造来分阶段地逐步截留、降解、吸收、吸附水中的有机物和无机元素，实现净化水质，特别是吸收水中氮磷含量。在大水面中设置多个自然式绿岛，将水面绕曲成溪成涧。并根据地形设置多级滚水石，延长水流经线路和时间。植物配置上采用水下、水面、水岸相结合进行立体种植，扩大吸附面和有吸收功能的植物品种，提高中和水质效果。在近居住区河岸密植高大的能抵抗或部分吸收水中散发的异味植物成林，将异味挡在居住空间以外，减少对居住环境空气的影响。

（2）降解吸收区。通过上级滩涂区域后，水的深度建议再次加深，本区长度约为460m，根据“水质规划”取水深1.8～2.3m。水面宽窄有度变化，水在次区域可以暂时停留，增加水中悬浮物的沉淀。植物配置上要增加有效吸收水中污物和元素、气味的种植量，采用乔木、亚乔木、灌木、地被和沉水、浮水、挺水植物相结合的立体种植方法，来全面加快水中废气、废物的沉淀、吸收、分解，达到净化景观水质的目的。

（3）吸附增氧区。长度约为510m，通过上级水域空间后建议该区域水系水深进一步减少。将水面进一步分割，形成溪石滩涂景观。由于水深较浅，且河床表面粗糙，有利于水中异味的进一步散发，增加水中的氧气含量，促进和加快水中氨氮和有机物的转化分解。由于水中溪石的存在有利于微生物的附着，可以通过微生物膜进一步吸附、截留、分解和转化作用，净化水中的污染物。在植物种植上要多采用水生乔木亚乔木的种植形成疏林，增加水流的流经时间。

（4）湿地景观区。长度约为600m，通过以上水域的暴气、沉淀、降解、吸附、截留、吸收、转化等过程后，取水深1.0～1.8m，水质已经满足观赏景观要求。因此，该空间将水面扩大形成几个水域空间，宽阔的水面使空间富有灵动、舒展性，并设置码头、休息亭、绿岛、木平台等设施供人们驻足赏景，嬉戏游乐。绿地种植采用乔木、亚乔木、灌木、地被、水生植物形成多层次多空间的景观效果，净化后的水流入小河坝河。

5湿地植物的作用

植物是湿地生态系统的重要组成部分，它既可直接吸收氮、磷等营养物质，也可产生根区效应，为消化细菌的生存和营养物质的降解提供必要的场所和好氧条件。挺水植物具有发达的根系，其光合作用产生氧的一部分经过茎和叶传送到达根部，并由此将氧扩散到周围缺氧的土质中，形成了氧化的微循环，刺激好氧生物对有机物质的分解作用，有助于消化细菌的生长，从而降低了水中有机质含量，并将NH4-N转化为NO3-N，NO3-N经过扩散和渗滤作用进入根区以外的缺氧环境，受到反硝化细菌的转化后，形成N2和N2O，从系统中逸失。因此，根系越发达、根区范围越大的植物，其净化污染物的能力也越高。

在河流岸边的浅水带，种植有观赏价值的喜水植物，靠其直接吸收和根区净化能力进一步改善水质。可以选择水生美人蕉、黄菖蒲、萱草、水葱、香蒲、千屈菜等。除在河岸或近水岸种植水生植物外，在较大的水面上可布置漂浮载体，又称“生物浮岛”或“生物浮床”，以水培法在载体内种植美人蕉、旱伞草、水雍菜及水芹菜等，减少进入水体的光通量，抑制浮游藻类的产生，增加水的透明度；同时，又兼美化景观作用。水中可放养一些滤食性、草食性的鱼类以及螺蛳、蚌等底栖动物，可以大大提高净化水质的作用。鱼类可以直接摄取浮游藻类和部分水草；螺蛳和蚌有滤水功能，可以滤悬浮颗粒，使水体变清。通过人为捕捞水生生物，间接从水体中输出有机质和营养盐。结合水生植物防止水底的沉积物再悬浮，抑制藻类大量生长，可起到防治污染、改善和保护水质的作用。不同类型的水生生物连接了食物网的各个环节，完善生态系统结构，使得水系能够形成可自我维持、达到良好循环、具有生命力的生态系统。

6结语

通过上述的各种生态工程措施，可使污水处理厂的出水在经过湿地净化后，水质进一步改善，达到景观用水的标准。其间主要依靠水生生物的过滤、吸收等功能净化污染物，通过定期收获生物从水体中永久去除污染物。因此，人工湿地需人工管理，定期栽种和收割水生植物、捕获鱼类和底栖动物，防止生物死亡后，有机残体分解产生二次污染。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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