广西师范大学生态校园水环境分析.pdf

广西水利水 电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S&H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 3 ( 2 ) 水环境 广西师范大学生态校园水环境分析 李晖， ， 王 月 ， 尹辉 ( 1 广西师范大学环境与资源学院， 广西桂林5 4 1 0 0 4 ； 2 珍稀濒危动植物生态与环境保护省部共建教育部重点实验室， 广西桂林5 4 1 0 0 4 ； 3 惠州学院旅游系， 广东惠州5 1 6 0 0 7 ) 摘要1 为了改善广西师范大学水环境 ， 构建生态校园。对广西师范大学育才校区水环境进行了初步调查， 结果发 现学生宿舍和食堂生活污水中的C O D c r 、 B O D 、 氨氮 、 总磷、 挥发酚等超标 ， 存在轻度污染的问题。通过分析其污染 原因， 结合雁山新校区人工湿地的污水处理方法， 提出了加强污水处理和中水利用系统的建设 ， 合理利用雨水资源 等综合治理建议， 以达到恢复和保护校园生态环境的目的。 【 关键词 广西师范大学； 水环境； 分析 ； 雨水； 中水； 利用； 生态校园 中图分类号1 X 5 2 【 文献标识码 B 【 文章编号 1 0 0 3 - 1 5 1 0 ( 2 0 1 3 ) 0 2 - 0 0 5 4 - 0 4 随着人 口、 资源和环境之 间矛盾 的加剧 ， 生态 环境问题 日益受到人们的重视。我国“ 十二五” 规 划更将建设资源节约型 、 环境友好型社会摆在了突 出的位置。校园作为人类知识和文明的产生和传 播中心 ， 在一定程度上 比其他社会单元更具有先进 性。因此 ， 校园中的生态环境建设问题早已受到有 关专家和领导的重视并得到推广” 。其中， 水环境 作为人们 日常不可或缺且消耗量大的自然资源应 当成为生态校 园建设 的一个 重点 。本研究选取广 西师范大学育才校 区与雁山新校区作为研究对象 ， 分析其水环境的质量与主要水环境问题， 寻求可持 续发展的水环境保护与管理策略。 1水环 境 概 况 广西师范大学始建于 1 9 3 2 年 ， 坐落于世界著名 的山水旅游名城桂林市 。学校有王城 、 育才 、 雁 山3 个校 区 ， 校 园面积 3 1 1 4 9亩 。现有全 日制本科生 1 3 9 4 9 人 ， 研究生 4 0 9 8 人 ， 留学生 3 7 5 人 ， 函授 、 进 修生等7 9 0 4 人 。在 3 个校区中， 育才校区的水环境 问题更加明显和突出， 例如污水问题。育才校区污 水来源包括师生 日常生活污水、 实验室污水、 医院 污水、 食堂污水等， 其中绝大部分为生活污水 ， 这些 污水中含有大量的悬浮固体 、 有机物、 动植物油、 表 面活性剂、 重金属、 微生物体、 带有腐蚀性的酸、 碱， 还含有硫 、 磷等物质 ， 水质成分复杂。 2 水环境监测与分析 2 1 监测范 围 选取广西师大育才校区 、 雁 山新校区的几个水 源点 ， 通过资料收集 、 现场调查 、 水样 采集 、 实验检 测 与分 析 ， 了解 校园污水排放 、 校 园中水 回用 ( 宿 舍 、 厕所 、 景观用水 ) 等情况 。 2 2 水质监测与分析 2 2 1 数据处理 现取广西师范大学育才校区第二理科综合楼、 小北门水池、 东苑食堂旁的地下道、 三舍和四舍旁 的地下道几个水源点的水样 ， 分别测定其悬浮固体 ( S S ) 、 p H值 、 化学需氧量 ( C O D) 、 氨氮 、 挥发酚 、 总 磷 、 生化需氧量( B O D) 。其测定结果见表 1 、 图 1 。 表 1 育才校区水环境检测结果 m s L 监测点水样P H值 S S C OD B O D 氨氮 挥发酚 磷含量 2 2 2 结果分析 参照不 同的标准 ， 育才校区水环境质量属于不 同的等级 ， 存在不同的问题 。 【 收稿 日期】 2 0 1 3 0 3 0 5 基金项 目 】 中国地质科学院岩溶生态系统与石漠化治理重点开放实验室开放基金专项资助( K E R D c 2 o 1 l 0 2 ) 、 桂林市科学研究与技术开发 项 目( 2 0 1 2 0 1 2 2 2 ； 2 0 1 2 0 1 2 5 1 ) ， 广西 自然科学基金( 2 1 O 3 G x N S F B A O l 9 2 2 2 ) ； 广西师范大学教育基金会教师成长基金( J S 2 O l 2 叭2 ) 项 目资助 。 作者简介】 李1( 1 9 8 1 一 ) ， 男， 河南南阳人， 广西师范大学环境与资源学院讲师， 硕士， 主要从事水文水资源和生态环境等方面的研究工作。 5 4 广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 3 ( 2 ) O 5 0 4 普0 _ 3 辎 0 2 0 1 0 氨氮含量 m g 图 1 氨氮含量 曲线 ( 1 ) 参照 地表水环境质量标准 ( G B 3 8 3 8 2 0 0 2 ) 】 ， 对应地表水的5 类水域功能 ， 将地表水环境 质量标准基本项 目标准值分为 5 类 ， 不同功能类别 分别执行相应类别的标准值( 见表2 ) 。广西师范大学 育才校区用水来源于以漓江为水源的东江水厂， 按照 国家标准要求， 桂林漓江水应满足地表水I I I 类标准； 表2 地表水环境质量标准基本项目标准限值 m g L 项 目 I 类 I I 类 I I I 类 I V类 V类 p H值 6 9 COD 1 5 l 5 l 5 2O 2 5 B ODs 3 3 4 6 1 0 氨氮 O 1 5 0 5 1 0 1 5 2 0 总磷( 以0 0 2 ( 湖、 O 1 ( 湖、 0 2 ( 湖、 O 3 ( 湖、 0 4 ( 湖、 P 计) 库0 0 1 ) 库0 0 2 5 ) 库0 0 5 ) 库0 1 ) 库O 2 ) 挥 发酚 0 0 0 2 O o 0 2 0 0 0 5 0 O l 0 1 ( 2 )参照 污水综合 排放标 准 ( G B 8 9 7 8 1 9 9 6 ) E ， 育才校区排放的污水属于第二类污染物， 污水排人污水管网 ， 送 到七里店污水厂处理 ， 最终 排入漓江 ， 且漓江水质属于I I I 类水域， 必须满足第 二类污染物最高允许排放浓度的一级标准( 见表3 ) 。 表3 第二类污染物最高允许排放浓度 m g L 污染物 一级标 准 pH 悬 浮物 BOD C0D 挥发酚 氨氮 磷 酸盐 6 9 7 0 3 O l o o O5 1 5 O5 将表 1 与表 2 相 比较 ， 可发现宿舍生活污水和 食堂生活污水中的C O D c r 、 B O D 、 氨氮 、 总磷 、 挥发 酚都超标。将表 1 与表 3 相比较 ， 可发现学生宿舍 和食堂的生活污水中的固体悬浮物排放达到第二 类污染物最高允许排放标准的一级标准， 各监测点 的p H 值均在6 - 9 之间； 学生宿舍和食堂生活污水中 的C O D 、 B O D 、 氨氮、 总磷未达到第二类污染物的一 级排放标准， 而挥发酚达到一级排放标准。由此可 断定， 育才校区排放污水质量严重超标。 2 3中水回用调查 广西师范大学雁山新校区位于桂林市雁山镇 良丰桥以西一带 ， 地处农村 ， 没有污水处理厂 ， 这迫 使学校考虑今后的生活污水必须 自 行处理。我们 就此对广西师 范大学雁 山新校 区的中水 回用 系统 作了简单的调查与分析， 希望通过此次探究可以对 该校区的中水回用工程提供一些帮助。 该校 区选 用方案的工 艺设计 主要包括污水 的 预处理工艺 和生态绿地污水处理系统工艺。方案 设计 的预想效果是不仅要实现校 区污水零排放 ， 还 要在绿化美化环境 的同时达到治污 、 净水 、 节能、 节 水、 节地等目的， 实现降温、 降噪、 净化空气的功效； 而且使校区生活污水由传统的集中处理方式转变 为分散处 理 ， 从而大大节约了管网投资 ， 对建设 生 态校园将产生 深远影 响 。宿舍用水 、 教学楼厕所 用水通过集水管道输送到每幢宿舍楼的地下化粪 池经预处理后 ， 经生态绿地系统净化出水 。出水主 要用于填充校区内的一人工湖即作为景观用水， 未 用于绿化灌溉或冲厕、 道路清扫、 建筑施工等杂用。 本设计方案的出水水质经过污水处理工艺处理 后要求达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 ( G B 1 8 9 1 8 2 0 0 2 ) 一级B 类标准， 其出水水质标准见 表4 。 表4 污水处理后设计水质主要指标一览表 m g L 污染因子质 一级 B类标准 BOD C 0D S S D H 2 O 6 o 2 O 6- 9 经过对该 校区生态绿地 污水排放 管 口的污水 进行实验， 检测得出以下水质结果( 见表5 ) 。 表 5 雁 山校 区景观 回用水检测结果 m g L 污染 因子质 实验结果 COD S S p H 1 2 O l 3 5 7 21 由此可见 ， 该校 区经处理后排放 的污水并未达 到方案设计 中的排放标准 。 5 5 李晖， 王月， 尹辉： 广西师范大学生态校园水环境分析 3 主要水环境 问题及 分析 3 1 污水排放问题 据调查 ， 师大育才校区的污水除实验室污水排 入专门的管道外 ， 其他污水均不经任何处理直接排 人市政污水管道。高校扩招 ， 学校生活用水激增 ， 这些用水一般在一次使用后排放 ； 而厕所冲洗水 、 厨房洗涤水 、 洗衣机用水 、 沐浴用水 、 绿化 、 浇洒路 面、 洗车、 景观水池等均使用 自 来水， 造成极大的水 资源浪费 ； 同时这些污水含有大量 的氨氮 、 磷 、 S S 、 C O D、 B O D等污染物 ， 在不经过任何处理的情况下 排入地下道 ， 使受纳水体产生严重污染 ， 地下道水 混浊 、 气味恶臭， 不同性质的污水经过混合， 其污染 造成的危害可能成倍增加 ， 严重影响了校园的生活 环境 ， 还渗入地下 ， 对地下水体产生一定影响。 3 2中水回用问题 通过对雁 山校区人工湿地的调查 ， 发现高校内 部实施人工湿地的污水处理回用为景观水仍存在 不足， 主要体现在： 水力负荷小， 占地面积大 ； 工程表面板结和工程堵塞 ， 影响湿地净化 ； 湿地 植物 自身存在的问题 ， 尤其到了冬天植物生长的缓 慢时期 ， 污水的处理效果更是大打折扣 ； 产生恶 臭 ， 影响校 园环境。 中水在中国发展仍较缓慢， 不难看出， 受传统 观念的影响， 人们对中水心存疑虑， 担心中水水质 问题是其主要原因。相对而言 ， 在高校校园建立中 水 回用工程较容易被这个受高等教育的群体接受 。 但是 ， 制约其在高校校园发展 的因素也 不少 ： 中水 处理工艺通常规模小 、 技术高 、 费用贵 ， 它要求高水 平的处理， 独立的配水系统， 特殊的用户管理、 闸门 系统和熟练的操作 ， 传统方法氨氮、 磷无法稳定去 除 。受 占地面积 、 能量消耗 、 运行成本等 多方面 因 素的制约 ， 育才校区没有建立相应的中水回用系统。 4 校 园水环境综合治理建议 4 1 加强污水处理和中水利用系统建设 生态校园的建设理念早已提出， 但至今污水的 处理仍是阻碍其建设发展的一大难题。因此， 各大 生态校园需加强污水处理， 譬如增加污水处理工程 的经济投资， 完善污水处理的基础设施； 在建设新 校区前充分考虑生态校园的水环境问题 ， 考虑并选 定污水处理方案。校园人口集中， 学生宿舍用水量 大， 据高校的统计数据来看 ， 高校学生的人均用水 5 6 量少则为( 2 0 0 3 0 0 ) L( 人 天) ， 多则可达( 6 0 0 7 0 0 ) L( 人 天 ) 。宿舍盥洗 、 洗浴用水易于收集 ， 水质 、 水量较稳定 ， 若 以其为 中水水源 ， 能形成较大规模 的中水工程 ， 每天处理水量可达几百甚至数千立方 米 ， 水质一般优于普通居民用户排水水质 ， 污染成 分单一 ， 水处理工艺简单易行 。因此 ， 从污水就 近收集 、 处理以及环保要求等环节上着眼 ， 高校校 园都非常适合建立 中水 回用 系统 。具体措施可依 靠先进 的节水技术与节水器具 ， 调整规划校 园内的 给排水系统布局 ， 包括现有各建筑物 内给排水管道 调整增设再生水管道 ； 新建再生水处理站 、 再生水 收水与供水管网。 雁山校区的生态绿地污水处理系统仍需改善， 如选用根系更发达 的植物 ， 合理设计净化池大小 、 深度 、 材料组成及收集方式 ， 延缓湿地系统 的阻塞 以延长系统的寿命 。育才校区应借鉴全国高校 的 生活污水 处理方式和 目前国内所用 的生活污水处 理 的模式和系统 ， 建立相应 的污水处理设备 。根据 广西师大校园水环境特点 ， 仍未建立污水处理系统 的育才校区可考虑以下几个运行方案。 方案一 ： 各学生宿舍楼的盥洗水可使用膜生物 反应器 ( MB R) 。膜生物反应器不仅提高 了污染物 的去除效率 ， 在很多情况下 出水可 以作为再生水直 接 回用 ， 在将来 的污水处理领 域将会得到较 多应 用 。膜生物反应器处理优质废水可减少副反应 ， 提 高污泥的 回收率 ， 膜组件 的化学去除率高 ， 且 污泥 处理量少 ， 可在处理优质杂排水时广泛使用 】 。但 是 ， 目前膜生物反应器还存在造价较高 、 膜组件易 受污染 、 膜使用寿命有限、 运行费用高等缺点 。 方案二 ： 食堂污水 和厕所排水 的总磷 、 氨氮含 量较高 ， 建议使用最常见的生物处理工艺s B R 工艺( 间歇式活性污泥法 ) ， 工艺流程简单 ， 运行可 靠。研究表 明： S B R工艺可取得 良好的脱氮除磷效 果 ； 静置沉淀可获得低 S S 出水 ， 耐受水力冲击负荷 ； 其操作灵活性好 ， 自动控制系统 的发展和完善 ， 为 S B R工艺的应用提供了物质基础h 。 4 2 合理利用雨水资源 在传统的水资源开发方式已无法再增加水源 时， 回收利用雨水成为一种既经济又实用的水资源 开发方式 。生态校 园雨水综合利用系统是利用生 态学 、 工程学 、 经济学原理 ， 通过人工净化和 自然净 化的结合， 雨水集蓄利用 、 渗透与园艺水景观等相 结合的综合性设计 ， 实现建筑 、 园林 、 景观和水系的 广西水利水 电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S&HY D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 3 ( 2 ) 协调统一， 实现经济效益和环境效益的统一， 以及 人与 自然的和谐 共存 。根据广西 师范大 学育 才校 区水环境现状 ， 可 以采取屋顶绿化 、 水景 、 渗透 、 雨 水回用、 收集与排放等系统 ， 提高雨水在校园中的 利用程度， 以便实现节约水资源 、 构建节约型社会 的 目的 。 参考文献 【 1 徐建华 绿色大学创建现状及对策分析f J 1 _ 成人高等教 育， 2 0 0 6 ( 2 ) ： 2 4 2 7 2 王东华 绿色大学在 国外的发展现状 J 环境教育 ， 2 0 0 5 ( 9 ) ： 5 3 5 5 【 3 】 G B 3 8 3 8 2 0 0 2 ， 地表水环境质量标准【 s 】 4 】 GB 8 9 7 8 1 9 9 6 ， 污水综合排放标准 s 】 5 5 李林 关于大学新校区的污水处理方法的探讨 J 中国 建筑科技与经济管理， 2 0 0 8 ， 4 ( 3 ) ： 5 - 7 6 刘强， 李亚峰 ， 程琳 人工湿地对污染物的净化功能 及存在问题 J 】 辽宁化工， 2 0 0 8 ， 3 7 ( 4 ) ： 2 5 5 - 2 5 7 【 7 】 崔理华 ， 朱夕珍， 骆世明 污水渗滤湿地处理系统技术的 研究进展【 J 应用生态学报 ， 2 0 0 3 ， 1 4 ( 4 ) ： 6 2 3 6 2 6 【 8 邓特刚， 刘洪波， 张宏伟 ， 张 刚 中水回用工程在生态校 园中的应用研究 J 】 环境科学与管理2 0 0 7 ， 3 2 ( 1 2 ) ： 8 2 8 4 【 9 刘米囡， 王波 高等院校中水 回用的可行性 J 环境卫 生工程 ， 2 O 0 4 ， 1 2 ( 2 ) ： 1 1 7 - 1 2 0 1 0 1 秦学功 ， 吴炳智 昆明高校实施中水工程的优势与效益 分析 J 1 云南环境科学， 2 0 0 4 ， 2 3 ( 增刊 1 ) ： 5 1 5 2 【 l l 】 赵新华 ， 李长洪 ， 肖 迪 高校校园中水回用的研究与规 划 J 城市环境与城市生态， 2 0 0 3 ， 1 6 ( 3 ) ： 6 3 6 5 1 2 赵鸿， 刘玉玲 校园中水回用设计方案优化研究 J 】 节 能， 2 0 0 6 ， 2 5 ( 4 ) ： 0 - 1 2 1 3 高廷耀 ， 顾国维 ， 周琪 水污染控制工程( 第3 版 下 册) 【 M】 北京： 高等教育出版社， 2 0 0 7 1 2 0 1 2 1 1 4 】 高廷耀 ， 顾国维 ， 周琪 水污染控制工程( 第3 版 下 册) MI 北京： 高等教育出版社， 2 0 0 7 1 6 2 1 6 3 ( 责任编辑： 周群) W a t e r e n v i r o n me n t a n a l y s i s f o r e c o l o g i c a l c a mp u s o f Gu a n g x i No r ma 1 Uni v e r s i t y LI Hu i 一，W ANG Yu e 一，YI N Hu i ( 1 E n v i r o n me n t a n d R e s o u r c e s C o l l e g e o f G u a n g x i N o r ma l U n i v e r s i t y ， G u i l i n 5 4 1 0 0 4 ， C h i n a ； 2 K e y L a b o r a t o r y o f Ch i n a Ed u c a t i o n Mi n i s t ry f o r Ra r e a n d En d a n g e r e d S p e c i e s P r o t e c t i o n，Gu i l i n 5 4 1 0 0 4 ； 3 T o u r i s m D e p a r t me n t o f H u i z h o u C o l l e g e ， H u i z h o u 5 1 6 0 0 7 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： I n o r d e r t o i mp r o v e t h e w a t e r e n v i r o n me n t o f Gu a n g x i No r ma l Un i v e r s i t y a n d c o n s t r u c t e c o l o g i c a l c a m p u s p r e l i mi n a r y i n v e s t i g a t i o n wa s c o n d u c t e d for t h e wa t e r e n v i r o n me n t o f i t s Yu c a i s u b c a mp u s T h e r e s u l t s d e m o n s t r a t e t h a t t h e r e e x i s t s s l i g ht p o l l u t i o n i n t h e s e wa g e f r o m s t u de nt d o rm i t o ry a n d c a n t e e n，wi t h e x c e s s i v e i n d e x e s s u c h a s CO Dc r ，B OD5 ，a mmo n i a n i t r o g e n，t o t a l p h o s p h o r u s a n d v o l a t i l e p h e n o 1 B a s e d o n a n a l y s i s o f p o l l u t i o n c a u s e s ，c o mb i n e d wi t h t h e s e wa g e t r e a t me n t me t h o d a d o p t e d b y i t s n e w Ya n s h a n s u b c a mp u s wi t h a r t i fi c i a l w e t l a n d ，i t i s p u t f o r w a r d t o s t r e n g t h e n c o n s t ruc t i o n o f s e wa g e t r e a t me n t a n d r e c y c l e d wa t e r u t i l i z a t i o n s y s t e m ， p r o p e r - l y u t i l i z e r a i n wa t e r r e s o u r c e s，S O a s t o r e c o v e r a n d p r o t e c t e c o l o g i c a l e n v i r o n me n t o f c a mp us Ke y wo r d s ： Gu a n g x i No rm a l Un i v e r s i t y ； wa t e r e n v i r o n me n t ； a n a l y s i s ； r a i n wa t e r ； r e c y c l e d wa t e r ； u t i l i z a t i o n ； e c o l o g i - c a l c a mp us 5 7