1、农村污水人工湿地处理的景观产品设计方向探索 于潜 施剑斌 李佳瑞 曹伦 西华大学土木建筑与环境工程学院 摘 要： 文章主要探讨村镇发展过程中污水处理工艺的景观化设计, 将污水处理工艺参数转换为产品直观数据, 生物辅助剂量化配置;生态景观植物配置单元模块设计, 量化景观配置;容器构件根据废水流量设定尺寸参数, 进行工业化生产和装配式安装。根据污水处理的规模、农村环境、气候等条件, 将各专业技术菜单式匹配, 构件和景观配置达到工业化生产。关键词： 污水处理; 生态景观; 菜单式; 参数化; 作者简介：于潜 (1996-) , 男, 江苏南通人, 本科, 研究方向:景观设计。作者简介：曹伦 (197
2、2-) , 女, 辽宁大连人, 讲师, 研究方向:建筑设计及其理论。基金：西华大学学生创新创业平台项目四川地区乃至全国的绝大多数农村没有配套污水收集管网, 农村生活污水自然排放。农村地区人口少、居住分散, 生活污水还具有分布广、变化系数大、间歇排放等特点。近年来随着乡镇经济的迅速发展, 城镇化进程的不断推进, 农民生活水平的迅速提高及生活条件的明显改善, 农村生活污水的排放量不断增加。在前期调研中发现, 四川农家乐等旅游形式开发, 大量兴建的乡村民宿增加了生活污水, 污水直接排放对于周围河流的污染非常严重。长此以往, 农村的水环境将急剧恶化, 农村污水处理, 势在必行。而农村地区受技术、施工、
3、材料等条件约束, 即使国家有相关政策推行农村水环境保护和相关优惠政策, 现有污水处理的工艺在农村很难广泛实施, 主要原因是低成本污水处理工艺需要多学科合作, 是综合技术利用的产品, 这种技术参数化处理变成可简单操作的产品才能进行市场推广。1 污水处理工艺的数据提取进行实验室污水处理工艺选择, 初步工艺选定:格栅调节池复合生物滤池跌水充氧接触氧化人工湿地排放。1.1 确定工艺流程废水收集到格栅, 去除污水中体积较大的固体物质以及纤维物质;废水自流进入调节池 (由于农村生活污水间歇排放, 短时间内水量较大) , 在调节池对水质水量进行调节;将污水提升至厌氧生物滤池, 滤池出水进行跌水充氧后进入氧化
4、池 (实验室可以设计成跌水充氧接触氧化池, 共计 4 级跌水, 可由 4 个单池串联而成水流雕塑, 水流从一侧流入, 穿过隔板底部从另一侧流出, 接触氧化池内装填无纺布因废水量小, 可不设置排泥装置) , 经过充氧后, 废水进入垂直潜流式人工湿地。1.2 确定实验容器参数(1) 格栅筛网:20050mm, 筛网孔径为 2.80mm, 标准目数为 7 目, 张数定。(2) 复合生物滤池:长方体形, 长宽高=1m0.5m2.5m, 壁厚 510mm, 效滤池底部进水, 据顶部 0.5m 处出水, 有效水深约为 2m, 有容积约为 1000L。反应池结构分为承托层和填料层, 底部承托层装有碎石滤料
5、(粒径 2030mm, 厚300mm) , 填料层装载弹性填料 (直径 100mm, 安装 8 根, 装填高度 1.8m) , 经一段时间调试后填料上附着厌氧生物膜, 顶部设沼气收集口, 用软管引至室外。(3) 跌水充氧接触氧化池:共设 4 处跌水, 由 4 个单池串联而成。池由 pvc 制成, 长宽高=20cm50cm20cm, 有效容积为 204=80L。(4) 人工湿地:设置五个植物塘床 (浮萍塘、芦苇床、菖蒲床、睡莲塘、狐尾藻塘) , 长宽高=20cm60cm30cm。2 设计方向选择设计成品要将污水处理工艺参数转换为产品直观数据, 当环境信息和技术信息量化后, 产品尺寸的生产参数和模
6、块单元的组成会根据使用人的需求自动匹配:构件的参数化设计、景观植物配置参数化设计、生物净化参数化设计等。2.1 污水生态处理系统菜单式产品根据用户排水量菜单式下单购买, 减少因技术难关而造成的推广难, 让产品成为跟家用电器一样方便操作, 易于维护。项目采用污水处理工艺是国内农村生活污水处理技术研究较多的人工湿地生态处理系统 (包括地表水、潜流、垂直流) , 相对其他污水处理技术, 人工湿地生态处理系统有着基建投资较小, 占地面积较大, 工艺要求较低, 费用低, 操作要求低, 出水水质较好, 卫生状况较好, 环境景观好, 净化后回用状况较好 (见图 1) 。2.2 景观设计产品设计采用 GIS
7、计算机系统分析农村基本景观形态, 保护传统村落景观, 植物配置采用常见的本地植物。根据处理工艺模块化植物配置单元, 与污水处理形成菜单式系列产品 (见图 2) 。首先分析自然景观的特点:选择合适的地方植物, 根据工艺模式设计生态景观模拟方案景观运用能环、景观、建筑、结构的知识将景观设计与污水净化工艺产品, 根据污水处理功能需求, 空间序列通过景观设计中的各种设计手法营造出一个有层次感体, 验丰富, 亲近自然的景观空间。图 1 污水处理产品设计概念 下载原图图 2 景观单元的概念设计 下载原图其次, 污水处理工艺参数转换为产品直观数据有利于在 BIM 体系下进行参数化管理和产品应用。当环境信息和
8、技术信息量化后, 产品尺寸的生产和和模块单元的组成会根据采购人的需求自动匹配。最后, 尝试构件工业化设计, 选择材料成本低, 构件尺寸方便运输和搬动, 安装技术水平要求低的方案, 并能满足操作和使用安全。3 结束语农村地区经济技术薄弱, 缺少充足的资金和专业的技术管理人员, 因此农村生活污水处理方式不能照搬或套用城镇污水处理模式, 须结合农村实情和生活污水特点科学决策。项目产品具有以下特色: (1) 因地制宜。农村生活污水处理要根据镇村的功能、人口、地形地貌、地质特点、气候、排放要求和经济水平等, 通过技术经济分析和比较, 因地制宜地选择简单、经济、有效的处理技术。如在经济发达、用地受限的镇村
9、, 可以选择由厌氧、好氧组合而成的一体化处理设备;在用地充裕、气候适宜的镇村, 可以选择人工湿地、稳定塘等生态处理技术; (2) 维护管理简便。农村地区经济技术相对落后, 缺乏专业技术人员, 往往发生农村生活污水处理设施建成投产后无法实现科学维护与管理的现象。因此, 项目产品选用维护需求量少、日常管理简单的处理技术; (3) 运行费用低廉。农村生活污水处理设施运行费用十分有限, 缺少稳定经费来源, 采用生态景观植物的自然生长, 简化维护程序; (4) 工艺流程简单。农村生活污水处理设施规模小, 维护管理不容易到位, 因此其工艺流程不能太过复杂, 要尽量减少工艺环节, 以便于运行管理。参考文献1柳俊.农村生活与农田灌溉混合污水人工湿地处理模式与效果分析D.中南林业科技大学, 2015. 2陈娟, 杨科, 何云晓, 等.农村污水人工湿地处理系统的构建与设计J.四川林勘设计, 2013, (3) :46-49. 3李甲亮, 王琳, 任加国, 等污水人工湿地处理对滨海生态系统修复研究进展J.地质灾害与环境保护, 2005, (3) :290-294.
