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中圖分類號(hào):X703
一、前言
文章著重介紹了人工濕地的特點(diǎn),類型和作用機(jī)理,讓大家對(duì)于人工濕地尤其是其優(yōu)越性能有一個(gè)更加全面、深刻的認(rèn)識(shí),同時(shí)結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),展望其未來(lái)發(fā)展方向,希望能對(duì)人工濕地污水處理技術(shù)起到一定的促進(jìn)作用。
二、人工濕地的概念及特點(diǎn)
人工濕地是近年來(lái)迅速發(fā)展的生物―生態(tài)治污技術(shù),可處理多種工業(yè)廢水,包括化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各類廢水,后又推廣應(yīng)用為雨水處理。這種技術(shù)已經(jīng)成為提高大型水體水質(zhì)的有效方法。人工濕地的顯著特點(diǎn)之一是其對(duì)有機(jī)污染物有較強(qiáng)的降解能力。廢水中的不溶性有機(jī)物通過(guò)濕地的沉淀、過(guò)濾作用,可以很快地被截留進(jìn)而被微生物利用;廢水中可溶性有機(jī)物則可通過(guò)植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過(guò)程而被分解去除。隨著處理過(guò)程的不斷進(jìn)行,濕地床中的微生物也繁殖生長(zhǎng),通過(guò)對(duì)濕地床填料的定期更換及對(duì)濕地植物的收割而將新生的有機(jī)體從系統(tǒng)中去除。
三、人工濕地的類型
人工濕地按水流類型可分為4類:
1.地表流濕地。廢水在填料表面漫流,與自然濕地最為接近。這種濕地不能充分利用填料與植物根系。
2.潛流濕地。污水在濕地床的內(nèi)部流動(dòng),一方面利川填料表面生長(zhǎng)的生物膜、豐富根系及表層仁的填料截流等作用提供處理能力和效果,另一方面由于水流在地表下流動(dòng),保溫性能好處理效果受氣候影響小,衛(wèi)生條件較好,是目前采用較多的一種類型。該工藝?yán)昧酥参锔档妮斞踝饔?,又稱為污水處理的根區(qū)方法。
3.垂直流濕地。結(jié)合了地表流濕地和潛流濕地的特點(diǎn),對(duì)于有機(jī)物和氮具有更高的凈化效果,但是建造要求高。
4.潮汐流濕地系統(tǒng)。通過(guò)交通的進(jìn)水和空氣運(yùn)動(dòng),氧的傳速速率和消耗率大大提高。蘆葦床交替被充滿水和排干,極大地提高了處理效果。
四、人工濕地凈化污水的原理
人工濕地的工藝原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化。這種濕地系統(tǒng)是在一定長(zhǎng)寬比及底面有坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合組成填料床,污染水可以在床體的填料縫隙中曲折流動(dòng),或在床體表面流動(dòng)。在不同材質(zhì)、不同粒徑配比的基質(zhì)填料上種植特定的處理性能好、成活率高的凈水植物,形成一個(gè)獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境,對(duì)污染水進(jìn)行處理,從而成為人工建造的、可控制的、工程化的濕地生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)污水通過(guò)濕地系統(tǒng)時(shí),其中的污染物質(zhì)通過(guò)沉積、過(guò)濾、吸附和分解等作用得到凈化。同時(shí),人工濕地中的植物除了增加濕地基質(zhì)的透水性,還能與周圍環(huán)境的原生動(dòng)物、微生物等形成各種小環(huán)境,通過(guò)氧的傳遞,形成特殊的根際微生態(tài)環(huán)境,這一微生態(tài)環(huán)境具有很強(qiáng)的凈化廢水的能力。研究表明,城市污水在3~5h內(nèi)流過(guò)200mh以上的沼澤濕地后,硝酸鹽即可減少63%,磷減少57%。人工濕地對(duì)磷的去除是通過(guò)植物的吸收、微生物的積累和填料床的物理化學(xué)等幾方面的共同協(xié)調(diào)作用完成的。由于該系統(tǒng)出水質(zhì)量好,適合于處理飲用水源,或結(jié)合景觀設(shè)計(jì),種植觀賞植物改善風(fēng)景區(qū)的水質(zhì)狀況。其造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)遠(yuǎn)低于常規(guī)處理技術(shù)。英、美、日、韓等國(guó)都已建成一批規(guī)模不等的人工濕地。
五、人工濕地的污染物的去除方式和精華機(jī)理
人工濕地處理系統(tǒng)對(duì)污水凈化的作用機(jī)理是多方面的,主要包括:物理的沉降作用,污水經(jīng)過(guò)基質(zhì)層及密集的植物莖葉和根系,使懸浮物顆粒得到過(guò)濾,并沉積在基質(zhì)層中;植物根系的阻截作用;某些物質(zhì)的化學(xué)沉淀作用;土壤及植物表面的吸附與吸收作用;微生物的代謝作用等。此外,植物根系的某些分泌物對(duì)細(xì)菌和病毒有滅活作用;細(xì)菌和病毒也可能在對(duì)其不適宜環(huán)境中自然死亡。各污染物在濕地中的去除過(guò)程見表1。
1.基質(zhì)及凈化機(jī)理
基質(zhì)在人工濕地的構(gòu)造中占有較大面積,是人工濕地區(qū)別于自然濕地的重要方面。研究發(fā)現(xiàn)在排除了植物因子的前提下,人工濕地土壤一微生物系統(tǒng)對(duì)污水成分仍具有良好的去除作用?;|(zhì)為濕地植物、微生物提供了生境,自身也參與了濕地凈化污水的物理化學(xué)過(guò)程。自然泥土是人工濕地中經(jīng)常使用的基質(zhì),。為了特殊目的,如提供磷的吸附,促進(jìn)對(duì)金屬的吸收,研究者選用基質(zhì)時(shí)會(huì)考慮某個(gè)方面的特性,在目前,沙、石混合仍是最常用的形式?;|(zhì)的去污過(guò)程來(lái)自離子交換、專性與非專性吸附、鰲合作用、沉降反應(yīng)等。
2.水生植物及凈化機(jī)理
目前對(duì)植物的廢水處理的重要性方面,還存有爭(zhēng)議。一些研究人員認(rèn)為植物是濕地的必要部分,人工濕地中的濕生植物,不僅在外觀上引人注目,在濕地凈化污水的過(guò)程中也起著重要作用;但其他研究人員則認(rèn)為它們的價(jià)值主要是美學(xué)方面。現(xiàn)有的大部分研究都證實(shí)濕地植物是濕地系統(tǒng)中的重要組成部分,在污水凈化方面發(fā)揮了重要作用(表2)。植物及其枯枝敗葉層形成了一個(gè)自然生物過(guò)濾器,有助于控制臭味;它們還能阻止雜草的生長(zhǎng),并使昆蟲不至于在水面繁殖過(guò)多;植物自身可以吸收同化污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有毒有害物質(zhì),將它們轉(zhuǎn)化為生物量;植物根系促進(jìn)了懸浮物在基質(zhì)中的物理過(guò)濾過(guò)程,可防止基質(zhì)的堵塞;植物在冬季形成一個(gè)絕熱層,有助于使地下的基質(zhì)免受霜凍。除此以外,植物的根系為細(xì)菌提供了多樣的生境,并輸送氧氣至根區(qū),有利于微生物的好氧作用。
3.微生物、藻類及其凈化機(jī)理
微生物對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)具有重要的影響。微生物不僅是自然界的分解者,而且有些微生物也是食物鏈中的初級(jí)生產(chǎn)者,同時(shí)在自然界的元素轉(zhuǎn)化中微生物也是一個(gè)不可缺少的成員。人工濕地中的微生物是濕地凈化污水的主要機(jī)制之一,其中,細(xì)菌是濕地微生物中數(shù)量最多的一個(gè)類群,在污水凈化過(guò)程中起到巨大作用,它使復(fù)雜的含氮機(jī)物轉(zhuǎn)化成可供植物和微生物利用的無(wú)機(jī)氮化合物。它們共同協(xié)成了互利共生的有機(jī)系統(tǒng),共同來(lái)完成污水凈化的任務(wù)。
六、技術(shù)展望
人工濕地污水處理系統(tǒng)有著傳統(tǒng)污水處理工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì):高效,投資少,運(yùn)行、管理費(fèi)用低,污水處理具有較強(qiáng)的針對(duì)性,能靈活地進(jìn)行各種系統(tǒng)的組合及良好的景觀效益,利于生態(tài)城市的建設(shè),比較適用于處理水量不大,管理水平不高的城鎮(zhèn)生活污水,也可廣泛用于畜牧業(yè)、食品、礦山等工業(yè)廢水的處理。人工濕地技術(shù)不斷完善,研究者在人工濕地處理污水方面開展了大量研究,并取得了一些成果。如濕地受氣候條件影響較大、溶氧不足、容易產(chǎn)生飽和、堵塞等問(wèn)題,可以通過(guò)隔離保溫、間歇式進(jìn)水、停床休息、加強(qiáng)預(yù)處理(如沉淀、一級(jí)強(qiáng)化等技術(shù)措施加以解決。但其凈化機(jī)理仍需要進(jìn)一步研究,如濕地中金屬離子、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物在系統(tǒng)中的相互作用,植物根際微生物系統(tǒng)的作用,植物根系分泌物的研究以及新型填料的研究開發(fā)等。盡管如此,人工濕地研究已成為國(guó)際濕地研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
七、結(jié)束語(yǔ)
在環(huán)境日益惡化的中國(guó),對(duì)污水進(jìn)行有效的、環(huán)保的處理是現(xiàn)在亟需的。當(dāng)然,我們?cè)趹?yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)治理污染的同時(shí),也因提高環(huán)保意識(shí),這樣才能從根本解決污染問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】人工濕地;污水處理技術(shù);優(yōu)勢(shì);經(jīng)濟(jì)性;可行性
人工濕地污水處理技術(shù)主要是模擬天然濕地的結(jié)構(gòu),通過(guò)人為的選擇生物種類來(lái)構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng),利用其生態(tài)功能來(lái)處理污水的一項(xiàng)技術(shù)。它可以充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境的第二次污染,比較適合于處理水量不大和管理水平不高的城市污水,在一定程度上可解決目前城市發(fā)展所面臨的生態(tài)問(wèn)題,正日益得到人們的關(guān)注。
1.人工濕地污水處理技術(shù)地位和優(yōu)勢(shì)
人工濕地污水處理系統(tǒng)其實(shí)就是生態(tài)學(xué)中的人工濕地系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)中,生態(tài)系統(tǒng)能流、物流可以得到正常循環(huán),生物多樣性、人類的環(huán)境和動(dòng)植物的生境均得到了很好的保護(hù)。人工濕地建成后可以節(jié)約水資源和能源消耗,增加城市綠化面積,推動(dòng)城市建設(shè)走可持續(xù)發(fā)展道路,因此人工濕地污水處理技術(shù)在生態(tài)文明建設(shè)中具有舉足輕重的地位。
人工濕地污水處理技術(shù)在生態(tài)文明建設(shè)中優(yōu)勢(shì)明顯,主要體現(xiàn)在以下幾方面:
1.1人工濕地能耗少、維持技術(shù)低
在人工濕地系統(tǒng)中,由于污水沿著基質(zhì)的坡度自然流動(dòng),基本上不需要機(jī)電設(shè)備,因而對(duì)能源的消耗非常少,可是傳統(tǒng)工藝中的提升泵房和鼓風(fēng)機(jī)房則需要消耗大量的電能。對(duì)于運(yùn)行期間的維護(hù),人工濕地也簡(jiǎn)單得多,主要是清理渠道及管理作物,普通人員完全可以承擔(dān),只需個(gè)別專業(yè)人員進(jìn)行定期檢查即可。
1.2顯著的環(huán)境效益
人工濕地的建成和運(yùn)行將起到涵蓄水源、調(diào)節(jié)水量、補(bǔ)充地下水資源的作用,而且處理后的出水還可作為灌溉用水、工業(yè)或城市生活用水的水源,有利于緩解用水緊缺的狀況,促進(jìn)區(qū)域環(huán)境的良性發(fā)展。
1.3生態(tài)與景觀效益
人工濕地系統(tǒng)不僅可以為水禽類提供豐富的食物來(lái)源、繁茂的植物群落,也可以為多種水生生物提供棲息繁殖場(chǎng)所,在增加生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜和穩(wěn)定性、維持自然平衡、調(diào)節(jié)局部氣候中起著非常重要的作用。
2.人工濕地污水處理技術(shù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)性
目前處理大量生活污水的措施只要是采用二級(jí)生化處理工藝,但是這需要龐大的充氧曝氣設(shè)施,大規(guī)模的收集管網(wǎng)來(lái)輔助,而且運(yùn)行起來(lái)往往需要較高的費(fèi)用和管理水平加以維持,其中,較大的缺點(diǎn)就是去除磷、氮等污染物的能力較差,容易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,另外,由于產(chǎn)生的污泥并未找到真正“減量化、資源化”的出路?目前國(guó)內(nèi)大城市,均面臨一個(gè)“污泥圍城”的難題。而人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用則不需要大規(guī)模的收集管網(wǎng),運(yùn)距的成本也比較低,其建設(shè)成本可由政府或采取BOT模式承擔(dān),減輕了政府治理水污染資金短缺的問(wèn)題。
人工濕地的土建施工比較簡(jiǎn)單并且基本不需耗能,因而其處理系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用僅為二級(jí)污水處理廠的1/10-1/2,一般每噸污水的處理費(fèi)用僅為0.1-0.2元,基建費(fèi)用分?jǐn)偟矫繃嵨鬯弦矁H為150-800元,是傳統(tǒng)二級(jí)污水處理廠的1/5-1/2?,F(xiàn)今,城市居民繳納的污水處理費(fèi)足以承擔(dān)其必要的維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用。
人工濕地污水處理技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì)是其能夠?qū)⑹芪廴镜乃w處理凈化后作為中水回收,對(duì)于城市生態(tài)建設(shè)來(lái)講,這樣不僅補(bǔ)充了區(qū)域的中水回用,還兼顧了綠化和美化區(qū)域環(huán)境的作用。另外濕地的水生植物還能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值,例如席草可以用來(lái)編織草席,蘆葦可用作造紙或編制人造纖維布;同樣的,水生動(dòng)物如魚、蝦等也可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。人工濕地污水處理技術(shù)投資小、可充分利用閑置的荒地、綠地,具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
3.人工濕地污水處理技術(shù)處理城市生活廢水的可行性
城市生活廢水主要含有大量固體懸浮物、可化學(xué)或生物降解的溶解性或膠態(tài)分散有機(jī)物,并且含有大量的氮化合物、磷酸鹽、鉀鈉及重金屬離子等,如果污水不經(jīng)過(guò)處理直接排除,則將導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。人工濕地污水處理技術(shù)可以去除污水中的氮、磷等離子,具體如下:
(1)人工濕地污水處理技術(shù)對(duì)氮的去除主要包括植物吸收、氨的揮發(fā)、介質(zhì)的吸附以及微生物的硝化和反硝化脫氨,濕地中氮的循環(huán)主要是通過(guò)一系列復(fù)雜生物化學(xué)作用方式發(fā)生的,包括直接轉(zhuǎn)化成氮化物和其他礦物質(zhì)結(jié)合起來(lái)。
(2)人工濕地污水處理技術(shù)對(duì)磷的去除主要是通過(guò)基質(zhì)吸附,植物攝取和微生物同化3方面一起進(jìn)行,其中基質(zhì)吸附是最主要的一個(gè)因素,而磷最終從系統(tǒng)個(gè)去除依賴于濕地植物的收割和飽和基質(zhì)的更換。
(3)人工濕地污水處理技術(shù)對(duì)重金屬的去除主要集中在植物對(duì)重金屬的去除作用上,包括植物穩(wěn)定、生物富集和攝取吸收,還可通過(guò)植物揮發(fā)、甲基化等作用達(dá)到目的。
(4)人工濕地對(duì)一些有機(jī)質(zhì)、懸浮物、病原體和非金屬元素也有一定的去除效果。例如,在人工濕地水體的厭氧區(qū)域部分硫離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)后被還原成硫酸根離子,硫酸根離子隨著水流的波動(dòng)在水體表層經(jīng)過(guò)曝氣作用又被氧化成硫單質(zhì),從系統(tǒng)中去除。
人工濕地系統(tǒng)能全面利用自然中的濕地植物和基質(zhì)的自然凈化能力,并在污水凈化工程中促進(jìn)植物的生長(zhǎng),增加綠化面積,并未野生動(dòng)物提供棲息地,有利于生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)許多城市努力爭(zhēng)創(chuàng)生態(tài)文明城市的前提下,選擇生態(tài)化的污水處理技術(shù)用于城市生活污水的處理、飲用水源的保護(hù)、綠地公共景觀的建設(shè)便成為一項(xiàng)重要的指標(biāo)。在利用人工濕地處理城市生活廢水的同時(shí)可以美化環(huán)境。為市民和外來(lái)游客創(chuàng)造良好的生態(tài)人居環(huán)境,可以取得顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
4.如何推動(dòng)人工濕地污水處理技術(shù)的運(yùn)用
首先根據(jù)城市的功能區(qū)劃,結(jié)合地理?xiàng)l件和區(qū)域?qū)嶋H,規(guī)劃設(shè)計(jì)相對(duì)集中的人工濕地污水處理系統(tǒng),對(duì)規(guī)模、收集區(qū)域、投資、運(yùn)行維護(hù)、回報(bào)等方面進(jìn)行科學(xué)籌劃。之后采用政府投資或BOT項(xiàng)目投資等方式解決項(xiàng)目投入問(wèn)題。人工濕地對(duì)生活污水進(jìn)行處理,能營(yíng)造出一個(gè)綠化美景,經(jīng)人工濕地凈化過(guò)的水,也可以用于灌溉植被、沖洗小區(qū)等,給居民產(chǎn)生許多方便,這樣的結(jié)果是居民所樂(lè)于接受。
對(duì)于較大的人工濕地,還應(yīng)該做好人工濕地的運(yùn)行期管理工作,確保有足夠的專業(yè)人員、充足的管理費(fèi)用來(lái)維護(hù)人工濕地的正常運(yùn)作。其建成后結(jié)合城市發(fā)展實(shí)際,加大對(duì)人工濕地污水處理技術(shù)的科研投入,與科研單位聯(lián)合建立研究基地,將人工濕地打造成污水處理的示范基地,注重污水處理、生態(tài)旅游和環(huán)保教育為一體,推動(dòng)城市環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。
與此同時(shí)我們還可以利用濕地污水處理技術(shù)與濕地園林造景技術(shù)建成人工濕地生態(tài)公園,從根本上解決城市市區(qū)景觀單調(diào)的問(wèn)題,另外還能改善水體質(zhì)量,為城市居民提供休憩、娛樂(lè)的場(chǎng)所。利用濕地植被進(jìn)行人工培植,打造一道獨(dú)特的城市風(fēng)景線,開發(fā)利用濕地自身的生物學(xué)價(jià)值,為城市生態(tài)文明建設(shè)盡一份力。
5.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,人工濕地污水處理技術(shù)通過(guò)模擬天然(下轉(zhuǎn)第417頁(yè))(上接第324頁(yè))濕地的結(jié)構(gòu)達(dá)到污水治理的良好效果,不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益,在處理城市生活廢水方面也具有獨(dú)到的可行性,能很大程度地改善當(dāng)前的城市水體污染問(wèn)題,對(duì)城市生態(tài)建設(shè)具有非常重要的推動(dòng)作用。它非常適合中國(guó)建設(shè)節(jié)約型城市的國(guó)情,是創(chuàng)新思維與城市可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合的一個(gè)新舉措,具有廣闊的應(yīng)用前景。
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關(guān)鍵詞人工濕地;農(nóng)村生活污水;應(yīng)用
中圖分類號(hào) x703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼a文章編號(hào) 1007-5739(2010)23-0264-01
近年來(lái),農(nóng)村水污染嚴(yán)重,水環(huán)境狀況越來(lái)越惡化,污染事故時(shí)有發(fā)生,不僅對(duì)糧食造成減產(chǎn),而且直接威脅著廣大農(nóng)村地區(qū)農(nóng)民的身體健康。由于大量生產(chǎn)和生活廢棄物未經(jīng)處理直接排入水體,加之公共衛(wèi)生設(shè)施跟不上發(fā)展的需要,農(nóng)村飲用水源大多受到污染,我國(guó)9.196億鄉(xiāng)村人口中大量人口飲用水不安全。農(nóng)村水環(huán)境既是農(nóng)村大地的脈管系統(tǒng),對(duì)雨、洪、旱、澇起著調(diào)節(jié)作用,又是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生命之源。因此,保護(hù)好農(nóng)村水環(huán)境是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)。
1人工濕地簡(jiǎn)介
1.1人工濕地的概念及特點(diǎn)
人工濕地是近年來(lái)迅速發(fā)展的生物—生態(tài)治污技術(shù),可處理多種工業(yè)廢水,包括化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各類廢水,后又推廣應(yīng)用為雨水處理[1-2]。這種技術(shù)已經(jīng)成為提高大型水體水質(zhì)的有效方法。人工濕地的顯著特點(diǎn)之一是其對(duì)有機(jī)污染物有較強(qiáng)的降解能力。廢水中的不溶性有機(jī)物通過(guò)濕地的沉淀、過(guò)濾作用,可以很快地被截留進(jìn)而被微生物利用;廢水中可溶性有機(jī)物則可通過(guò)植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過(guò)程而被分解去除。隨著處理過(guò)程的不斷進(jìn)行,濕地床中的微生物也繁殖生長(zhǎng),通過(guò)對(duì)濕地床填料的定期更換及對(duì)濕地植物的收割而將新生的有機(jī)體從系統(tǒng)中去除。
1.2人工濕地污水處理技術(shù)原理
人工濕地的工藝原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化。這種濕地系統(tǒng)是在一定長(zhǎng)寬比及底面有坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合組成填料床,污染水可以在床體的填料縫隙中曲折流動(dòng),或在床體表面流動(dòng)。在不同材質(zhì)、不同粒徑配比的基質(zhì)填料上種植特定的處理性能好、成活率高的凈水植物,形成一個(gè)獨(dú)特的動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境,對(duì)污染水進(jìn)行處理,從而成為人工建造的、可控制的、工程化的濕地生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)污水通過(guò)濕地系統(tǒng)時(shí),其中的污染物質(zhì)通過(guò)沉積、過(guò)濾、吸附和分解等作用得到凈化。同時(shí),人工濕地中的植物除了增加濕地基質(zhì)的透水性,還能與周圍環(huán)境的原生動(dòng)物、微生物等形成各種小環(huán)境,通過(guò)氧的傳遞,形成特殊的根際微生態(tài)環(huán)境,這一微生態(tài)環(huán)境具有很強(qiáng)的凈化廢水的能力。研究表明,城市污水在3~5 h內(nèi)流過(guò)200 hm2以上的沼澤濕地后,硝酸鹽即可減少63%,磷減少57%。人工濕地對(duì)磷的去除是通過(guò)植物的吸收、微生物的積累和填料床的物理化學(xué)等幾方面的共同協(xié)調(diào)作用完成的。由于該系統(tǒng)出水質(zhì)量好,適合于處理飲用水源,或結(jié)合景觀設(shè)計(jì),種植觀賞植物改善風(fēng)景區(qū)的水質(zhì)狀況。其造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)遠(yuǎn)低于常規(guī)處理技術(shù)。英、美、日、韓等國(guó)都已建成一批規(guī)模不等的人工濕地。
2人工濕地技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展
人工濕地處理污水是我國(guó)近年來(lái)才興起的一種新型生態(tài)處理法。作為一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng),它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理,結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則,在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境的再污染,獲得污水處理與資源化的最佳效益[3]。
2.1復(fù)合垂直流人工濕地技術(shù)
近年來(lái),我國(guó)不斷地對(duì)人工濕地處理技術(shù)加以深入研究和實(shí)踐,
2.4生態(tài)濾床處理技術(shù)
每家每戶的污水全部用管道收集,污水先流入沉淀調(diào)節(jié)池,池中活躍著厭氧細(xì)菌,它們將污水中的固體污染物阻隔下來(lái),并吸收沉淀。沉淀后的污水經(jīng)過(guò)污水泵站,通過(guò)大阻力配水系統(tǒng)將污水抽出,均勻?yàn)⒃谏L(zhǎng)著蘆葦?shù)纳鷳B(tài)濾床上。濾床上依次覆蓋著砂石、無(wú)泥粗砂、鵝卵石等,石子上覆蓋著1層青苔狀的薄膜。這些是濾床基質(zhì),基質(zhì)中的微生物對(duì)污水進(jìn)行層層過(guò)濾、吸附。根系發(fā)達(dá)的蘆葦則把氧氣帶到濕地系統(tǒng)內(nèi),進(jìn)行分解。處理后污水化學(xué)需氧量的削減率達(dá)90%,出水水質(zhì)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠排放ⅰ級(jí)b標(biāo)準(zhǔn)。2塊生態(tài)濾床每周換1次,每6個(gè)月清理1次積淀污泥,其風(fēng)干后可作附近葡萄園的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述,從生物凈化原理看,人工濕地是一項(xiàng)新型的污水處理技術(shù);從建設(shè)投入成本看,人工濕地資金投入少,建成后在日常運(yùn)用過(guò)程中,只需做管道維護(hù),可謂一次性投資,長(zhǎng)期受益;從自然調(diào)節(jié)作用看,人工濕地還具有強(qiáng)大的生態(tài)修復(fù)功能,不僅在提供水資源、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源方面起著重要作用,還在促淤造陸、降解污染物、保護(hù)生物多樣性和為人類提供生產(chǎn)、生活資源等方面發(fā)揮了重要作用;從美化環(huán)境方面看,人工濕地與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境相互協(xié)調(diào),構(gòu)成新的景觀。在構(gòu)建和諧社會(huì)的過(guò)程中,生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益是區(qū)縣追求的雙重目標(biāo),只有讓生態(tài)和經(jīng)濟(jì)二者和諧相處,才能為農(nóng)村廣大群眾營(yíng)造一個(gè)良好的可持續(xù)發(fā)展的人居環(huán)境。編輯
4參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞: 生活污水 環(huán)境污染 處理技術(shù)
水是生命的源泉。保護(hù)水環(huán)境、治理水污染、節(jié)約水資源,已引起世界各國(guó)的高度重視。特別是我國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家,也是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的繁榮,人民物質(zhì)文化生活水平的提高,人均用水量和污水產(chǎn)生量不斷增加,這些生活污水未經(jīng)治理無(wú)序排放,不但加重了對(duì)水體和環(huán)境的污染,而且嚴(yán)重威脅到農(nóng)村的飲水安全和農(nóng)民的身體健康,影響了和諧社會(huì)的構(gòu)建。因此,解決農(nóng)村生活污水處理問(wèn)題,是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要,是時(shí)代的需要、人民的需要。
1.農(nóng)村生活污水的構(gòu)成及來(lái)源
近幾年我省農(nóng)村居住隨著小城鎮(zhèn)建設(shè)加快,上百戶農(nóng)戶集中居住在一起,生活污水排放加大,但幾乎沒(méi)有處理措施,生活污水排放嚴(yán)重影響了環(huán)境及人們的正常生活。
農(nóng)村生活污水主要是洗滌、沐浴和部分衛(wèi)生潔具排水等,一般具有排水量少,所含有機(jī)物濃度相對(duì)偏高且日變化系數(shù)大、間歇排放等特點(diǎn)。農(nóng)村污水處理管理滯后,相比城市污水處理相差巨大。農(nóng)村水污染物排放量維持高位,但處理率較低。此外,我國(guó)新農(nóng)村建設(shè),城鎮(zhèn)化企業(yè)迅速發(fā)展,使其周邊環(huán)境嚴(yán)重惡化。
2.國(guó)外農(nóng)村污水處理技術(shù)
2.1澳大利亞“FILTER”(非爾脫)污水處理系統(tǒng)
非爾脫污水處理系統(tǒng)是由澳大利亞科學(xué)和工業(yè)研究組織(CSIRO)的專家提出的,其主要是利用污水進(jìn)行灌溉,通過(guò)灌溉土地處理后,再用地下暗管將其匯集和排出[1]。該系統(tǒng)可以有效去除污水中的病原體、N、P等污染物,給農(nóng)作物提供水分和養(yǎng)分,使出水水質(zhì)可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[2];并且具有高效、持續(xù)性等特點(diǎn)。其缺點(diǎn)是這種處理方法受農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)的影響,非生長(zhǎng)季節(jié)農(nóng)作物不灌溉,污水處理系統(tǒng)就不能進(jìn)行工作;而且在建造時(shí)需要修建泵站來(lái)控制排水量,導(dǎo)致難以普及推廣。
2.2日本凈化槽技術(shù)(Johkasou system)
日本的凈化槽技術(shù)是運(yùn)用物理沉淀、物理吸附、化學(xué)絮凝和生物降解的一體化技術(shù)[3]。其功能分區(qū),使COD、N和P等污染物分別在不同處理單元內(nèi)得到削減。目前,日本凈化槽技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用,其污水排放可以達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn):BOD在10mg/L以下,COD在15mg/L以下,TN在10mg/L以下(因處理工藝而定),TP在1mg/L以下。優(yōu)點(diǎn):節(jié)省動(dòng)力、管理操作簡(jiǎn)便、實(shí)現(xiàn)了污水和污泥一體化、常年不排泥、運(yùn)行期間較穩(wěn)定且無(wú)須專人管理和出水水質(zhì)優(yōu)良;但凈化槽在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用的條件還不成熟,安裝和運(yùn)行費(fèi)用較高,致使在推廣應(yīng)用上有一定的難度。
2.3美國(guó)加州高效藻類塘處理技術(shù)(Highrate algae pond)
高效藻類塘最早是由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校Oswald教授提出的,是在傳統(tǒng)穩(wěn)定塘技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)形成的。高效藻類塘有利于促進(jìn)藻類生長(zhǎng),因此使藻類所產(chǎn)生的氧氣大大地增加[4]。其工藝流程見圖1:
高效藻類塘與傳統(tǒng)的穩(wěn)定塘相比較,其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行經(jīng)費(fèi)低、修建容易、停留時(shí)間短,占地面積少,維護(hù)簡(jiǎn)便,對(duì)病原體具有較好的祛除效果。除此以外,還可以改善環(huán)境,生產(chǎn)食品和飼料,具有重大的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。其缺點(diǎn)是易受環(huán)境因素影響,處理效果隨季節(jié)變化較大。
2.4土壤地下滲濾系統(tǒng)(Subsurface infiltration system)
土壤地下滲濾系統(tǒng)最早起源于20世紀(jì)60年代的日本,當(dāng)時(shí)日本學(xué)者新見正就已經(jīng)開始研究土壤地下滲濾凈化污水技術(shù)[5]。其將污水通過(guò)土壤表面具有一定構(gòu)造的滲濾滲透系統(tǒng)中,污染物通過(guò)物理、化學(xué)、微生物的降解和植物的吸收利用進(jìn)行處理和凈化[6]。該技術(shù)對(duì)SS、BOD、COD和大腸桿菌的去除率均較高,一般可達(dá)80%~95%[7]。其工藝流程見圖2:
該技術(shù)具有日常運(yùn)行成本低、建造投資省、易于管理和維護(hù)、易收集污水和凈化效率高用等優(yōu)點(diǎn),而且土壤表面可以合理種植經(jīng)濟(jì)作物,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2.5人工濕地(Constructed Wetlands)
人工濕地處理技術(shù)是根據(jù)人們的需要選擇一定的地理位置,通過(guò)模擬天然濕地的結(jié)果和功能,從而設(shè)計(jì)和建造的濕地[8]。最早起源于1903年英國(guó)約克郡Earby。20世紀(jì)70年代由學(xué)者Kickuth提出根區(qū)法(The Root-Zone-Method)之后,人工濕地生態(tài)理論逐步發(fā)展起來(lái)[9]。人工濕地從結(jié)構(gòu)原理上主要分為表面流人工濕地(Surface flow constructed wetland)和潛流人工濕地(Subsurface flow constructed wetland)兩種類型。根據(jù)污水在基質(zhì)中的流動(dòng)方向,潛流人工濕地可分為水平流型(Horizontal flow type)和垂直流型(Vertical flow type)兩種。人工濕地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成包括基質(zhì)和濕地生物兩種。其中基質(zhì)十分重要,是濕地污水處理的載體和生物生長(zhǎng)的基礎(chǔ),使?jié)竦貎?nèi)的各種處理過(guò)程連結(jié)為一個(gè)整體[10]。濕地生物主要以濕地植物為主,不同濕地對(duì)植物的要求不同,這與濕地設(shè)計(jì)的目的和處理對(duì)象及與濕地植物在處理系統(tǒng)中的功能作用等有關(guān)。其工藝流程見圖3:
人工濕地可以合理利用資源,防止環(huán)境的二次污染。其獲得了污水處理與資源化的最佳效益,建造和運(yùn)行費(fèi)用便宜,有著地球腎臟的功能效果,產(chǎn)生了更高的生物學(xué)價(jià)值。然而其也存在缺點(diǎn),占用土地面積大,運(yùn)行效果直接受外界環(huán)境溫度及氣候影響,是限制其發(fā)展的主要瓶頸,這也致使人工濕地在我國(guó)南方地區(qū)更易于實(shí)施,而在北方地區(qū)難以實(shí)施推廣。
3.國(guó)內(nèi)農(nóng)村污水處理技術(shù)
3.1太陽(yáng)能微動(dòng)力污水處理技術(shù)
太陽(yáng)能微動(dòng)力污水處理技術(shù)是由浙江浙大水業(yè)有限公司聯(lián)同浙江大學(xué)共同研究開發(fā)的。該技術(shù)以傳統(tǒng)“A2/O”工藝為基礎(chǔ),由太陽(yáng)能光伏板、蓄電池組、曝氣系統(tǒng)、回流系統(tǒng)、微電腦控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)等組成,通過(guò)太陽(yáng)能光伏板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能,作為曝氣設(shè)施、回流設(shè)施的動(dòng)力,而多余能量則儲(chǔ)存于蓄電池中;根據(jù)優(yōu)化調(diào)試后的數(shù)據(jù),通過(guò)微電腦控制系統(tǒng),完成自動(dòng)化控制,自動(dòng)運(yùn)行曝氣設(shè)施、回流設(shè)施及攪拌設(shè)施。其經(jīng)過(guò)積水、厭氧生物處理、接觸氧化、沉淀,從而達(dá)標(biāo)排放[11]。其工藝流程見圖4:
太陽(yáng)能作為能源資源在污水處理的應(yīng)用中,不僅僅是用于微動(dòng)力能源,在北方,還可以為水池起到保溫作用,提高冬季污水處理效率。該污水處理技術(shù)具有清潔、方便、安全、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。太陽(yáng)能微動(dòng)力污水處理技術(shù)合理地利用了熱量和氣候條件,使整個(gè)過(guò)程更環(huán)保、更節(jié)能;其運(yùn)行費(fèi)用為零,是其他處理工藝所不能相比的。但其也存在著一定的缺點(diǎn),缺乏專業(yè)技術(shù)人,在后期運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中有困難。
3.2生活污水凈化沼氣池
生活污水凈化沼氣池(或稱城鎮(zhèn)生活污水凈化沼氣池)是一種新型的分散污水處理裝置。生活污水凈化沼氣池是通過(guò)對(duì)沼氣池和化糞池的改建得來(lái)的,利用厭氧消化、沉淀過(guò)濾等處理技術(shù),降解有機(jī)質(zhì),殺滅病原菌。相對(duì)于沼氣池和化糞池池來(lái)說(shuō),其解決了化糞池沉積污泥多和處理效果差等弊端[12];并且解決了沼氣池沼氣回收率低的缺點(diǎn)。經(jīng)其處理后的生活污水水質(zhì)BOD5
生活污水凈化沼氣池處理技術(shù),減輕了水體富營(yíng)養(yǎng)化,改善了居住條件,保護(hù)了環(huán)境衛(wèi)生,具有良好的環(huán)保效果,并且有利于保護(hù)水源清潔等。用這種方法處理農(nóng)村生活污水,國(guó)家無(wú)須專門的投資,投資較小,見效快。但其對(duì)氨氮和磷的去除率較低。
3.3生物濾池(Biological aerated filter)
生物濾池是將吸附、過(guò)濾和生物作用等綜合在一起的農(nóng)村廢水處理工藝。其最大的特點(diǎn)是集截留懸浮固體和生物氧化于一體,省去了二沉池,大大簡(jiǎn)化了污水處理流程[13]。其工藝流程見圖6:
該污水處理技術(shù)出水質(zhì)量好,無(wú)二次污染;能在較低溫度下正常運(yùn)行,緩沖容量大;運(yùn)行能耗低,投資費(fèi)用?。粏?dòng)時(shí)間快,掛膜時(shí)間短;日常運(yùn)行管理方便,結(jié)構(gòu)模塊化。然而,其濾料容易流失,使用前須進(jìn)行預(yù)處理,并且要進(jìn)行定期沖洗。由于生物濾池為半封閉或全封閉構(gòu)筑物,其生化反應(yīng)受外界溫度影響較小,因此適合于北方寒冷地區(qū)。
3.4蚯蚓生態(tài)濾池處理技術(shù)
蚯蚓生態(tài)濾池處理技術(shù)起源于法國(guó)和智利,主要根據(jù)蚯蚓對(duì)有機(jī)物質(zhì)的分解有促進(jìn)作用,并且能夠提高土壤通氣透水性而設(shè)計(jì)[14],具有投資省、處理效率高、管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。然而,單級(jí)蚯蚓生態(tài)濾池對(duì)總氮的去除效果不是很顯著。當(dāng)進(jìn)水流量大、污染物較多時(shí),單級(jí)的蚯蚓生態(tài)濾池處理效率大大降低,影響出水水質(zhì)。通過(guò)研究改進(jìn)出現(xiàn)了一種新型的處理技術(shù):塔式蚯蚓生態(tài)濾池。其構(gòu)造見圖7:
塔式蚯蚓生態(tài)濾池由多個(gè)塔層組成,每個(gè)塔層內(nèi)的濾料層是以土壤為主,大概有30cm左右,主要是處理生活污水的區(qū)域,也是蚯蚓生存的區(qū)域。土壤層又由不同種類和不同粒級(jí)的填料組成[5]。每個(gè)塔層下面布有均勻的出水孔,各個(gè)塔層之間的空間有40cm左右,污水從孔中滴落,可以充分地補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)分解時(shí)所需的氧分[15]。其充分利用了蚯蚓―微生物―植物―土壤―填料的協(xié)同作用,有效地解決了填料堵塞,提高了污水處理負(fù)荷,并且有效提高了SS、TN和BOD等污染物的去除效率。
4.結(jié)論
綜上所述,國(guó)內(nèi)外農(nóng)村污水處理主要為生態(tài)處理技術(shù),每種方法均有各自的優(yōu)劣。對(duì)于我國(guó)農(nóng)村污水所存在的問(wèn)題是:一是對(duì)于農(nóng)村污水處理意識(shí)淡薄,農(nóng)村污水的處理未引起人們的重視;二是建設(shè)資金投入不足,由于各地財(cái)政壓力大,加上大部分村集體經(jīng)濟(jì)薄弱,治污項(xiàng)目很難開展;三是缺乏專業(yè)技術(shù)人,在后期運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中有困難;四是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,目前主要是鼓勵(lì)型措施。取一次性投資低、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理方便的實(shí)用技術(shù)是解決中國(guó)農(nóng)村污水污染問(wèn)題的主要途徑。
通過(guò)以上方法的比較,對(duì)于我省的農(nóng)村人口較為分散,四季分明,地形復(fù)雜,經(jīng)濟(jì)較為落后等特點(diǎn),筆者認(rèn)為在我省可以將凈化沼氣池和人工濕地污水處理技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)功能互補(bǔ)。見工藝流程:
該技術(shù)把“凈化沼氣+人工濕地“有機(jī)結(jié)合,解決了凈化厭氧技術(shù)處理生活污水中的主要污染物的去除率控制在前端,使進(jìn)入濕地水質(zhì)中的污染物很低,減輕了對(duì)人工濕地的凈化壓力,強(qiáng)化了人工濕地的凈化效果,節(jié)約了土地資源,并解決了人工濕地因時(shí)間而長(zhǎng)變成了污泥坑的難題;其采用進(jìn)出水自流,不用機(jī)械動(dòng)力設(shè)施和電控,只需要兼管人員定期對(duì)格柵池和沉沙池中的雜物泥沙進(jìn)行清除,因此實(shí)現(xiàn)了低能耗,維護(hù)簡(jiǎn)單,日常運(yùn)行費(fèi)用少;除此以外,還可以在凈化裝置上面的空閑地面設(shè)計(jì)綠化及景觀工程,再加上人工濕地的植物和花草,如此使整個(gè)污水裝置上面干凈整潔、美觀、文明、無(wú)臭味,使其看起來(lái)是一個(gè)小花園。
5.展望未來(lái)
隨著我國(guó)新農(nóng)村的提出,農(nóng)村環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重。對(duì)于我國(guó)農(nóng)村生活污水處理技術(shù),提出以下建議:(1)加大專項(xiàng)資金投入,完善社會(huì)資金對(duì)農(nóng)村污水治理的投入、利益分成及退出機(jī)制;(2)科學(xué)制訂污水治理方案,分步、有序地實(shí)施農(nóng)村污水處理設(shè)施新建和改造工程;(3)加大科技投入,人才培養(yǎng),提高農(nóng)村污水處理技術(shù)的效率,降低污水治理的成本。
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【關(guān)鍵詞】:生態(tài)型;污水處理技術(shù);發(fā)展前景;
中圖分類號(hào):U664文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
【 Abstract 】 : With the constant development of economy industrial agriculture and life wastewater discharge of makes originally very limited supplies of fresh water destruction resulted in the city and the countryside freshwater resources shortage of effective prevention and control of water pollution protection of water resources is imminent sewage is available with the value of the resources, ecological green sewage processing technology development, for wastewater reuse and recycle to provide a broad prospect
【 Keywords 】 : Ecological; Wastewater treatment technology; Development prospects
引言
隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施與水處理技術(shù)的進(jìn)步, 污水處理的發(fā)展呈現(xiàn)以下特點(diǎn): 一是技術(shù)和設(shè)備的更新, 從傳統(tǒng)的物化和生物處理工藝向先進(jìn)的生物除磷脫氮、微濾、膜組件與膜生物反應(yīng)器等新型材料、新工藝技術(shù)發(fā)展; 從單一的設(shè)備組件向成套型、低能耗型發(fā)展, 自動(dòng)化控制系統(tǒng)與管理技術(shù)不斷更新。二是充分利用生態(tài)、自然型技術(shù)與傳統(tǒng)及新工藝相結(jié)合, 努力達(dá)到污水處理的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化。三是注重從單一處理向綜合環(huán)境的改善和資源綜合利用方向發(fā)展, 大力推進(jìn)中水利用技術(shù)及生態(tài)環(huán)境改觀技術(shù)。
一、 生態(tài)型污水處理定義
污水生態(tài)處理技術(shù)是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理、采用工程學(xué)手段對(duì)污水進(jìn)行治理與水資源利用相結(jié)合的方法。具體一點(diǎn)說(shuō),就是把污水有控制地投配到土地上,利用土壤— 植物—微生物復(fù)合系統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物學(xué)和生物化學(xué)特征對(duì)污水中的水、肥資源加以回收利用,對(duì)污水中可降解污染物進(jìn)行凈化的工藝技術(shù)。
污水生態(tài)處理技術(shù)以土地處理方法為基礎(chǔ),是污水土地處理系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。以土壤介質(zhì)的凈化作用為核心,在技術(shù)上特別強(qiáng)調(diào)在污水污染成分處理過(guò)程中植物-微生物共存體系與處理環(huán)境或介質(zhì)的相互關(guān)系,特別注意對(duì)生態(tài)因子的優(yōu)化與調(diào)控,是生態(tài)學(xué)4大基本原理在水資源領(lǐng)域的具體運(yùn)用.
二、 生態(tài)型污水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
生態(tài)型污水處理技術(shù)在污水農(nóng)業(yè)回用上已有一定的應(yīng)用歷史, 國(guó)外利用污水土地處理后直接灌溉農(nóng)業(yè); 近來(lái)利用生態(tài)工程原理發(fā)展起來(lái)的人工濕地技術(shù)對(duì)城市污水處理也呈現(xiàn)一定的發(fā)展趨勢(shì)。先進(jìn)國(guó)家如德國(guó)、美國(guó)利用自然的山地、河海岸興建了不少生活污水濕地處理系統(tǒng), 我國(guó)近年來(lái)也正對(duì)一些城市和生活居住區(qū)搞濕地生態(tài)處理系統(tǒng), 生態(tài)型污水處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)良好。
三、 生態(tài)型污水處理技術(shù)的特點(diǎn)
生態(tài)型污水處理技術(shù)用于污染治理已有悠久的歷史。但是,由現(xiàn)代處理技術(shù)和環(huán)境工程技術(shù)相結(jié)合的污水處理技術(shù),是20世紀(jì) 80年代才誕生于歐美地區(qū)。 污水處理技術(shù)是21世紀(jì)國(guó)際生物技術(shù)的一大熱點(diǎn)領(lǐng)域,它將在環(huán)境治理上發(fā)揮著重要的作用。生態(tài)型污水處理技術(shù)產(chǎn)生、發(fā)展及演變與一系列的環(huán)境污染問(wèn)題有著密切的聯(lián)系。 近年來(lái),隨著各種新科技的發(fā)展,污水處理技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。
生態(tài)型污水處理技術(shù)主要是指利用土地系統(tǒng)和自然型及人工型的有一定調(diào)節(jié)功形成一定植物、土壤、微生物、水復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)來(lái)有效地處置污水的技術(shù)。主要有土地滲濾處理系統(tǒng)、地表漫流處理系統(tǒng)、濕地處理系統(tǒng)等, 利用生物態(tài)勢(shì)使污水得到充分凈化, 并能將污水處理與環(huán)境生態(tài)有機(jī)結(jié)合起來(lái), 創(chuàng)建新的城市生態(tài)景觀。其主要優(yōu)點(diǎn)是利用生態(tài)技術(shù), 成本大幅降低, 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)較高。生態(tài)污水處理技術(shù)對(duì)污水必須經(jīng)一定的預(yù)處理,對(duì)污水特性、土地處理場(chǎng)地與土壤和載體特性、植物種類、氣候條件等均有較高要求。
比如環(huán)境生物技術(shù)就是其中的一種:生物與環(huán)境之間既有對(duì)立的一面,又有統(tǒng)一的一面,生物體靠體內(nèi)調(diào)節(jié)和變異來(lái)適應(yīng)環(huán)境變化,同時(shí)通過(guò)自身來(lái)影響和改變環(huán)境。 環(huán)境生物技術(shù)擁有許多其他方法不可比擬的優(yōu)勢(shì),如微生物對(duì)各類污染物均有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)性,并可將其作為代謝底物降解和轉(zhuǎn)化,具有效果好、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)。用生物方法處理污染物的最終產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害、穩(wěn)定的物質(zhì),如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄榈?通常可一步到位,避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移,因此它又是一種消除污染安全而徹底的手段。另外,生物處理技術(shù)的產(chǎn)物或副產(chǎn)品,大多可以較快生物降解的,并可作為資源加以利用,有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染減到最小程度。
四、 生態(tài)型污水處理技術(shù)的發(fā)展前景
現(xiàn)在很多城市都在大力開發(fā)旅游業(yè), 由于地方由于地處山地, 離交通主干網(wǎng)遠(yuǎn), 處于集鎮(zhèn)區(qū)外緣, 污水收集輸送困難。隨著產(chǎn)業(yè)推進(jìn), 污染問(wèn)題日益突出,并影響該地區(qū)的飲用水源、水庫(kù), 如就地采取生態(tài)濕地處理技術(shù), 也是一項(xiàng)十分有利的舉措。
現(xiàn)在一些城市在河道兩岸整治采取了傳統(tǒng)的駁岸、疏浚、建集污管渠的技術(shù)措施, 特別是中心城區(qū)采用的新型集污渠和河底硬化技術(shù)措施, 但工程的技術(shù)難度大, 投資上仍不很經(jīng)濟(jì), 如果對(duì)局部河道兩岸采用生態(tài)型人工濕地處理以生活污水為主的污染, 不但解決了污水收集難的問(wèn)題,又改善和創(chuàng)建河道兩岸的綠地及生態(tài)景觀,并能還河道本色。
在推進(jìn)農(nóng)村鄉(xiāng)村化規(guī)劃建設(shè)進(jìn)程中, 在城鎮(zhèn)集鎮(zhèn)區(qū)外的一些大的生活集居區(qū)由于污水收集難度大而造成的污染又嚴(yán)重影響河網(wǎng)水系??梢猿浞掷猛恋刭Y源和生態(tài)技術(shù), 興建一些小型的生態(tài)污水處理廠, 能綜合治理農(nóng)村水環(huán)境污染, 促進(jìn)農(nóng)業(yè)灌溉回用。
生態(tài)型污水處理技術(shù)與城市規(guī)劃的適度規(guī)模集中污水處理廠技術(shù)相結(jié)合, 作為后置保障工藝系統(tǒng)十分有利。發(fā)揮城鎮(zhèn)土地資源價(jià)值, 并且合理利用豐厚的灘涂土地資源。由于土壤的滲水、透氣性差, 不易直接搞大型的生態(tài)污水處理廠, 但可作為集中污水處理廠的后置工藝系統(tǒng), 確保并提高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 使之改善環(huán)境生態(tài)和污水資源利用。
結(jié)語(yǔ)
總之, 發(fā)展生態(tài)型污水處理技術(shù)前景可觀, 但又必須因地制宜, 充分考慮土地資源,土壤、氣候、作物與污水特性, 充分考慮綜合景觀的改善與工程布局, 使之穩(wěn)定、健康的發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:農(nóng)村生活污水;污水處理;人工濕地
中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)17-0091-03
1 廣東地區(qū)農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀
廣東地區(qū)農(nóng)村水環(huán)境污染,主要來(lái)自于廁所沖洗、洗滌、沐浴、廚房炊事等活動(dòng)產(chǎn)生的生活污水,具有處理率低、分散、面廣、濃度低、來(lái)源多等特點(diǎn)。而農(nóng)村生活污水中含有大量的有機(jī)物,如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質(zhì)等;也常含有病原菌、病毒和寄生蟲卵;無(wú)機(jī)鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等,其特點(diǎn)是氮、硫、磷含量高,在厭氧細(xì)菌作用下,易生惡臭物質(zhì)。據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料顯示,廣東地區(qū)農(nóng)村每天所產(chǎn)生的生活污水高達(dá)300萬(wàn)噸以上,而這些生活污水僅有很少部分得到集中處理,大部分生活污水并沒(méi)有經(jīng)過(guò)集中的排水渠道和污水處理系統(tǒng)有效處理。而未經(jīng)處理的生活污水,直接排放到地下水體或周邊河流、湖泊等,結(jié)果造成影響區(qū)域廣泛的水環(huán)境污染。水環(huán)境污染對(duì)廣東地區(qū)的農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,已造成了嚴(yán)重的威脅,農(nóng)村群眾的身體健康及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,都受到很大的限制和制約。基于上述情況,廣東地方政府在進(jìn)行新農(nóng)村建設(shè)、宜居生態(tài)村莊建設(shè)過(guò)程中,都必須注重農(nóng)村生活污水處理,并加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)層面特別是生物處理技術(shù)的探索,以提高新農(nóng)村建設(shè)、宜居村莊建設(shè)、生態(tài)村莊建設(shè)工作的層次和水平。
2 廣東地區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)探討
2.1 采用生活污水地下自動(dòng)連續(xù)處理技術(shù)
生活污水地下自動(dòng)連續(xù)處理技術(shù),是將每戶人家的生活污水就地進(jìn)行獨(dú)立處理的技術(shù),是針對(duì)每一家或者說(shuō)獨(dú)立用戶使用的。每一戶的生活污水直接排放到地下之后,通過(guò)地下裝置系統(tǒng),經(jīng)過(guò)分離、沉淀、微生物的吸收、降解、滲濾、水解、腐化等綜合作用,以達(dá)到去除污水中的病毒、細(xì)菌、磷、氮等,達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)之后,滲入到地下水循環(huán)系統(tǒng)之中。生活污水地下自動(dòng)連續(xù)處理技術(shù)較為適用于農(nóng)村居民居住分散的模式,該模式導(dǎo)致生活污水無(wú)法集中處理;或者由于居住區(qū)的人口較少,無(wú)法承擔(dān)建設(shè)污水處理廠的巨額費(fèi)用,而不得不采用生活污水地下自動(dòng)連續(xù)處理技術(shù)。該技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)就是能夠直接處理單獨(dú)住戶的生活污水,無(wú)能源消耗,較少的受到溫度、天氣的限制,在平原和山區(qū)均適用;另外,該技術(shù)具有不占用土地資源、建設(shè)快速、沒(méi)有運(yùn)行費(fèi)用等綜合優(yōu)點(diǎn),因而較為適合廣東一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的農(nóng)村地區(qū)。生活污水地下自動(dòng)連續(xù)處理技術(shù)的不足之處就是對(duì)地下水深度和地下土質(zhì)結(jié)構(gòu)具有較高的要求,因而在設(shè)計(jì)施工之前,要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地下土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘察與了解,如果達(dá)不到要求,則需要在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,追加一定的設(shè)施。使用生活污水地下自動(dòng)連續(xù)處理技術(shù)要求用戶定期對(duì)分離水解池中的污泥深度和水位進(jìn)行檢查,平均3~5年檢查、清理一次,并將分解池中的污泥清走。目前,這種技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展得較為成熟,例如美國(guó),有1/4的家庭使用這種技術(shù)系統(tǒng),每天大約有150億噸的生活污水經(jīng)過(guò)該技術(shù)處理后,進(jìn)入到地下水循環(huán)系統(tǒng)之中。
2.2 采用生活污水土地處理技術(shù)
生活污水土地處理技術(shù),是將污水有控制性地投入到具有良好的擴(kuò)散性能和一定的構(gòu)造結(jié)構(gòu)的土層之中,利用土壤的毛細(xì)管擴(kuò)散浸潤(rùn)原理,利用生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)方式,達(dá)到逐級(jí)降解污染物、凈化污水的效果。生活污水土地處理技術(shù),顧名思義,就是利用土地的自然凈化能力,將生活污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行分解與吸收,從而達(dá)到凈化污水的目的,某些有條件的地區(qū)利用生活污水土地處理技術(shù)能夠取得較好的效果。該技術(shù)具有基礎(chǔ)建設(shè)投資低、管理操作簡(jiǎn)捷、系統(tǒng)稀釋性好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)作費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)。因此,對(duì)于廣東一些土地資源較豐富的偏遠(yuǎn)地區(qū)而言,具有很強(qiáng)的適用性。另外,生活污水土地處理技術(shù)能夠利用污水中的水肥資源,使得污水處理與環(huán)境綠化相結(jié)合,達(dá)到改善和美化區(qū)域生態(tài)環(huán)境的目的。我國(guó)天津市某一科研單位與澳大利亞合作,在天津市武清縣建立占地面積為2hm2的試驗(yàn)區(qū)域,將經(jīng)初級(jí)處理后的生活污水進(jìn)行小麥的灌溉。研究結(jié)果表明,COD的去除率為75%~86%,BOD的去除率為93%,總氮的去除率達(dá)到了82%~86%,97%~99%的磷肥通過(guò)作物及土壤而被吸收利用。
2.3 采用人工濕地生活污水處理技術(shù)
人工濕地生活污水處理技術(shù),是一種基于客觀原理和科學(xué)技術(shù)的新方式,它模擬自然濕地的污水自動(dòng)凈化系統(tǒng)構(gòu)造而成。在建筑物附近,配置一定的坡地填充配料,如常見的沙子、碎石等,在填料的表層土壤中,種植一定的水生植物,該類植物由于具有成活率高、美觀、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、污水處理效果好等優(yōu)勢(shì),能夠自動(dòng)吸收污水中的有機(jī)成分,且具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。例如蘆葦,它既可以成為濕地中的重要污水處理生物,又能夠增加濕地的經(jīng)濟(jì)效益。因此,可以考慮將人工濕地處理技術(shù)作為廣東地區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的首選。
人工濕地處理技術(shù)主要是通過(guò)生態(tài)污水處理系統(tǒng)內(nèi)的水生植物和微生物的協(xié)調(diào)作用,從而實(shí)現(xiàn)污水中污染物的去除。污水中的不溶性有機(jī)物質(zhì)通過(guò)人工濕地的過(guò)濾、沉淀,可以實(shí)現(xiàn)快速的截留,從而被水生生物所分解與利用。另外,濕地的水生生物具有很強(qiáng)的溶解性,生活污水中的可溶性物資可以很快地被分解與吸收利用;廢水中的可溶性有機(jī)物質(zhì),能夠通過(guò)濕地環(huán)境下的水生植物的根系,來(lái)達(dá)到吸收、吸附和生物降解的效果。隨著污水處理過(guò)程的不斷進(jìn)行,濕地中的微生物也在不斷的生長(zhǎng)和繁殖,通過(guò)對(duì)于濕地床填料的不斷更換及對(duì)濕地植物的清理與重新打理,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)新生有機(jī)體的去除與清理。濕地處理技術(shù)下的出水效果較好,水質(zhì)較高,因而較為適合處理飲用水源;或者結(jié)合當(dāng)?shù)氐木坝^設(shè)計(jì)效果,種植一定的水生觀賞性植物,用于改善周邊的水質(zhì)狀況;此外,這種污水處理方式所采用的成本費(fèi)用并不高,因而較為適合大規(guī)模的、常規(guī)性的污水處理區(qū)域。但是,由于其占地面積比傳統(tǒng)工藝要大得多,并且,季節(jié)因素在很大程度上會(huì)限制濕地處理技術(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)。因而,在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用這種污水處理技術(shù)并不是太現(xiàn)實(shí),而廣東地區(qū)恰恰具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。
2.4 采用穩(wěn)定塘生活污水處理技術(shù)
廣東地區(qū)在進(jìn)行農(nóng)村生活污水處理中,可以采用穩(wěn)定塘技術(shù)。穩(wěn)定塘是一種經(jīng)過(guò)人工修整而形成的污水處理塘,它的主要設(shè)施包括防滲層、圍堤等,通過(guò)利用水生生物系統(tǒng),依靠水生生物的自然凈化功能,從而使得污水得到凈化處理。因而,穩(wěn)定塘技術(shù)是實(shí)施污水處理、實(shí)現(xiàn)污水資源化利用的好方式,它得到了國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛支持與推薦。
穩(wěn)定塘生活污水處理技術(shù)在處理生活污水方面,與常規(guī)的污水凈化處理技術(shù)相比,具有基礎(chǔ)建設(shè)投資小、維護(hù)管理方便、出水水質(zhì)穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),因而可以在有條件的地區(qū),因地制宜的采用。廣東地區(qū)在進(jìn)行生態(tài)村莊建設(shè)、宜居村莊建設(shè)的過(guò)程中,面臨生活污水的處理難題,結(jié)合廣東地區(qū)的水塘資源豐富的特點(diǎn),可以考慮選擇采用穩(wěn)定塘技術(shù),來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活污水處理的生物化和高效化。
但是,當(dāng)前,穩(wěn)定塘技術(shù)也存在著一定的不足之處,表現(xiàn)之一就是占地面積大、凈化效果很大程度上受到氣溫等自然因素的影響。
當(dāng)前,廣東已經(jīng)有部分地區(qū)采用穩(wěn)定塘技術(shù)來(lái)進(jìn)行農(nóng)村生活污水的凈化處理,例如,某地利用原有的面積不足0.22hm2的水塘,進(jìn)行生活污水的處理,解決了當(dāng)?shù)貛资畱羧思业纳钗鬯幚黼y題。穩(wěn)定塘采用圍隔布的方式進(jìn)行分割,從而將池塘劃分為幾個(gè)功能不同的區(qū)域,具體來(lái)講,有回用水區(qū)、水生生物凈化區(qū)域、填料的強(qiáng)化凈化區(qū)三個(gè)大的綜合區(qū)域,從而實(shí)現(xiàn)了通過(guò)梯級(jí)凈化,保證了出水的質(zhì)量能夠達(dá)到地表水的IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
2.5 采用生活污水凈化沼氣池技術(shù)
廣東地區(qū)在進(jìn)行農(nóng)村生活污水處理中,可以采用凈化沼氣池技術(shù)。生活污水凈化沼氣池技術(shù)是一種分散式的污水處理裝置。它主要采用好氧過(guò)濾與生物厭氧消耗相結(jié)合的技術(shù),集物理處理、化學(xué)處理、生物處理于一體,采用多層次凈化、多種好氧過(guò)濾技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中多種污染物去除的目標(biāo)。生活污水凈化沼氣池技術(shù)將生活污水處理與其自身的合理利用相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)了污水的可循環(huán)利用。生活污水中的大部分有機(jī)物經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵之后,可以產(chǎn)生出沼氣;并且,發(fā)酵之后的污水已經(jīng)去除了大部分的有機(jī)物質(zhì),從而達(dá)到了凈化的目的;厭氧發(fā)酵處理之后的污水在剔除了大部分的有機(jī)物質(zhì)之后,作為新型的水――中水,可以用作澆灌用水或者觀賞景觀用水;在厭氧發(fā)酵過(guò)程中,所產(chǎn)生的沼氣,可以用作家庭餐飲、烹飪能源。農(nóng)村中,有著大量的人畜糞便及農(nóng)作物秸稈,因而,可以就地取材,轉(zhuǎn)化用作沼氣發(fā)酵的原材料;通過(guò)厭氧發(fā)酵的沼氣材料可以直接轉(zhuǎn)化為活性肽養(yǎng)分,因?yàn)榘l(fā)酵之后的沼氣原材料中的鉀、磷、碳等植物生長(zhǎng)所需的化學(xué)成分并沒(méi)有流失,因而,可以直接作為農(nóng)用沼肥,取代部分的農(nóng)用化肥。
結(jié)合農(nóng)村已經(jīng)改變的豬圈、廁所、廚房等基本的生活環(huán)境布局,可以將生活污水與豬圈污水合并處理,經(jīng)過(guò)統(tǒng)一的沼氣處理技術(shù),進(jìn)行厭氧發(fā)酵過(guò)程,轉(zhuǎn)換為農(nóng)用化肥,沼液經(jīng)過(guò)管網(wǎng)收集之后,進(jìn)行集中凈化,其水質(zhì)能夠達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
生活污水凈化沼氣池技術(shù)成本低、工藝簡(jiǎn)單,平均每家農(nóng)戶只需兩千元錢,而交通運(yùn)輸費(fèi)基本為零,因而,較為適合農(nóng)民家庭采用。這種技術(shù)很適用于廣東地區(qū),因?yàn)樵摷夹g(shù)要求冬季水溫在5℃以上的地區(qū),否則當(dāng)冬季溫度過(guò)低時(shí),該技術(shù)的處理效果將大打折扣;而廣東地區(qū)處于我國(guó)南方,冬季氣溫普遍偏高,因而,可以將此技術(shù)進(jìn)行廣泛的推廣與應(yīng)用。如果偶爾冬季氣溫出現(xiàn)偏低的現(xiàn)象,則可以采用在沼氣池上建立日光溫室的方式,以使沼氣池內(nèi)的溫度能夠達(dá)到適應(yīng)的發(fā)酵溫度。另外,該技術(shù)主要適用于高濃度的生活污水處理,當(dāng)生活污水中有機(jī)物的濃度低于發(fā)酵的標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),就會(huì)導(dǎo)致沼氣池的產(chǎn)氣效率較低,從而影響到農(nóng)戶正常的生產(chǎn)生活。因此,就廣東地區(qū)而言,可以在居民生活較為集中的農(nóng)村地區(qū),推廣使用污水凈化沼氣池技術(shù)。
3 結(jié)語(yǔ)
總之,廣東地區(qū)農(nóng)村生活污水的處理是關(guān)系到該地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)、宜居村莊建設(shè)、生態(tài)村莊建設(shè)的重要任務(wù),它是改善廣東地區(qū)農(nóng)村居民生活水平、提高農(nóng)村居民身體健康水平的重要途徑之一,同時(shí)也是構(gòu)建和諧廣東的內(nèi)在需求,因此,必須加大研究力度。
參考文獻(xiàn)
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(一)城市污水處理工藝技術(shù)的種類
隨著城市化進(jìn)程的加快,應(yīng)用在污水處理中的工藝技術(shù)也在不斷演進(jìn),先后出現(xiàn)了很多種功能不同、效果迥異的污水處理工藝。按照微生物的生長(zhǎng)方式以及代謝過(guò)程,城市污水處理工藝如下所示:活性污泥法:AB法、SBR工藝法、氧化溝法、曝氣法、A/O法;污水生物膜法:生物過(guò)濾法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物接觸氧化池法、曝氣生物濾過(guò)法;厭氧生物處理法:厭氧消化池變形升流式工藝、厭氧污泥床、厭氧生物濾過(guò)法、厭氧流化床;生態(tài)處理法:穩(wěn)定塘技術(shù)、生態(tài)系統(tǒng)塘技術(shù)、土地處理法、人工濕地技術(shù)等;
(二)各種污水處理工藝在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國(guó)對(duì)城市污水處理重視度的不斷加深,污水處理工藝技術(shù)的研究也在積極開展,按照當(dāng)前城市污水處理工藝技術(shù)的種類,活性污泥處理法是城市污水處理中應(yīng)用較為多的一種,占到了全部污水處理工藝技術(shù)應(yīng)用的一半以上;而剩下的一部分污水處理工藝則劃分出了各種處理等級(jí),主要是一級(jí)污水處理工藝技術(shù)以及人工濕地處理工藝技術(shù)。這些污水處理工藝按照其存在的時(shí)間不同,其應(yīng)用的空間也有很大差異,我國(guó)早期的傳統(tǒng)活性污泥工藝是我國(guó)最先出現(xiàn)的污水處理工藝,并在全國(guó)建立了很多污水處理廠,對(duì)我國(guó)城市污水處理做出了重要貢獻(xiàn);AB工藝自身抗沖擊負(fù)荷能力非常強(qiáng),先后建立了兩個(gè)污水處理廠;A/O工藝有非常好的除磷脫氮效果;曝氣生物濾池工藝是新時(shí)期的一種污水處理工藝,其集約化效果好,被廣泛應(yīng)用;生物接觸氧化法容積負(fù)荷高是新型生物填埋技術(shù)的有效開發(fā)。
二、當(dāng)前城市污水處理工藝技術(shù)應(yīng)用介紹
(一)土地處理
土地處理是一種非常高效的節(jié)約能源的途徑,經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng),也符合西北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,其廢水處理的原理構(gòu)建出廢水處理系統(tǒng),通過(guò)這種廢水處理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)資源的有效利用。土地處理法主要包括了快速滲慮技術(shù)、人工濕地技術(shù)以及地下滲濾技術(shù),除磷效果非常好,負(fù)荷適應(yīng)性也較強(qiáng)。但是,鑒于西北地區(qū)土地面積較大,有很多的閑置土地以及荒地,為此,該方式非常適合在西北地區(qū)應(yīng)用。
(二)穩(wěn)定塘處理技術(shù)
穩(wěn)定塘比起傳統(tǒng)的生物處理方法有非常多的優(yōu)勢(shì),首先,這種方式產(chǎn)生的能耗少,并且基本建設(shè)用地少、建設(shè)成本低,運(yùn)行管理非常方便,可以在西北地區(qū)實(shí)施農(nóng)業(yè)灌溉中使用,也可以進(jìn)行綜合利用。穩(wěn)定塘的占地面積非常大,西北地區(qū)地域廣闊,應(yīng)用穩(wěn)定塘能夠滿足該地區(qū)的需求。從其發(fā)展以及應(yīng)用狀況來(lái)看,西北地區(qū)采用穩(wěn)定塘污水處理技術(shù)較為理想。
(三)活性污泥法
活性污泥法是我國(guó)一種傳統(tǒng)的污水處理法,其主要方式就是利用自然界的水資源對(duì)污水進(jìn)行自身凈化的過(guò)程,并在此過(guò)程中能夠進(jìn)行人工模擬。在應(yīng)用這種污水工藝處理技術(shù)以來(lái),因?yàn)槠湮鬯幚砟芰?qiáng)、凈化速度快,凈化出的水質(zhì)較好的被廣泛應(yīng)用到了城市污水處理中。其處理系統(tǒng)的主要組成有污水沉淀池、曝氣池、污泥回流系統(tǒng)、剩余污泥排放系統(tǒng)等。在整個(gè)系統(tǒng)中,廢水與活性污泥會(huì)混合到一起進(jìn)入到曝氣池中,由此形成了混合型的液體,使污水得以凈化。
(四)厭氧生物處理法
厭氧生物處理法能夠?qū)ξ勰嘀械挠袡C(jī)物進(jìn)行有效分解,在分解以后,能夠生成大量的甲烷、二氧化碳,這些氣體為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)提供了能源。因?yàn)槲勰嘀械挠袡C(jī)物非常多,為此,在污水處理中需要花費(fèi)非常多的時(shí)間,并且速度也較慢,污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的甲烷會(huì)對(duì)環(huán)境造成非常大的污染。在厭氧生物污水處理法不斷完善基礎(chǔ)上形成了很多新型的厭氧生物處理技術(shù),為污水處理提供了技術(shù)支持。
(五)生態(tài)處理法
生態(tài)處理法是一種水體凈化與土壤凈化法,其在工藝處理中應(yīng)用的工藝為穩(wěn)定塘,對(duì)土體進(jìn)行處理與凈化,還應(yīng)用了人工濕地技術(shù)。這種生態(tài)處理法優(yōu)勢(shì)是費(fèi)用較低、管理起來(lái)非常方便、在分解有機(jī)物過(guò)程時(shí)非常有效、對(duì)于氧磷營(yíng)養(yǎng)物來(lái)說(shuō)有非常強(qiáng)的處理效率,其處理效果明顯比二級(jí)處理水平高。西北地區(qū)建設(shè)污染少,生態(tài)環(huán)境較好,應(yīng)用這種生態(tài)處理法能夠充分利用當(dāng)?shù)氐娜斯竦刭Y源、土地資源以及各種自然能源,對(duì)于提高污水中有機(jī)物的分解效果有非常重要的意義。在未來(lái),這種生態(tài)處理法將成為一種主要的污水處理技術(shù),在提供生物利用率、節(jié)省資源、能源方面有重要作用,并且在未來(lái)幾年,這種生態(tài)處理法能夠結(jié)合各種優(yōu)勢(shì)技術(shù)得到推廣。
三、結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:人工濕地; 污水治理; 解決方案
隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速,城鎮(zhèn)的人口日益增多,城鎮(zhèn)生活污水也就越來(lái)越多,城鎮(zhèn)生活污水處理的難度不斷提高,污水處理所需的成本日益增多,因此,作為城鎮(zhèn)污水處理部門應(yīng)不斷創(chuàng)新污水處理,加強(qiáng)對(duì)污水的循環(huán)回收和充分利用。在丘陵地區(qū)的城鎮(zhèn)生活污水中,可以充分地應(yīng)用人工濕地治理污水技術(shù),為城鎮(zhèn)污水處理打開新的天地。
一、人工濕地污水處理系統(tǒng)概述
人工濕地污水處理是一種綠色環(huán)保,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,簡(jiǎn)單方便, 效果良好的新型污水處理技術(shù)。人工濕地污水處理系統(tǒng)主要是模擬自然濕地中生物作用、物理作用和化學(xué)作用的相互協(xié)作,以達(dá)到凈化污水的目的。這種人工濕地是指:在一個(gè)洼地中,設(shè)計(jì)合適的長(zhǎng)度和寬度以及地面的坡度,將土壤和填料按照一定的比例、坡度組成,將一些植物如茳芏、蘆葦種植在濕地的表面。這些種植的植物必須具有的特點(diǎn)包括:易成活、生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)、抗水性能較好、外形美觀和具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值等。這些種植的植物與濕地中的動(dòng)物、微生物和其它植物等,構(gòu)建成一個(gè)獨(dú)具濕地特色的動(dòng)植物生存的環(huán)境系統(tǒng)。當(dāng)污水從濕地表面和下面的填料縫隙中流過(guò)時(shí),通過(guò)濕地表面和填充料過(guò)濾作用、沉淀作用、吸附作用、離子交換作用、植物吸收作用和微生物分解作用等,達(dá)到高效凈化處理污水的目的。
二、人工濕地在城鎮(zhèn)污水處理中的工藝設(shè)計(jì)的探討
人工濕地污水處理工藝設(shè)計(jì)處于初步發(fā)展階段。影響人工濕地設(shè)計(jì)的因素非常多,如濕地床的結(jié)構(gòu)、工藝流程、布置方式、進(jìn)(出)水系統(tǒng)類型和濕地植物等。下面以丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理中人工濕地的工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題,與大家進(jìn)行探討。
一是合理設(shè)計(jì)濕地床的深度。進(jìn)行濕地床深度的設(shè)計(jì)時(shí),必須充分考慮丘陵地區(qū)的地形特點(diǎn),分析污水的水質(zhì)狀況,對(duì)所種植的植物類型及根系狀況進(jìn)行研究。 在植物根系中,必須確保絕大多數(shù)污水具有足夠的流動(dòng)性。同時(shí),在濕地床中,還應(yīng)具備一定的好氧條件。綜合分析以上因素進(jìn)行確定。
二是選擇好濕地植物種植的物種。在丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理的濕地系統(tǒng)中,如何選擇種植的植物物種,應(yīng)重點(diǎn)考慮植物的耐污能力強(qiáng)弱、成活率高低、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)短,分析所選擇種植的植物根系是否發(fā)達(dá)、是否美觀又是否有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值等。通過(guò)對(duì)上述各種因素的分析,最后確定栽種的濕地植物。從現(xiàn)在的人工濕地的污水處理系統(tǒng)來(lái)看,在丘陵地區(qū)一般以栽種蘆葦為宜,構(gòu)建成蘆葦濕地污水處理系統(tǒng)。我們知道,蘆葦具有根系發(fā)達(dá)的優(yōu)勢(shì), 它的根系范圍廣而深,其根系一般可以延長(zhǎng)到地下0.6米、 0.7米左右,在它的周圍所擁有活性物質(zhì)非常豐富,加上蘆葦?shù)妮斞跣阅軆?yōu)良,蘆葦是城鎮(zhèn)人工濕地污水處理系統(tǒng)中最常見的植物,也是丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理中濕地栽種植物的首要選擇。
三是在城鎮(zhèn)污水處理中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際確定好濕地床的底坡、長(zhǎng)寬尺度。其中,濕地床的填充料決定濕地床的底坡,通常按照2%―8%的比例來(lái)建造其底坡。污水處理程度和水力作用時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)決定濕地床的長(zhǎng)度,水力停留通??刂圃?0米―50米之間。濕地床的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)過(guò)長(zhǎng), 非常容易使?jié)竦卮仓行纬呻y以進(jìn)行水位調(diào)節(jié)的死區(qū),對(duì)植物的栽培十分不利。在丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)生活污水處理中,通常采用潛流濕地,其濕地床的長(zhǎng)度與寬度的比值一般是小于或等于3: 1 , 這樣才能確保濕地床中的水流能夠保持一定的流動(dòng)性,以推移的方式進(jìn)行流動(dòng)。
四是搞好雜草的控制。采取濕地處理后的出水或污水淹沒(méi)是最成功的雜草控制法。在實(shí)際中,建議濕地床先用除草劑處理, 然后再用淹沒(méi)法除去死掉的雜草。
五是設(shè)計(jì)好進(jìn)水和出水管線。濕地床的進(jìn)水系統(tǒng)應(yīng)保證配水的均勻性, 一般采用多孔管和三角堰等配水裝置。出水系統(tǒng)一般根據(jù)對(duì)床中水位調(diào)節(jié)器的要求,設(shè)置在出水區(qū)末端的礫石填料層底部。
三、人工濕地治理污水在我國(guó)應(yīng)用
在我國(guó)的丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)生活污水中,人工濕地的污水處治理技術(shù)得到了比較成本的應(yīng)用。如屬于丘陵地區(qū)的某污水處理廠的工藝流程為:原污水通過(guò)格柵, 通過(guò)集水井、沉淀池, 進(jìn)入一級(jí)碎石床后, 再進(jìn)入二級(jí)的碎石床, 從二級(jí)碎石床流出處理水, 排入天然河道。在一級(jí)碎石床栽植蘆葦, 在二級(jí)碎石床栽植香蒲。人工濕地污水處理技術(shù)的應(yīng)用, 有效地改善了該城鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境, 提高了居民的生活質(zhì)量。
總之,人工濕地治理技術(shù)是丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)生活污水處理的重要方法。人工濕地治理技術(shù)在丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)生活污水處理中得到了較成功的應(yīng)用。我們應(yīng)當(dāng)高度重視丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)生活污水人工濕地治理技術(shù)的探討和應(yīng)用,不斷創(chuàng)新人工濕地治理污水的方法,提高丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)生活污水的治理水平,為丘陵地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)創(chuàng)建環(huán)保、和諧、可持續(xù)發(fā)展的宜居家園。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:農(nóng)村生活污水,環(huán)境污染,處理技術(shù),方法與模式
中圖分類號(hào): TV664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言:隨著我國(guó)工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,人口的增長(zhǎng),環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,,由于我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后,相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱,導(dǎo)致農(nóng)村地區(qū)生活污水隨意排放,污染嚴(yán)重,農(nóng)村生態(tài)環(huán)境問(wèn)題口益突出。為了從根本上保護(hù)生態(tài)環(huán)境,提高農(nóng)村地區(qū)生活水平,我們必須加強(qiáng)農(nóng)村生活污水處理,實(shí)現(xiàn)污水的凈化與循環(huán)利用。污水處理包括生活污水的收集、處理,這不僅是現(xiàn)代新農(nóng)村建設(shè)的需要,也是避免水土、土壤和農(nóng)產(chǎn)品受到污染的根本途徑,是促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的重要手段。
1、我國(guó)農(nóng)村污水處理的模式
1.1 集中處理模式
農(nóng)村地區(qū)農(nóng)戶村民居住的地方比較集中,地勢(shì)也高低不同,但可以利用這一優(yōu)勢(shì),將各戶產(chǎn)生的生活污水經(jīng)隔柵井收集匯流,再集中進(jìn)行處理。集中式污水處理模式有生物處理技術(shù)和生態(tài)處理技術(shù),生物處理技術(shù)主要有生物接觸氧化法、生物濾池、SB R工藝等,這些技術(shù)處理系統(tǒng)凈化效果好、占地面積較小、生態(tài)環(huán)境效益顯著,但投資和運(yùn)行費(fèi)用較高、維護(hù)管理需專業(yè)。生態(tài)處理技術(shù)可對(duì)農(nóng)村地區(qū)的廢棄池塘、洼地充分利用,采用生態(tài)塘處理系統(tǒng)和濕地處理系統(tǒng),以減少資金投入,同時(shí),還控制土地面積的占用。
1.2分散處理模式
在一些農(nóng)村地區(qū),需采用分散式的處理模式。農(nóng)戶基本是單獨(dú)的住戶和獨(dú)立的社區(qū),應(yīng)分別進(jìn)行污水收集、處理、排放。這些分散居住的農(nóng)村地區(qū),使用先進(jìn)、集中的污水處理技術(shù)明顯不現(xiàn)實(shí),加上農(nóng)村地區(qū)的技術(shù)人員缺乏,因此,要因地制宜的采取方便管理、成本低廉、技術(shù)簡(jiǎn)單的污水處理方式。對(duì)于住戶分散,較難通過(guò)管網(wǎng)收集自流污水的村莊,有單戶或幾戶就地處理模式:“三級(jí)化糞池+小型人工濕地”、“沼氣凈化池” 等。
1.3關(guān)于污水處理的思考
我國(guó)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)落后,人才缺失,在考慮污水處理時(shí),要結(jié)合農(nóng)村實(shí)際,科學(xué)合理地利用農(nóng)村地區(qū)的天然凈化能力,輔助使用現(xiàn)代化的污水處理技術(shù),這樣才能高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)污水處理。加強(qiáng)濕地污水處理技術(shù)的推廣,利用農(nóng)村地區(qū)的自凈能力,開展清淤清潔的生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。如果一些農(nóng)村的化糞池設(shè)施建設(shè)完善,則應(yīng)該增加污水凈化設(shè)施,并有針對(duì)性的采取集中或分散處理。污水處理的高效,不僅需要完善的技術(shù)設(shè)施做支持,還應(yīng)有嚴(yán)格、具體的管理規(guī)范,上下級(jí)部門要加強(qiáng)溝通,了解污水處理的真實(shí)情況,并制定有效處理措施。農(nóng)村生活污水處理不當(dāng)?shù)脑?,主要是資金不足,因此,要廣開渠道,增加資金投入,以及政府部門需建立專項(xiàng)資金,集中建立完善的污水處理設(shè)施。
2、農(nóng)村生活污水處理技術(shù)
2.1 生態(tài)處理技術(shù)
生活污水的處理,是基礎(chǔ)保護(hù)生態(tài)環(huán)境,減少資源浪費(fèi)而采用科技手段進(jìn)行的控制污染的措施。我們通過(guò)污水處理,將有用的水資源應(yīng)用到土地中,利用土壤!植物!微生物復(fù)合系統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物學(xué)和生物化學(xué)特征,對(duì)污水中的水、肥資源加以回收利用,降低污水中的污染物,預(yù)防水土、土壤的污染。現(xiàn)代污水處理技術(shù)以土地為基礎(chǔ),以土壤介質(zhì)的凈化作用為核心,在污水處理中,重視污染成分的分離,關(guān)注植物、微生物共存體系與處理環(huán)境或介質(zhì)的相互關(guān)系,從生態(tài)的角度去考慮污水處理。
2.1.1慢速滲濾生態(tài)處理系統(tǒng)
這種技術(shù)是將污水分配到種植農(nóng)作物的土壤中,讓污水流過(guò)土壤,而植物系統(tǒng)的垂直滲濾就能達(dá)到凈化污水的作用,那些有用的成份還能被用作肥料,促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。在污水處理時(shí),所分配出去的污水一部分被修復(fù)植物吸收,還有的在滲入底土?xí)r,其中污染物被土壤介質(zhì)截獲,或者被植物吸收、固定,或被土壤中的微生物轉(zhuǎn)化、降解,最后污染物成為無(wú)毒成份。
2.1.2快速滲濾生態(tài)處理系統(tǒng)
與上述污水處理方式相似,將污水分配到具有良好滲濾性能的土壤表面,污水經(jīng)土壤表面向土壤底部流動(dòng),逐漸被土壤中的生物氧化、硝化、反硝化、過(guò)濾、沉淀、氧化和還原,最后,實(shí)現(xiàn)凈化污水污染物的目的。這種污水處理方法已經(jīng)成為生活污水處理的主要方式,不僅被用于大城市,一些中小城市、城鎮(zhèn)、農(nóng)村也得到廣泛使用,尤其是農(nóng)村地區(qū),利用農(nóng)村地區(qū)資源豐富的優(yōu)勢(shì),達(dá)到生物污水處理的目的。
2.1.3人工濕地處理系統(tǒng)
人工濕地是對(duì)自然濕地的模擬,主要利用自然生態(tài)系統(tǒng)中植物、基質(zhì)和微生物三者的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的凈化。我們利用土壤和按一定級(jí)別充填的填料組成人工濕地,并在濕地表面組建一個(gè)植物生長(zhǎng)的自然生態(tài)系統(tǒng),人工濕地雖然要占用大量土地面積,但工藝簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便、運(yùn)行費(fèi)用低,生態(tài)環(huán)境效益顯著,因此,很適合遠(yuǎn)離城市,地勢(shì)空曠的農(nóng)村地區(qū),也由于其投入資金少,不需要高級(jí)管理人才和技術(shù)人才,可被農(nóng)村地區(qū)廣泛應(yīng)用。
2.1.4穩(wěn)定塘系統(tǒng)
在農(nóng)村污水處理中穩(wěn)定塘是一種高效的處理系統(tǒng),它是一種利用天然凈化能力的生物處理構(gòu)筑物的總稱,主要通過(guò)微生物降解、有機(jī)物吸附、有機(jī)顆粒的沉降和截濾作用去除,對(duì)
BOD5的去除率通常較高。穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)具有基建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、維護(hù)和維修簡(jiǎn)單、便于操作、能有效去除污水中的有機(jī)物和病原體等優(yōu)點(diǎn),在我國(guó),特別是在缺水干旱的地區(qū),是實(shí)施污水資源化利用的有效方法,所以穩(wěn)定塘處理污水近年來(lái)成為我國(guó)著力推廣的一項(xiàng)新技術(shù)。
2.2阿科蔓生態(tài)基處理技術(shù)
該技術(shù)與生態(tài)處理技術(shù)完全不同,但卻有著相同的目的。該技術(shù)是將具備高生物附著表面積、適宜的孔結(jié)構(gòu),仿生水草形態(tài)設(shè)計(jì)、純惰性的食品材料應(yīng)用于污水處理中。通過(guò)這種材料,可以有效去除污水中的有機(jī)物,大量微生物附著在阿科蔓生態(tài)基表面,然后,將營(yíng)養(yǎng)有機(jī)物進(jìn)行生物氧化,最后,將有害物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)化,從而去除水體中的有機(jī)物。根據(jù)阿科蔓生態(tài)基處理原理,對(duì)城鎮(zhèn)生活污水有積極作用,加上其在微生物附著材料上的創(chuàng)新,值得廣泛推廣。這是一種新型的污水處理辦法,只要合理調(diào)整好生態(tài)基的分布密度,挑選、培養(yǎng)好處理微生物,就能在污水處理中達(dá)到較好的效果。阿科蔓技術(shù)之所以能在農(nóng)村生活污水處理中得到廣泛應(yīng)用,還在于該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)地處理,設(shè)備用量少,成本低,應(yīng)用自然化的處理模式,減少了管理環(huán)節(jié),同時(shí),還能利用當(dāng)?shù)剌^少的用地,就能對(duì)農(nóng)村地區(qū)各種污水及降雨引起的面源污染進(jìn)行生態(tài)性處理。
結(jié)束語(yǔ)
農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染的問(wèn)題日益嚴(yán)重,究其原因,主要是農(nóng)村生活污水處理不當(dāng),導(dǎo)致水體、土壤等各領(lǐng)域的污染。為了建設(shè)新農(nóng)村,控制環(huán)境污染,必須加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)的污水處理。由于農(nóng)村地區(qū)各有特點(diǎn),應(yīng)因地制宜地選擇污水處理模式。近年來(lái),我國(guó)已經(jīng)發(fā)展了諸多適合農(nóng)村的污水處理方法,但還存在不少問(wèn)題,仍然需要我們?cè)诠芾眢w制上不斷完善,以及在處理技術(shù)上積極借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù),發(fā)展適合自己的處理方法??傊?,在處理農(nóng)村污水的問(wèn)題上,依然是任重而道遠(yuǎn)。
參考文獻(xiàn):
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