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农村生活污水处理技术:关于人工湿地的一些总结和思考

http://www.water.hc360.com2016年12月08日09:19 来源:污水处理厂T|T

    慧聪水工业网 运用人工湿地污水处理可追溯到1903年,健在英国约克郡Earby的这个被认作世界上第一处用于污水处理的人工湿地连续运行知道1992年,而人工湿地污水处理工艺在世界各地受到重视并被运用,还是在上世界七十年代德国学者Kickhuh提出根区法(TheRoot-Zone-Method)理论之后开始的。第一个完整的人工湿地试验始于1974年,是在德国的Othfrensen进行的。

    而我国是在“七五”期间开始人工湿地的研究,首例采用人工湿地处理污水的研究工作始于1988~1990年在北京昌平进行的自由水面流人工湿地。

    我国的人工湿地经历了由引入到发展的过程。其建设的工艺和方法随着研究成果的不断推出而变得丰富,人工湿地的处理效能也得到不断的完善和提高。除了在理论研究上取得了较多的成果外,作为工程应用建设的人工湿地也得到了进一步的推广和发展,一些实用工程的建设和运行,为人工湿地的发展提供了经验性的参考。

    但是,由于目前我国的人工湿地建设最大的问题还是在于经验不足,缺乏长期运行系统的详细资料,我国人工湿地建设和应用的步伐相对缓慢,这与人工湿地的本身特性是分不开的,但也与我国目前人工湿地建设和管理的体制有较大关系。

    鉴于此,进行一些总结。

    人工湿地是一种有效的、好的方法。仅就生活污水而言人工湿地是最合理最经济的水处理方法。也是对五千年来人们处理生活污水方法的一种延续和提升。

    但是任何事情都不是绝对的和一劳永逸的。好东西要设计好、建设好、管理好,最关键的是要用对地方,也就是使用条件,否则也枉然或成负担。

    人工湿地不能不管什么污水、不管多少污染物统统都投入其中——要记清楚人工湿地不是污水坑。现在的人工湿地还需要科学的指导,还要不断的财力投入——妄想建成后一劳永逸是不现实的。政府有责任和能力在人工湿地的管理中起到决定性的作用。

    从地域上看,在我国,南北跨越比较大,人工湿地的运行状况跟地域关系非常大。北方到冬天,人工湿地过冬非常困难,人工湿地一旦过不了冬,大量植物有机物在湿地腐败,很容易造成二次污染。而且二次污染的程度非常严重,基本上是不可恢复的,除非将人工湿地重新拿翻填。据初步估算,1kgBOD在植物的光合作用下,至少可以合成30kg总碳(有机物),在将植被收割清理后,水中的有机物才算是得到有效去除,但是一旦人工湿地生产出来的植被得不了有效收割和处理,其污染能力是巨大的。人工湿地不是低成本的处理工艺,在人力成本日益增长和土地资源日益紧张的今天,人工湿地已失去其优势了。之所以天然的湿地能够净化水体是在非常庞大的生态体系及生物链中完成的,天然湿地庞大完整的生态体系及生物链不是可以简简单单一个纯人工湿地就能模仿建成的,只有依附于原有保留的天然湿地,人工进行保护与扩大形成的半人工半天然湿地才真正具有污染处理优势。

    由此可以看出,人工湿地适合于无霜期长、植物生长期长的小规模污水的处理,进入湿地前,根据不同的水质设置预处理,餐厨废水需要隔油,悬浮物高的需要沉淀,并不是生活污水直接往人工湿地里面丢。人工湿地的几种类型可以与生物塘等配合使用。

    人工湿地的设计有环保部刚出的规范《人工湿地污水处理工程技术规范》HJ2005-2010,里面有进水水质要求、预处理要求。建设部2011年出台的《小城镇污水处理建设标准》中鼓励日排放量小于3000方的生活污水采用生物塘和人工湿地等自然处理工艺,并提出出水排放标准是《城镇污水处理厂排放标准》GB18918中的二级和三级标准(3000方以下是三级标准),这是适合小城镇实际情况的,自然处理法的优点就是投资低、运行费用低、管理方便,并且景观效果好。若采用以机械设备为主导的处理工艺,这些小污水厂的运行成本一般都在0.8元/m3以上,是小城镇承受不起的,建成后其命运就是晒太阳。

    和其它污水处理设施一样,人工湿地建成后的管理是很重要的,日常管理包括植物补栽、固废清理、植物收割与处置、水位控制、填料更换等。

    在国外,日本多用表流湿地处理河水、湖水等污染水体,这样的案例有上千处,在欧美,分散型的小镇和居民区用潜流湿地来处理生活污水,这样的案例更多,效果是得到肯定的

    在我们国家,人工湿地研究和设计还不到20年的时间,日渐成熟,但还有很长的探索和改进空间,结合实际做人工湿地的研究、因地制宜的开展应用是非常有意义的,不能一棍子打死。

    那么,现在人工湿地都存在些什么问题呢?

    首先,一个成功的人工湿地,对其的管理应该是方便的,人工湿地种植了很多固氮固磷的植物,草本植物的清理就是管理方向的重点,植物在生长过程中吸收富营养化污染物作为养分,在其整个生命周期是营养的生产者,吸收太阳能,通过光合作用制造营养,例如芦苇,这玩意儿到秋天就诗情画意的枯萎了……如果不清理出来,那么,湿地水体营养化反而加剧,前期的污染物分解吸收工作白做;但如果清理,那么相应的人工组织、收割后的植物处理堆肥等,由谁来组织?谁来管理?经费谁提供?另一方面,中国现阶段采用人工湿地进行污水处理的地区污水进水基本上都是未经处理的原水(有的先经过一次简单的一级处理),但是湿地一般只能用于处理经二级处理后的出水。因此可以想象得到,在湿地建成初期对污水的处理效果相当好,但是几年后人工湿地污染吸收到达一个饱和点时,不仅随新进入的污水不能得到有效的处理分解,大量枯萎的植物腐烂发臭,成为内部新增污染物,这时的人工湿地基本上就沦为一个摆设品,而吸附湿地里面的污染物将很有可能成为二次污染源,并招蚊惹蝇,对环境产生恶劣的影响,威胁周围居民的生活工作安全卫生。

    其次,人工湿地最大的问题,防渗,目前很多的人工湿地,往地下水渗漏的不在少数。地下水系的污染是非常可怕的,其后果的严重性是不可估计的,毕竟地表下地层复杂,地下水流动极其缓慢,因此,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染,即使彻底消除其污染源,也需要十几年,甚至几十年才能使水质复原。至于要进行人工的地下含水层的更新,问题就更复杂了。有些地区人工湿地的周边,地下水污染严重,以至于用地下水喂猪都成问题……

    再次,撇开农村这个特定环境,人工湿地在处理功能程度上还是值得借鉴的。但基本上人工湿地都修在乡下,而大部分的处理工艺哪一个不需要专人或者兼职管理?因为在农村,乡镇一级的政府在环境综合治理方面大多缺乏有效的措施,基本上没什么真正专业的管理人员;因为在农村,污水收集系统不够完善导致人工湿地的进水条件无法稳定;因为在农村,对各地的实际情况研究不全,技术资料不充分,对植物的选用、参数选择上都存在跟风现象。这些最后导致了大多数人工湿地最后都逃不了衰草连天的结局……当然这些跟政府部门的分工管理也有很大关系,但可以看出的是,要使人工湿地成为生活污水处理工艺中的成熟使用工艺还需要考虑多方面问题。

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