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關鍵詞:河道污染;生物治理;河岸治理;河道修復;水質
1 河道污染治理的現狀
據2015年統計,我國部分城市河段污染較重,全國十大水系水質一半被污染,31個大型淡水湖泊17個污染,9個重要海灣水質均差,黃淮海流域70%以上河段受到污染。因此,河道治理乃至水環境治理在當今的環保產業中占據十分重要的地位。
河道污染的治理方法主要有物理方法、化學方法及生物方法等,而生物方法相對具備投資較低、環境影響小、二次污染威脅小、長期效果質量高等特點,是一種未來應用更為廣泛的健康治理方法,本文主要針對河道污染的生物治理提出一些可行性建議。
2 河岸治理
2.1 生態護坡
平原河道護坡應盡量減少混凝土用量,優先采取自然的土質岸坡、自然緩坡、植樹、植草、干砌塊石等各種淺護坦為水生植物生長、繁育及兩棲動物棲息繁衍活動創造條件。土堤可采用植?、种产L蛻物袋等工程措施,以利于保護河道和生態環境的改善;為便于河道管理,防止河岸邊坡耕作,可設置防護帶,以確保堤防安全。
2.2 建設下凹綠地
發揮綠地截留降雨徑流污染物的能力,將傳統的綠地改造成下凹式綠地,內部采用人工土構建快速滲濾系統,充分發揮植被和土壤對城市降雨徑流污染物的截留作用。
2.3 植被淺溝
植被淺溝是指在地表溝渠中種有植被的一種工程性措施,一般通過重力流收集處理徑流雨水。當雨水流經淺溝時,在沉淀、過濾、滲透、吸收及生物降解等共同作用下,徑流中的污染物被去除,達到雨水徑流的收集利用和徑流污染控制的目的。
3 河道修復技術
3.1 活性污泥法
活性污泥法處理污水,是利用活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用,去除廢水中有機污染物的一種廢水處理方法。它本質上與自然界水體自凈過程相似,只是經過人工強化,污水凈化的效果更好。故此法具有一定的局限性,需要廢水中含有足夠的可溶性易降解有機物;混合液含有足夠的溶解氧;活性污泥在池內呈懸浮狀態;活性污泥連續回流、及時排除剩余污泥,使混合液保持一定濃度的活性污泥;無有毒有害的物質流入。
3.2 生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝,其特點是在池內設置填料,池底曝氣對污水進行充氧,并使池體內污水處于流動狀態,以保證污水與污水中的填料充分接觸,避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。
生物接觸氧化法是以附著在載體(俗稱填料)上的生物膜為主,凈化有機廢水的一種高效水處理工藝。具有活性污泥法特點的生物膜法,兼有活性污泥法和生物膜法的優點。在可生化條件下,不論應用于工業廢水還是養殖污水、生活污水的處理,都取得了良好的經濟效益。該工藝因具有高效節能、占地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等特點而被廣泛應用于各行各業的污水處理系統。
生物處理是經過物化處理后的環節,也是整個循環流程中的重要環節,在這里將去除氨氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氫等有害物質,對以后流程中水質的進一步處理將起到關鍵作用。如果能配合JBM新型組合式生物填料使用,可加速生物分解過程,具有運行管理簡便、投資省、處理效果高、最大限度地減少占地等優點。
3.3 膜生物反應器
膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor,MBR)為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理系統。以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池,在生物反應器中保持高活性污泥濃度,提高生物處理有機負荷,從而減少污水處理設施占地面積,并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。主要利用膜分離設備截留水中的活性污泥與大分子有機物。膜生物反應器因其有效的截留作用,可保留世代周期較長的微生物,可深度凈化污水,同時硝化菌在系統內能充分繁殖,其硝化效果明顯,對深度除磷脫氮提供可能。
【關鍵詞】:水質現狀;惡化原因;治理對策
【引言】:水環境是大地的管脈系統,河流水質是環境要素中最重要的要素之一,現階段,我國農村經濟雖然有了極大的發展,污水處理設施建設滯后,使得農村生活污水、農業污水和微小污染所產生的污水排放隨意性較大,農村水環境污染導致縣域水環境污染日漸嚴峻。法庫縣內大小河流共70條,河流面積約10平方公里以上的69條,長573.2公里,其中較大河流有秀水河、拉馬河、王河三條。
1水質趨于惡化主要原因:
1.1法庫縣是農業大縣畜牧業發達。由于三條河流流域周邊20余家規模化養殖場畜禽糞便處理設施或陳舊老化或技術落后導致處理能力不足,導致雨季來臨雨量大時,院內道路上的糞便部分隨雨水流進河流,形成污染。導致流域水質發生變化。依據《畜禽養殖污染防治管理辦法》,在常年存欄量500頭的豬、3萬羽的雞、100頭的牛規模以下的小型養殖或放養養殖不在環保部門管理范圍之內。小型養殖戶數量總和大大超過規模化養殖場,其普遍存在環保意識不強,畜禽糞便、尿液隨意堆放,且傾倒去向不明,并且排放的污染物大部分未經治理或未徹底、有效治理。
1.2農村田地大量施用化肥、農藥。氮、磷、鉀肥是法庫農民普便使用的化肥,作為傳統農業縣,化肥、農業施用量長期居高不下。近20年來,我國化肥的使用量已經超過世界平均使用量1倍多。[2]使用過量同時,利用率卻不高。目前我國的化肥利用率不及西方發達國家的50%,平均只有30%-50%,剩余的50%-70%通過各種途徑流失。[1]農藥污染指農藥或其有害代謝物、降解物對環境和生物產生的污染。農藥實際有效利用率低,農藥產生作用時只有10%-20%附著在農作物上,而80%-90%則流失在土壤、水體和空氣中,在灌溉和降雨的作用下污染地表水及地下水。[2]多余的化肥、農藥成分可通過各種渠道進入溪渠河流,造成水體富營養化,從而造成廣泛的縣域內河流面源污染。
1.3農村村民生活污染物排放造成污染。近年來,農村人口相對集中的小城鎮、行政村的生活污水、垃圾排放量不容小覷,污染物的來源、類型也不斷增多,包括人的糞便、生活垃圾、清潔污水、餐飲污水等,鎮村生活污水收集和處理率較低,農村幾乎少有接入排污管網和入河前的處理,河道成為了藏污納垢之地。[3]全縣鄉(鎮)村生活污水收集和處理設施及管網建設嚴重滯后,普遍缺失污水處理設施,即使有幸存在污水處理設施,但受缺乏運行資金、難以配套匯水管網,生活污水依然得不到有效收集,農村多數地區生活污水基本上沒有采取任何控制措施就直接排入周圍水體,給處理治理帶來極大困難,對周邊河流造成了污染。
2治理對策
2.1加強農村產業發展規劃,加快水污染處理設施建設,提倡農村社區污水的處理和資源化利用
我縣各鄉鎮要繼續完善廢水排放和污水處理系統的建設,以政府投資為主,籌集民間資金為輔,積極鼓勵鄉鎮民營企業大幅增加環保投入標準。要根據“污者付費原則”,通過合理的價格體系征收生活污水處理費,多渠道加大環保投入。要逐漸取代農村無償用水狀況,在經濟上激勵鄉鎮節約用水,減輕用水壓力和水環境污染狀況。同時加大農村社區污水綜合利用和資源化程度,建設“污水凈化與資源化生態工程系統”,將污水處理生態工程與農業生產相結合,既降低污水處理費用,又增強土壤肥力,形成一種適合農村社區污水處理的技術。
2.2著力實施畜禽養殖污染治理工程。
2.2.1嚴把源頭關。對于新建、改建、擴建畜禽養殖場必須嚴格執行環境影響評價和環?!叭瑫r”制度。已建養殖場未經環保審批的要求限期補辦手續,未建污染物治理和綜合利用設施的要求限期建設,所有養殖場污染治理設施必須穩定運行,不符合要求的由縣政府依法予以關閉。
2.2.2從嚴落實禁養區規劃要求。嚴格禁止在已劃定的畜禽養殖場禁養區內建設畜禽養殖場。對于因歷史因素早于禁養區劃定前投產的畜禽養殖場和小型養殖戶給于土地、資金政策支持予以搬遷。
2.2.3全面整治禁養區外規模化畜禽養殖場及小型散養戶。嚴禁養殖場將畜禽糞便、尿液、廢水直接或不達標排放,嚴禁私設暗排管,對其污染區域進行清理;嚴禁利用雨水溝混排污水。對于散養戶要因地制宜,加快推廣沼氣池建設,鼓勵散養戶種養結合,實行相對集中飼養,污染集中處理,沼氣用于農戶照明和生活燃料,沼液和沼渣還田用于農戶種植。由縣農經、畜牧、環保等部門協同組織治理畜禽養殖業污染,推進農藥和化肥的合理使用,減少農業面源污染。
2.3著力實施城鎮環保基礎設施建設工程。
2.3.1城鄉生活污水處理工程。
加強對已建成的法庫縣污水處理廠、遼河經濟區污水處理廠監管,采取定期檢查與抽查相結合,確保污水處理設施保持正常運行;確保污水管網覆蓋區域內的污水全部納入污水處理廠進行處理,生活污水處理率達到95%以上,確保穩定運行和達標排放
各行政村因陋就簡,采取修建溝渠、路邊溝、簡易匯水管網等措施,將污水匯集一起,用接觸氧化、氧化溝、生物塘、人工濕地等方法進行處理;不具備污水處理設施建設條件的,采用農村戶用沼獬?、户記]糞池等分散處理方式處理生活污水,實現廢物綜合利用。
2.3.2生活垃圾無害化處理工程。
加快推進生活垃圾填埋場和垃圾中轉站建設,按照“就地分揀、綜合利用”的原則,逐步推行農村生活垃圾的減量化、資源化,將有機垃圾與糞便處理有機結合,綜合利用。由縣住建部門加強基礎設施建設,加快推進垃圾無害化處理場和垃圾中轉站建設,減少生活垃圾對水體的污染。
2.3.3開展河道清理。
加強監督管理,嚴肅查處河岸堆棄和直接往河道傾倒垃圾的行為。定期開展轄區內流域兩岸垃圾清理和河道疏浚工作,避免黑臭水體產生。由縣水利部門和林業部門負責水資源合理調配,加強河道管理,保證河道的生態用水量。
【參考文獻】:
關鍵詞:污泥處理;技術;污泥堆肥
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
1我國污泥產量概述
隨著我國社會經濟和城市化的發展,城市污水的產生及其數量在不斷增長。
污泥是污水處理過程中產生的物質,它以好氧微生物為主體,同時包括混入生活污水中的泥沙、纖維、動植物殘體等固體微粒及其吸附的有機物、金屬、病菌、蟲卵等物質的綜合體。污泥中既含有多種有益生物生長的微量元素和改良土壤結構的有機質,同時也含有病原微生物、寄生蟲(卵)、重金屬及某些難降解的有機毒物。
2.我國城市污水污泥處理處置現狀與資源化主要技術
(1)我國城市污水污泥處理
從國內已運行的城市污水廠來看,污水污泥處理工藝大體可歸納為18種工藝流程。由于污水處理廠的污泥是由液體和固體兩部分組成的懸浮液,所以污泥處理最重要的步驟是分離污泥中的水分以減少污泥的體積。污泥水與污泥固體顆粒的結合力是很強的,如果沒有污泥調理(通過化學的、物理的、或者熱工的方法),則絕大多數污泥的脫水是非常困難的。脫水方式的選擇必須與污泥調理方式、脫水后是否干化及最終處置的形式結合考慮,如果脫水后的污泥直接用于農業,其含固率要大于25%,如果脫水后的污泥直接填埋(例如我們目前的狀況),僅考慮含水率是不夠的,還應該考慮承載能力的要求,實踐證明,只有采用無機藥劑的化學調理(在污泥中形成骨架)和板框壓濾機脫水才能滿足填埋場的要求。另外污泥生物穩定時間、程度、方式對污泥的可脫水性能有明顯的影響,生物穩定時間不足、穩定程度不高的污泥,其脫水性比未穩定的污泥差;好氧消化生物穩定的污泥可脫水性比厭氧消化穩定的污泥差。圖1是幾種污泥脫水技術在我國所占比例。
圖1是幾種污泥脫水技術在我國所占比例
(2)國內城市污水污泥處置現與資源化主要技術
目前國內污水廠污泥處置的方法主要有:自然堆肥、干燥制肥、石灰消解穩定、污泥制作陶粒、污泥制磚、污泥制水泥、污泥填埋等。
3.污泥堆肥
污泥堆肥是簡單易行的污泥處置與資源化技術,污泥農用前通過堆肥處理,經過微生物的作用,使植物養分形態更有利于植物吸收,另一方面可以消除臭味、殺死病原菌和寄生蟲。堆肥應該是首要的污泥處置技術。但前提是污泥中各種污染物含量在控制指標內,污泥堆肥生成的有機肥料才有應用之地。尤其是目前工業廢水和生活污水混合排放,導致了污水廠污泥的重金屬含量超標,這樣的污泥用于農作物的施肥會使重金屬進入食物鏈,對人類的健康造成不可忽略的影響。
但是從另一方面可以預測到,隨著我國城市園林綠化事業的蓬勃發展,需要大量的苗木花卉草坪基地。而污泥有機肥用于花卉苗圃,一是可以改良土壤,增加土壤有機質和養分;二是促進苗木和花卉的生長;三是污泥中的一些重金屬和有害物質不進入食物鏈,同時樹木園林花卉對重金屬和有害物質有一定的凈化功能。
污泥堆肥可以說是符合中國國情的污泥穩定技術,但自然堆肥需要的時間長、占地大、肥效低、肥料的經濟價值小;目前國內有一些機械化程度高的堆肥技術,如圓柱形分格封閉堆肥、滾筒堆肥、豎式多層反應堆肥,在天津進行的污泥高溫堆肥試驗,已經探索出一套少加甚至不加調節劑、簡單而便于管理操作的污泥堆肥工藝;我國近年在北京、唐山、太原、深圳、大連、石家莊、淄博、秦皇及徐州等城市,進行高溫堆肥的研究,并取得工藝技術方面的初步成果。山西沃土生物有限公司與太原市排水處在太原市楊家堡污水凈化廠合作建設的堆肥處理裝置采用的就是強制通風動態發酵槽。深圳市中興環境工程技術有限公司和加拿大諾曼工程公司合作,在國內新近推出了一項污泥處理專利技術――VERTADTM污泥好氧消化處理工藝(簡稱VD工藝)和污水處理專利技術――VERTREATTM污水好氧處理工藝(簡稱VT工藝)。目前在加拿大和美國已有三家采用該技術的污水處理廠投入運行。VERTAD工藝是目前最先進的好氧消化技術,通過VERTAD工藝消化后的污泥達到美國環保總署規定的USEPA-503條A級生物固體標準。VD工藝深井反應器的修建深度為110m,直徑為0.5~3.0m。采用常規的轉孔技術,以10萬m3/d規模的污水廠為例。
4.污泥干燥制肥
通過干燥造粒工藝,并向污泥中添加必要的氮、磷、鉀等營養成分,將污泥加工成復合有機肥,大大提高了污泥肥效和經濟價值,是污泥處置的有效途徑和發展方向。國內利用干燥造粒技術處置污泥、生產有機復合肥的污水廠有大連、北京密云、太原等地;其中以太原楊家堡污水凈化廠沃土生物有限公司的污泥干燥制肥技術和工藝設備(VT筒倉式高效氣流堆肥裝置)最具有代表性,工藝先進、技術成熟,與其他堆肥發酵裝置相比,具有產量大。投資少、占地少、發酵充分、無二次污染,并可根據處理量,靈活搭配發酵倉組合。VT筒倉式高效氣流堆肥裝置主要工藝如下所示:
向消化污泥中加入天然脫水劑和絮凝劑機械脫水調質堆積發酵二次發酵篩分熱噴 造粒二次接菌 干燥計量包裝 出廠
添加輔料干燥 計量包裝出廠(有機復混肥)
5.石灰消解穩定
該工藝的原理是利用石灰和污泥中的水反應時釋放出來的熱量進行污泥干燥的。反應時溫度逐步上升,最高達到102~105℃,干燥后的污泥產品,具有較好的利用價值,主要利用途徑有公路基土、垃圾填埋場的覆蓋土。天津市開發的活性石灰穩定處置工藝與成套設備是在引進了日本先進技術的基礎上,結合我國實際情況開發和研制的,產品先后出口日本、印尼等,專門用于處置市政污水污泥、河道清淤污泥及橡膠產業排出污泥的處置。
6.污泥制陶粒
將污泥與黏土或煤灰按一定比例摻和,燒制成陶粒,可用作建筑材料,達到既處置污泥又創造經濟效益的目的。根據天津污水處理研究所的試驗成果,生產1m3陶粒消耗污泥1.584 m3(污泥含水率75%)。陶粒的銷售價格基本與污泥處理成本相抵。
7.污泥制水泥
污泥制水泥具有減容程度大,無害化處理徹底等特點。例如,上海萬安企業總公司利用水泥窯焚燒處理城市污水污泥。但是目前利用水泥窯焚燒處理污泥的技術,還不十分成熟,污泥僅占水泥生產原料的3%,因此不能作為污泥處置的主流工藝。
8.污泥填埋
污泥填埋處置的基本方式是城市污泥經過簡單的滅菌處理,直接傾倒于低地或谷地制造人工平原。它的好處是污泥無毒無害化,處理成本低,不需要高度脫水(或自然干化)。然而,城市污泥衛生填埋也存在許多問題,如填坑中含有各種有毒有害物質經雨水的侵蝕和滲漏作用污染地下水環境,這對以地下水為生活水源的地區來說是不安全的衛生問題。此外,適宜污泥填埋的場所因城市污泥大量的產出而顯得越來越有限。根據一份關于污水污泥情況調查報告,到2005年,歐盟國家的污泥衛生填埋場所僅能容納污泥總產量的17%。在污泥不能被農用的情況下,污泥必須被填埋或焚燒。
9.污泥處置及資源化的其他技術
新的探索性的污泥資源化處理技術,包括作為填料回用、低熱值燃料回用、建筑材料的附加原料、制造熔融材料和微晶玻璃、做粘合劑和可降解塑料等。圖2是幾種污泥處置技術在國內所占的比例。
圖2:幾種污泥處置技術在國內所占的比例
國內的污泥處置存在嚴重問題,從上圖可以看到仍有13.79%的污泥沒有任何處置,這將為環境污染帶來巨大危害。
10.污泥處理處置的展望
從污泥處理處置趨勢分析,今后污泥利用方面將會是土地利用和熱能利用,污泥農用將會向更安全的方向發展。因此,我們必須及時了解污泥的各成分,同時在嚴格的污泥農用標準下改進污泥處理工藝。雖然堆肥受到處理周期,成本等的限制,但是,隨著科學的進步和人們資源循環利用和環保利用意識的提高,堆肥和其他有競爭力的處置技術的經濟差額正逐步減少。
“湖泊是人類文明之鏡”,從湖泊的水質保護狀況更可以反映人類文明程度。湖泊作為水系的一部分,自古以來就成為人類文化與文明的搖籃。特別是長江下游平原地區的淡水湖泊一直是我國農業經濟發達的魚米之鄉,贊美洞庭、鄱陽、太湖的詩詞歌賦大量涌現,成為我國水文化的重要內容。
隨著近代工業化的發展,除各種自然有機物及各種水土流失物進入湖泊可能會影響湖泊水質外,各種人工化學物質進入湖泊可能導致湖泊水質的急驟變化。在江河已遭到嚴重污染的今日,湖泊已成為保護人類水源的最后一個陣地,湖泊水質的惡化將從根本上破壞流域社會經濟的可持續發展條件。對湖泊的水質保護,最重要的是處理好流域內人與湖泊的關系,建立人與湖泊長期和諧共處的關系。
二、湖泊的基本特征
湖泊的基本特征隨湖盒形狀及其容量大小而有所差異,同時流域內人類活動也會影響和改變湖泊的基本特征。容量較大的湖泊其環境容量亦大,相對不易受到污染,可是一旦被污染又較難凈化。而較淺的湖泊也較容易被污染,而且受風、熱的影響較大。
進入湖泊的污染物或泥沙由于湖泊內的流動而被輸送到全湖。因此要掌握湖泊內污染物及泥沙的輸移擴散狀況,必需掌握湖流特征。湖流的成因可分為:
①吞吐流,由進、出湖河道的水流動引起;
②風生流,由風作用于水面的剪切力引起;
③熱成流,由于太陽輻射,而接受輻射的水體深淺不一,熱容量不同而引起;
④柯氏力,由地球自轉所產生的離心力及線速度差異所引起。在洪水季節,吞吐流影響較大,在枯水季節,風生流影響最大,而熱成流只在湖盒地形變化較大,水體深淺不一時才顯示其影響。對面積較小的湖泊可以忽略柯氏力的影響。對于北半球湖泊而言,由于南向季風及柯氏力的影響,大多會出現逆時針方向的環流。太湖的主導湖流也是逆時針方向的環流。
在遭遇較大風力時,由于風的吹送,湖泊近風一側水位下降,遠風一側水位將抬升,湖面傾斜,在太湖這種北高南低的水位差可達0.3~0.4米。如果風力忽強忽弱,或風向不斷變化時,湖面會產生像潮汐一樣的靜陣現象,亦稱假潮,其周期與湖盆形狀有關。太湖水面振蕩周期約1~1.5小時。過去在太湖漁民中曾有“一日十八潮”之說。對于較深的湖泊,在每年春夏之季尚可能出現溫度分層現象,影響上、下層之間的物質交換。太湖屬淺水湖泊,一般不會出現分層現象。
從湖泊的水質變化過程來看,要由幼年的貪營養型湖泊青年的中營養型(偏貧)壯年的中營養型(偏富)老年的富營養型,這是湖泊由幼年至老年的變化過程。在自然條件下,這一過程發展相當緩慢,但是由于人類活動的刺激,這一過程也可能變得十分迅速。湖泊水質由幼年期進入青年期,或由青年期進入壯年期時,往往會發生淡水赤潮,而進入老年期時則發生“水華”。因此有人把赤潮稱為湖泊的“青春痘”,而把水華稱之為“老年癍”。湖泊一旦進入富營養化狀態即意味著已進入老年期,在伴隨水華發生的同時還會出現沼澤化,沿岸湖灣域水深不斷變淺,湖泊面積逐漸縮小。湖泊一旦出現富營養化要使其逆轉,再返回青春是較難的,但可以采取多種措施,延緩其老化過程。
三、太湖的水質評價
太湖于80年代初,先是在北部湖灣區域出現明顯的大面積水華,其后向湖心發展,1990、1994、1995年七月無錫梅園水廠因藻類異常增殖,導致水廠過濾器堵塞,水味異常。目前太湖呈現典型的老年癥狀。即大面積的水華和東太湖的沼澤化。太湖入湖泥沙量不大,粗估為200萬m3/年,相當于每年平均淤積1mm,但由于湖水較淺,一有風浪就被掀起,并隨湖流輸送到東太湖及其它湖灣地區。在東太湖的一些地方,每年`可淤積0.1m,水深逐漸減小。
太湖水質污染嚴重,1995年全年平均已無Ⅱ類水,Ⅳ類水以上面積占總面積36%,東太湖與湖心區最好,藻類生物量為3.5~4.5mg/l,而五里湖、梅梁湖最差,全年超Ⅴ類水,藻類生物量為3.5~4.5mg/l。太湖水質如此急驟惡化,主要是由于流域內人類活動不當`,如不采取嚴格而科學的管理措施,太湖的水質及生態難以向好的方向發展。據最近的調查,每年進入太湖的污染物負荷量為:CODCr282.9萬噸,T-N17.79萬噸,T-P1.69萬噸。CODCr中工業排放占83%;T-N中工業占43.7%,面源占26.1%,生活污水占14.6%,畜產占12.4%;T-P中工業占55.9%,生活污水占23.1%,畜產占15.8%。目前從太湖的水質環境狀況來看,有機污染的主要來源是工業排放。從富營養化狀態來看,氮過剩,磷為控制條件。而磷的來源,工業污水占一半以上,而生活污水占近四分之一。
四、太湖綜合治理措施
太湖作為大型湖泊具有三大功能,即資源功能、環境功能和生態功能。資源功能主要是為周邊地區提高豐富的水資源;環境功能包括其自凈功能,對周邊地區的氣候調節功能,與空間景觀相關的文化娛樂及休閑功能;生態功能包括保持生物多樣性及保護其持有物種的功能,以及漁業生產功能等。作為綜合治理的目標應當使太湖的資源、環境、生態三大功能都得到改善,太湖水質改善的目標只是之一。而且三者之間是相互關聯的,因此在考慮太湖的綜合治理時,應當避免單打一的治理規劃,首先要確定一個合理的綜合治理目標。太湖的綜合治理措施應包括三方面的內容:
(一)污染源控制措施;
(二)湖泊生態修復措施;
(三)流域人類活動管理措施。
污染源控制措施
點源控制措施包括:①工、礦企業及大型旅游設施的污水達標控制;②城鎮生活污水處理廠;③河道污染物沉淀設施;④地下卵石槽凈化設施;⑤前置庫;⑥農村人、畜糞尿沼氣化設施。
面源控制措施包括:①土壤凈化資源的開發利用;②陸域低洼地區的生物處理措施。國內外研究表明,受到污染的自然水體,在蘆葦地區或水草區域滯留時間超過70小時,其脫磷和脫氮率都可達到70%以上;③水土保持措施。坡耕地流失的水土中含有多樣營養鹽類,應避免其直接入湖。
湖泊生態修復措施
湖泊的有機污染及富營養化是湖泊老化及生態環境惡化的一種表現。生態環境的變化表現在生物種群數減少,水體透明度降低,沉水植物逐漸消失,浮游植物減少,耐污能力強的貝類及魚類增加,經濟價值較高的小型魚類減少,大型魚類增加。由于藻類的異常增殖,水中有機質增加,在其死亡和分解過程中產生腥臭味并大量耗氧,使水中溶解氧濃度降低,甚至導致魚類大批死亡。在污染源逐漸得到控制的同時,湖泊的生態也可能得到某種程度的修復。生態修復措施包括:
在湖濱建設水生帶。天然條件下湖與陸是連續的,隨著湖泊水位的升降
會形成環湖濕地。這些濕地是保持湖泊生物多樣性最重要的地帶,由淺至深會形成大面積的蘆葦或水草帶、水生物帶。它是多種魚、貝類產卵、棲息之地,也是多種昆蟲、鳥類的筑巢之所。同時它又是湖泊的天然屏障,對于湖周入湖污染物起到遮擋、沉淀、吸收作用,寄生在水草根部的各種菌類也可以對有機物進行分解。但是,環湖大堤建成后,水陸的連續性遭到破壞,濕地消失,適于在淺水中生長的蘆葦水草帶消失。對太湖而言,若恢復環湖水生帶需修整環湖地形,創造適合于蘆葦、水草、挺水植物生長的條件。
對湖內生態進行規劃和管理。目前東太湖水草旺盛,形成了較獨特的生態系統。由于湖流向東太湖輸送了大量土壤和營養鹽,湖盆變淺,為挺水生物的生長創造了條件。而挺水生物的大量生長又減少了風浪及流速,為落淤創造了條件。同時水草的生長會吸收水中的營養鹽,從而減少了水中磷、氮的濃度,抑制了藻類的生長。因此水體透明度增加,又有利于挺水和沉水植物的生長。東太湖成為太湖的生物凈水器。需要研究的是今后能否逐漸擴大湖內水草的生長范圍以及如何對湖內水草進行管理。水草吸收磷、氮而生長,因此適時收獲水草就等于從水中提出磷和氮。如果不及時收獲水草又可能因死亡而分解出磷、氮,成為內污染源。水草收獲后的利用以及次年的生長都是需要研究的問題。
另外,湖泊的水位對湖泊生態有一定的影響,同時湖泊水深與風浪,透明度等都密切相關,因此在研究湖泊生態問題時應當注意對湖泊水位的控制與管理。
流域人類活動管理
在研究我國湖泊水質變化過程時,都會發現一個共同的事實。就是大多數湖泊的水質都是在近20~30年內急劇惡化,而在此之前的數千年中,這些湖泊水質基本保持良好狀態。而近數十年來湖泊流域在水文、氣象等條件并沒有發生特別異常的變化??梢詳喽?,湖泊水質的急劇惡化是人類活動方式和內容的變化所引起。因此,要實現湖泊的綜合治理目標,必須對流域內人類活動的管理。特別是保持過去的一些好的生活方式,形成“少廢生活方式”,這是保護湖泊的長久之計,而人類活動的管理,需要通過立法來實現。
1水源涵養林的管理。對于太湖西、南部入湖河流的水源地要保護原有林地,并根據規劃逐步恢復涵養林,以保持水源清潔,減少洪水形成的水土流失。
2對于水土流失的控制管理。除對水土流失嚴重的溝谷進行整治,控制水土流失外,要對25度以上坡地嚴格執行退耕還林。
3土地開發利用的管理。太湖流域是雨量較充沛的區域,土地內的各種污染物容易被沖淋入湖。因此,應當盡可能增加雨水在流域內的滯留時間。在有條件的地方多修建水塘、水田,保留一定的洼淀用于培植蘆葦和滯留雨水。對土地利用方式進行合理規劃。
4對家庭有機垃圾進行管理。提倡使用農家肥,對家庭食物殘渣、糞尿等漚制農家肥,減少化肥用量。
5對合理使用化肥進行指導。由于化肥施肥方法不當,約有50%肥料流入湖中。因此需要加強研究與指導,減少化肥的流失量。
6禁止在流域內使用含磷洗衣粉。太湖流域已明令禁止使用含磷洗衣粉,但應加強對生產、銷售環節的管理,加強對居民宣傳、教育、監督是十分重要的。
加強對湖內漁業生產的管理。湖泊內魚類種群與數量對湖泊內生態系統影響較大,因此要對漁業捕撈量、禁捕魚種,捕撈方式進行管理。同時要嚴格控制引入外來魚種,以免引起生態失衡??刂苹蚪咕W箱養魚,大量投放餌種成為湖內污染源。
加強對湖周及湖面旅游活動的管理。太湖位于經濟發達地區,旅游業十分發達,景點大量興建。這些景點緊靠湖濱,對其排污要嚴格檢查和控制,沒有污水處理設施的不準營業。對水上船只不準排污和丟棄垃圾入湖,建立垃圾及糞尿的回收處理系統。
加強沿湖垃圾的管理。禁止向湖內及進出河道內丟棄垃圾。因此要在流域內的廣大城鎮和居民點建立完善的垃圾回收系統。
對流域內從小學開始進行愛湖教育。培養流域內居民的愛湖意識,應當從小學開始,材,廣泛宣傳,并組織各種愛湖活動,設立宣傳周、宣傳月,持之以恒方能收效。
5.太湖當前治理目標與對策太湖的水質改善將是一項長期而艱巨的任務,上述各項措施的實施和收效也將是需要大量資金和很長的時間。當前,根據現有的經濟實力,應當抓緊進行的工作是什么呢?本人的看法是:
抓緊開展流域調查,盡快制定太湖流域生態、環境、污染控制規劃。通過規劃確定太湖流域的環境目標,生態目標并與流域內的社會經濟發展目標相協調。該規劃應當充分考慮我國已簽署協議的“可持續發展”、“濕地保護”、“保護生物多樣性”等一系列原則,由多方面專家共同完成。同時制定達到這一目標的各種中、長期對策。在流域環境、生態目標規劃的前提下制定全流域包括點源、面源在內的污染源控制方案。
通過調查指導農田控制入湖污染物,充分利用土地、衛星湖、洼地的凈化能力。面源污染中來自農田的污染占較大比例,結合農田基本建設應大量修建多功能水塘,貯留雨水,減少直接入湖地面雨流。水塘兼有防洪、除澇、抗旱、養殖、凈化等功能,希望盡早提出示范樣板,及時推廣。在有條件的地方擴大水田面積,同時指導科學施肥,減少化肥的流失量。
太湖周圍有許多衛星湖和大量洼地。這些湖泊可改建為前置庫,利用生物措施將流入太湖的河水凈化后再進入太湖。多數低洼地帶已被改造為農田,從生態角度和太湖保護角度來看,應當盡量退出一部分洼地,形成自然生態系統,利用蘆葦等凈化水質。對于地下水位在地面以下較深,而土質為沙壤土的區域,可利用土地作污水凈化處理,利用土壤空隙間的微生物對有機物進行分解。估計在太湖西部、南部地勢較高區域具有潛力。
在廣大農村成立志愿環保組織,指導家庭減少污染物排放。目前在農村地區還一時難以建設集中污水處理裝置。但可通過環保志愿者廣泛進行宣傳,自行減少和處理家庭垃圾,減少進入水系和地下水的污染物。在日本琵琶湖保護初期就曾有家庭婦女組成的志愿組織,用肥皂和無磷洗衣粉逐戶換回含磷洗衣粉,同時廣泛地進行愛湖宣傳。
加強對修復湖泊生態的調研與試點工作。湖泊生態和修復對改善湖泊水質是有效的,但在理論上、技術上必須搞清其可行性及其具體實施步驟。因此,目前應抓緊前期的調研和試點工作。
抓緊點污染源特別是對磷污染源的控制。如前所述,在入湖總磷負荷量中,工業占55.9%,生活污水占23.1%,蓄產15.8%,所以治理的重點是工業污染源治理。生活污水中如能控制含磷洗劑的使用將是有效的。但是無論是工業污水,還是活用水的處理都是很花錢的事情。而且目前污水處理技術的脫磷、脫氮效率都很難超過50%,要進行高度處理,投資是相當大的。據中日合作“太湖水資源保護項目”估算,若使太湖水質在2020年恢復到80年代初期,即基本達到Ⅱ類水水平,用于污染源處理的費用達2000億元人民幣。所以污染源的治理非搞不可,但根據目前的經濟實力,難以短期見效,是一項持久努力的工作。
除對污染源進行處理之外,還可以通過技術改造,改進生產工業,減少工業污水排放總量,并盡可能減少磷、氮的排放量。而目前磷的排放主要集中在無錫、常州、蘇州三市,應當作為重點治理目標。
【關鍵字】市政污水處理,問題,對策
中圖分類號:TU99 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
加強對市政工程污水處理問題的分析和研究,有助于改善城市污水處理的現狀,提高城市的環境質量,同時還有利于促進人民生活水平的提高。
二.現階段污水處理存在的主要問題
1.現行體制缺陷
(1)建設投資主體單一 ,無論是新增投資還是更新改造均基本依賴于財政撥款 ;
(2)缺乏競爭、管理僵化、冗員嚴重、工作效率低 ,其根源在于計劃經濟管理模式限制了人們的改革思路和對競爭機制的真正認識 ;
(3)由于對財政資金缺乏監控,容易產生浪費現象,污水處理廠的運行經費核撥大多都是參照往年的運行情況來確定 ,因此各污水廠為了保證次年的充足經費,必然產生一種“今年不多用,明年就吃虧”的心理 ,這是監控體制問題的癥結所在。
2.污水處理設備建設不完善
污水處理設備建設不完善,典型的體現就是多數污水處理廠未配備除臭裝置。由于污水固有的揮發作用,產生臭氣是不可避免的,這時就需要安裝相應的除臭裝置。尤其是在進水池、格柵間、沉砂池、初沉池、儲泥池、脫水機房等產生臭氣的重災區,更需要安裝除臭裝置,以減少對員工身心和環境的污染。
3.技術落后
由于在技術方面的落后,導致維修量的不斷增加,加之我國污水處理設備多數為進口,維修成本客觀上就高。當進口的設備經幾年的使用后,都會產生不同程度的磨損,這給維修帶來不少的麻煩。如請國外專家來進行維修,所產生的費用較大,單位難以承受。而如果自己進行維護和修理,又需要有相應的專業維修人員,目前這樣的人才較為缺乏。另外,有些進口的污水處理設備在國外已是被淘汰的產品,相關的零部件難以找到,給維修帶來較大困難。
4..管網建設配套不完善
特別是許多縣城的管網建設配套很差 ,造成城區污水集中處理率偏低。還有個別地區配套管網雖已建成 ,但是管網終端與污水處理廠的進水口對接卻遲遲不能到位 ,使配套管網形同虛設 ,污水處理廠很難發揮作用。
5.財政資金保障不足
財政資金保障不足主要體現在污水處理硬件設施建設資金投入不足和硬件設施維護運行經費的不足。一是體現在污水處理硬件設施建設財政資金保障不足。包括污水處理廠建設在內的污水處理設備建設和購置資金都存在供應不足問題。這主要體現在地區差異和城市規模差異上。在地區差異上,東南部這方面投入資金相對充足,西北部則相對不足;在城市規模差異上,大城市的這方面投入相對充足,中小城市則相對不足。
6.污水處理技術和工藝上的不足
導致污水處理技術和工藝不足的原因有兩方面:
(一)污水處理工藝選擇上的誤區。當前,一些地區和城市在污水處理工藝的選擇方面,存在較為嚴重的跟風現象,多數單位或部門只是一味的追求新設備和新工藝,與本地區的污水水質、污水排放量、污水除污量以及污水處理后的再利用的實際情況脫節,不能有效發揮出新設備或新工藝的優勢,產生出新的浪費現象的發生,使新設備或新工藝的運行成本大幅上升。
(二)污水處理工藝技術上存在的不足。當前,我國污水處理工藝存在的問題主要不是工藝創新不夠,工藝供給不足,而是工藝流程關鍵性技術上攻破力度不夠。尤其是污泥無害化處理技術,難以達到國家標準。排污出水的標準應該說是基本上能達標,主要是在污水處理過程中產生的污泥處理不當。污泥處理不當極易造成二次環境污染。有些地區在沒有通過相關檢測部門嚴格檢測的情況下,隨意將污泥作為城市綠化用肥,也將污染土壤。
三、水處理及其回用分析
在污水深度處理、超深度處理、污水再生回用已經實用化了的今天,城市總體規劃與給水排水系統規劃都應當重新考慮,將污水的再生和回用放到重要位置上來。21世紀排水系統的定位應從以前的防澇減災、防污減災逐步轉向污水的資源化,從而恢復健康水循環和良好水環境,維系水資源可持續利用。
1、污水處理廠的規模、數目與選址
污水處理廠設計應進行近期及遠期規模的研究,以合理確定工程分期。以遠期規模做為污水處理廠選址的依據,其選址用地條件應滿足遠期處理用地的需要,以利于工程的擴建。對中小城市污水處理廠,近期建設規模不宜過大。按照傳統規劃方法,污水處理廠廠址一般盡可能地安放在各河系下游、城市郊區,但是這種系統布局使污水廠距離再生水用戶較遠,需鋪設的回用水管網費用相應增加,不利于污水的資源化。因此,在確定污水處理廠廠址時,還應對再生水的用戶進行調查分析(城市中的自然水面、小河、綠地和工業再生水用戶),并根據回用水的需求,在城市中適當位置設置污水凈化廠(再生水廠),收集附近區域的城市污水,根據回用水質要求加以處理之后就近回用。
2、處理工藝
污水處理的方法較多,按照不同的分類標準可以分成不同的工藝流程。因此應該根據污水水質和回用水水質的要求,對水處理單元進行多種組合,通過技術經濟比較來選擇出經濟可行的污水處理流程。污水處理廠的設計進水水質,應在市區選擇幾個有代表性的排污口,定期實測其水質水量,采用加權平均確定其現狀水質濃度,以此為基礎,結合其它監測資料并考慮一定余地,確定設計進水水質。
(一)AB工藝方法
AB工藝方法全名為吸附生物降解法,該工藝方法具有高負荷性的處理污泥方式,沒有依據傳統的慣例設計初沉池,而是將整個曝氣池分為AB高低負荷的兩個階段,并各自具有獨立的污泥沉淀及回流系統。其中A段為高負荷段,水力在這個階段停留的時間一般為30分鐘,該段利用生物降解作用并依據活性污泥的易吸附及絮凝沉降特點以最快的速度將污水中的各類有機物吸附于其上,同時進行合理的降解分化,使得回流的出水負荷得到有效降低。
(二)UNITANK工藝方法
UNITANK工藝方法是SBR方法的創新發展,全稱為交替式活性污泥法。該工藝分三個矩形池進行污水處理,可通過在相鄰池的公共墻上開洞或在池底部架設通道的方式進行連通。三個池均有各自的供氧設備,其中位于中間的池擔負曝氣池的作用,而分布于兩邊的池則交替承擔沉淀及曝氣功能,在邊池位上沒有設置固定的污泥排放裝置及出水裝置。污水處理工作的實現依據總閘門的控制使污水交替進人三池中,從而有效的實現了進水、排水的連貫操作、周而復始,使污水處理工作周期連續、穩定。該系統的優點在干采用三個連通池的設計概念凸顯了工藝結構的緊湊性及統一性,同時不用額外設置污泥回流系統以及排污、沉淀系統,從而有效的節約了投資建設費用。
3、污水回用
我國屬世界12個貧水國家之一,人均水資源占有量僅2400m3,尤其北方地區人均水資源占有量僅200至400m3,水資源的緊缺狀況在一定程度上限制了「農業生產和城市的發展,許多城市不得不到幾十公里以外開辟水源,其投資在1000元/立方米以上,制水成本高達1.0元/立方米以上。相比之下,城市污水處理廠二級處理的尾水,是一種穩定的水資源,經過處理后可做為工業冷卻洗滌用水、市政雜用水及城市河道湖面的景觀用水,其投資約200-300元/立方米,制水成本在0.30元/左右。我國的天津、大連、太原、青島、泰安等地污水回用的工程實踐,充分證明了城市污水回用的經濟性。
目前我國投人到污水廠建設的資金較為有限,要在全國范圍內普遍地實現污水資源化還需要一個認識過程,但是必須注意到這將是解決我國水問題的有效途徑。
四.結束語
綜上所述,市政污水處理對于城市的環境建設具有十分重要的作用,可以有效的改善城市的環境狀況。因此,有必要進一步加強對市政工程的污水處理方面的研究,促進城市環境的改善。
參考文獻:
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