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关键词: 污水处理、污水分类、污泥处理
中图分类号:U664文献标识码: A 文章编号:
我国正处在经济高速发展的时期,城镇化的步伐加快,城市污水排放量增大,在这种背景下,合理地开发适合城市综合污水处理的技术和工艺,不仅能缓解城市水资源短缺的现状,同时维护生态环境,将对人类社会和经济具有深远的历史意义及现实意义。
1.城市综合污水处理的概念
城市综合污水是指纳入城市污水系统的生活污水、医疗污水和工业废水的混合污水。污水直接排入自然河流,污水中的总氮、氨氮、阴离子表面活性剂等有机污染物以及种类繁多的各类重金属会污染河流。随着经济社会发展较快,许多地方治污规划滞后,市政设施薄弱,无生活污水处理系统,在人口密度大的地区,河流污染愈趋严重,河流的稀释净化作用已大为削弱,超出了河流的自净界限。
近几年来,伴随着科学技术的不断提高,污水处理工艺有较大的发展,通常来说城市综合污水先经过初步处理或二级生化处理,处理后城市污水的主要污染物为氮、磷等富营养物质,然后再利用污水处理系统对它进行深度处理。一级处理主要是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物,方法有格栅、沉淀、沉砂、油分离、气浮等。二级处理目的是大幅度去除污水呈胶体和溶解状态的有机性污染物质,目前常用的处理方法为活性污泥法和它们的改良型,工艺为一、二级可以混合处理,有的部分已达到三级混合处理,如缺氧好氧生物脱氮除磷法、缺氧-厌氧-好氧-生物脱氮除磷法、序批式活性污泥法、吸附生物降解法、氧化沟法、生物模法等。这些工艺的特点是促使化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、酚等有机物进一步降解。为了更好地去除污水氮和磷,又进一步研制了除磷脱氮技术。其特点是利用优势菌种(主要为聚磷菌)在缺氧-厌氧-好氧处理过程中(特别在好氧过程中)需要大量吸氧以供生长的原理,从而降低污水中磷氮含量,使污水在这一过程中达到三级处理,最终使综合污水达到国家排放水体的标准,所剩污泥可以进行浓缩、消化、脱水、堆肥或农用填埋而最终处置。
2城市综合污水处理的分类
由于污水种类繁多,性质各异,故各污水处理策略上也有很不相同。
2.1生活污水
通常以城市生活污水为主的污水处理,只需经过一级处理与简单的二级处理即可达到城市中水使用的要求,可以满足工业循环冷却和家居如厕所等用水的要求,达到中水回用的目的。此类污水处理中,尤其以膜生物反应器污水处理技术最为突出。膜生物反应器是指将膜分离技术中的超微滤技术与污水处理中的传统活性污泥的二次沉淀池进行固液分离,达到去除悬浮物、细菌及大分子有机物的目的。采用复合式膜生物反应器工艺对污水处理中的脱氮除磷性能进行研究,结果表明经过膜生物反应器处理过的污水水质完全符合建设部颁布的《生活杂用水水质标准(CJ25-1-1989)S 要求。
2.2医院污水
医院污水是医院或其它医疗机构在诊治、预防疾病过程中产生的一类废水,具有潜在传染性和急性传染性。其中含有多种微生物和传染病原,如艾滋病、乙肝、丙肝、伤寒、痢疾、结核杆核菌等病毒,被列为国家HW01号危险污染物,如不经处理直接外排,病菌将通过水、土壤和大气传播,对人体造成威胁。此类污水经污水处理厂二级处理后,水质已经改善,细菌含量也大幅度减少,但细菌的绝对数量仍很可观。因此,医院污水以病毒细菌危害为主,应将消毒作为主要处理手段。
目前,医院污水的消毒处理方法主要有氯化物消毒剂消毒法、过氧化物消毒剂(过氧化氢、过氧乙酸、臭氧和二氧化氯)消毒法、紫外线辐照消毒法等。
2.3工业污水
工业污水的水中由于含有大量的金属离子,如汞、铬、镉等,以及碱、硫化物和盐类等无机物而显出独特的颜色,污染性很强。如果工业污水直接进入水生态系统中,微生物不但不能降低重金属的浓度,相反还能富集、放大其效应。据研究表明,重金属进入生物体后,能积累在某器官中造成累积性中毒,最终危害生命。
污水中污染物有的恶化水质,危害水生物,危害农业;有的使人慢性中毒,破坏人体的正常生理过程,其中重金属对人体危害最大,甚至致癌。然而工业污水无机物构成千差万别,因此,对工业污水的有效治理,需要因地制宜,具体情况具体分析,以适宜的水处理技术与具体的工业碱污水处理设备相结合,才能有效地降低工业污水中的毒害原素。最为有效的方法为工厂内将污水直接净化,即直接在工业厂房或其附近采用有针对性的污水处理方法。现在,工业污水的直接净化技术是国家节能减排战略中非常具有生命力的前沿技术。
2.4污泥处理
污泥是污水处理后的附属品,是一各特殊垃圾,是一种由有机残片、细菌菌体、胶体等组成的极其复杂的非均质体。随着我国污水处理量和处理率的提高,污泥的处理量也日趋增大,如果不及时以妥善处理和处置将造成堆放和排水区周围环境严重的二次污染。目前污泥的处理方法主要有:
2.4.1卫生填埋
该方法操作相对简单,投资费用较小,适应性强,但是侵占土地严重,存在潜在的土地污染和地下污染,缩短填埋场的使用年限。
2.4.2污泥农用
该方法投资少,能耗低,有机部分可转化成土壤改良剂成分。但是直接农用存在重金属污染和病原体、难降解有机物对地表水和地下水的污染。
2.4.3污泥焚烧
该方法能彻底无害化,杀死病原体,最大限度地减少污泥体积。但需要的设施投资大,处理费用高。添加燃烧会产生剧毒物质。
2.4.4污泥堆肥
该方法自动化程度高,周期短,日处理量大,处理后污泥质量稳定,容易有效利用,可广泛用于农业和林业,可以有效控制臭气等,防止二次污染,综合效应好。
【关键词】城市污水 处理方法 水污染
一、我国城市污水处理面临的现状
现今我国的污水处理产业还处于初步的发展阶段。自1980年以来,我国的城市污水处理虽然得到了很快的发展,但状况还是不容乐观,其处理污水的能力还赶不上各种污水的排放速度,我国至今还只有一些大型城市建立了污水处理厂,一些小型的城市还没有建立,这与我国的污水处理行业起步晚和城市污水处理的管理机制和经营管理的模式有关。根据数据统计,到2008年末,我国的城市污水处理工厂每天能处理近8400万M3的污水,比上年同期增长了大约16个百分比:城市污水的处理率也比上年同期增长了3个百分比,为66%。随着我国对污水处理行业的大量投资和积极研究,到2010年,我国的污水处理率达到了70%。城市污水处理的发展不断加快,污水处理的市场潜力也越来越大。
二、我国城市污水处理面临的难题
(一)相对来讲,投资太少。城市的污水处理需要一个完整的系统,它是人们日常生活所需要的基础设施。它起着优化水环境和提升饮用水质量的重任。但是,因为人们对污水处理这个行业还不太熟悉,同时过分的注重城市的规划和经济的高速发展,所以大部分城市对污水处理的投资还不够,难以建立起一套有效的、完整的能很好的完成本城市污水处理要求的处理系统。尽管国家在“十二五”计划中提出,将在全国城市污水处理方面的资金投入达到1万亿,但从现实来看,这还不能满足处理要求,投资还有待增加。
(二)污水处理技术比较落后。城市污水处理技术是开展污水处理工作的首先前提,是保障污水处理是否可以顺利进行的基础。目前,我国的污水处理技术的参照西方发达国家的处理技术和处理方法,同时加入了符合我国国情的技术路线和建设办法。但是相比之下,我国的污水处理技术还是要比发达国家落后,它的处理效率要低些,且建设费用要高。
(三)城市污水处理的管理程度较低。建设了需要管理,一个好的管理体系能有效的提高其工作的效率和成本的节省,我们的许多员工的工作水平无法满足工作要求,这样就让需要污水处理厂不能正常的开展工作,大量的滞后了我国城市污水处理的进度。2010年,我国开始加强这方面的要求,对工作人员的进行了相关的培训,也得到了一定的改善。
一般污水的处理方法分为物理方法、生物方法、化学方法等。物理方法如格栅法,分为人工和机械,人工格栅适用于中小型城市,而机械格栅一般多用于大型城市;离心分离法,就是通过旋转产生离心力,使水和漂浮物分离的方法。沉淀池法,通过几次沉淀达到初步清洁的目的。生物方法是指利用微生物来产生酶,然后使有机物进行氧化分解,一部分有机物分解合成自身所需要的物质,其他部分则被分解成二氧化碳和水等无机物,这样起到净化水源的作用。化学方法一般分为:中和法,化学混凝法等。
三、针对我国污水处理的发展的几点建议
(一)加强投资力度和政府的监管力度。如果监管力度不够,这样就会让我们的污水处理工作处于被动,不利于城市污水处理工作的开展。要把原先的临时性监管工作变常态性的监管,同时加强对监管工作人员的能力水平和人缘素质的提高,以完成能对城市污水处理的全天候监管;对质与量做到同时监管的工作要求。
(二)实现政府和企业合作的方式。因为以往采用的政府管理和运行方式,使其工作的效力低,而且浪费资金的方面较多,非常混乱。还出现了建设与需求严重不匹配的问题。这就浪费了需要地方的资源。使得该要的地方不足,不要的地方过余。城市的污水处理不止是政府一家的事情,同时也需要广大社会的配合和协作,这样才能高效,低费的达到城市污水处理的目的。因为污水处理这样行业需要发展就离不开企业的参与。
(三)对污水处理技术进行改进和革新。城市污水处理一般有三级,一级的处理方法就是大致的清除水中的固态物和悬浮颗粒,多为物理方法,这样还不能够排放;二级处理是氧化污水中的有机物,使其变成无机物,多为生物方法,一般可以实行排放;三级处理进一步分解有机物,使其成为可溶性的无机物,多为化学方法。一般的城市污水处理都只是运用了某种单一的处理方法,这样就很难完成现在城市的污水处理要求。我们可以实现几级处理方式同时进行的方法,使水达到最大化利用,我们还可以引进生物膜技术,这种方法就是通过培养微生物菌种,做成试剂,然后放入需要处理的污水中,形成生物膜,使污水净化。这种技术具备投资小,淤泥少,工作费低的特点。
(四)废水多次利用。我们对于城市污水,一般都觉得只能倒掉,这样太浪费了,也不符合水资源循环利用的理念,科学的发展让污水也变成资源。所以我们要提高城市污水的再生利用率,有效的节约资金,来完成全国更多中小城市的污水处理厂的建设和运行。实现经济与环境的可持续发展具有非常重大的意义。
四、结语
城市污水的排放越来越多,我们所面临的压力也越来越大,我希望我国有关部门能继续加强对城市污水处理的投入和关注,能研究设计出更加适合我国国情的污水处理系统和提高污水处理行业工作人员方面的能力。虽然我国城市污水处理的发展处在高速阶段,但是还是有很多的问题需要我们努力去解决。人类与环境的协调发展是我们这个时代的主题。我希望城市污水处理的未来越来越好,污水处理这个行业能越来越好。
参考文献:
关键词:城镇;污水处理;发展
中图分类号:X131.2 文献标识码:A 文章编号:
随着我国城镇化建设的进程以及小城镇建设步伐的日益加快,污水排放已是我国城市水的主要污染源,城市污水处理是当今城镇环境保护和发展的重中之重,污水处理行业成为新兴产业,目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位,我们应该加强污水的处理,探究污水资源化利用的最终处置方式,提高城镇水资源的利用率。
1我国城镇污水处理方法
1.1 活性污泥法。长期以来,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各国应用最广的一种生物处理流程。具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流,称为回流污泥,回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度。也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常从沉淀池中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行,这部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。
由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制,使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来,目前在城市生活污水处理研究和应用领域,普遍存在的问题有:①采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理复杂,易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求;⑦随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联。形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂;③目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。这要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
1.2 生物膜法。在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接触后。溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水,采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘,生物滤池在我国南方更为适用。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力。
1.3 氧化法。氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型。氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法,光催化氧化法、超临界氧化法等。化学氧化法虽然操作简单,但由于其处理效果并非十分理想,而且由于其运行成本较高,因此,在城市生活污水处理应用中使用并不很多。为了达到提高处理效果,同时降低运行成本的目的,人们开发了一些其他的氧化技术。光催化氧化法设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底,因此,在水的深度处理及对难生物降解的有机废水的处理具有极好的应用前景,目前已成为国内外非常活跃的研究课题,有专家预测,氧化法将成为21世纪废水处理中重要的方法之一。
1.4 人工生物净化:人工生物净化,是人为地创造条件使微生物大量繁殖,人工驯化微生物,利用微生物质新陈代谢降解水中有机物的方法,是目前国内外对生活污水二级处理的主体工艺。
1.5 自然生物净化处理:主要利用土壤中的微生物和植物根系或水塘中的微生物作用使水中的污染物浓度降低。
1.6 人工生物净化与自然生物净化:在土地资源丰富,地价相对便宜的城镇,采用人工生物净化与自然生物净化处理相结合的方法,在经济不发达地区有其实际意义。
2我国城镇污水处理发展趋势
2.1 “两手都要抓,两手都要硬”, 经济发展与污水处理事业协调发展
城市污水是城市综合体经济发展的产物,污水的增加和城市经济发展还是同步的,城市经济发展越快污水的处理工作也就越重。我们不能过分的注重经济的发展而忽视对水资源的保护。人们的生活离不开水,工农业的发展也离不开水,所以政府有关职能能部门要拿出部分资金来支持水资源保护。如果顾此失彼就会给生态环境造成严重污染,最终影响经济的发展。在以今后的城市建设中要坚持生产线和污水治理同步进行,坚持和鼓励绿色产品的开发和投入;对已经建成投产的生产线而没有污染治理措施的要提出限期治理的要求,要帮助它制定有可操作性的实施方案。
2.2 改变污水处理行业的运营机制,由事业型向企业经营型转变
改变污水处理行业机制的原因有两方面,第一方面的原因是许多城市的污水处理企业还是事业单位,缺乏现代化的管理手段,政企不分,在岗人员效率低下,责任心较差,严重影响行业的发展;另方面原因是污水处理行业耗资较大,当地政府可承担其运行费用比较困难,所以发展的趋势逼迫污水处理厂的运营机制由事业型转变为企业经营型,企业按照市场经济模式自己去收费。国家对该收费有了明确的规定,地方政府应按照本地区污水处理行业所需要的经费及当地工厂企业、居民承受的能力,给予加大收费力度的政策。
2.3 污泥最终处置要向无害化、资源化方向迈进
污水处理厂产生的污泥在最终处置上,可以根据污泥的分类和本地区的实际情况进行可以用化处置;比如纯生活污水处理厂产生的污泥经过无害化处理后,可用做农肥;工业废水与生活污水混合污水的污水处理厂产生的污泥也要经过无害化处理后可制作用于园林、绿化、鲜花的肥料;纯工业废水在进行无机化过程和有毒害气体的处理后,污泥可作为建筑材料的原料。
3 结束语
关键词 人工湿地,污水处理,管理方法
ABSTRACT: In the past decade, environmental disfunctions have risen to a seriously environmental issues which arise public's awareness of how to face this alarming situation. Nonetheless,given to the recent research achievements,revealing that constructed wetlands are playing a indispensable role in terms of urban sewage disposal and ecological restoration.In this paper,we will analysis how to choose a right method to utilize and manage this promising disposal route in city life.
湿地
1.1湿地的定义
湿地系指天然或人工、长期或暂时之沼泽地、泥炭地,带有静止或流动的淡水、半咸水或咸水的水域地带,包括低潮水位不超过6m的滨海海域。 湿地是一类既不同于水体,又不同于陆地的特殊过渡类型生态系统,为水生、陆生生态系统界面相互延伸扩展的重叠空间区域。
1.2湿地的类型
湿地主要分为两大类:天然湿地和人工湿地。
1.2.1天然湿地
天然湿地包括海洋、以永久性浅海水域、河口水域、礁涂、岩石性海岸、沙滩等类型为主的海岸湿地以及由主要由永久性三角洲和湖泊组成的内陆湿地。
1.2.2人工湿地
水产池塘、灌溉地、盐田、蓄水区、采掘区、废水处理场所、运河甚至排水渠、地下输水系统等都属于人工湿地。随着天然湿地的老化以及功能的衰退,人工湿地即将承担越来越多的水净化和处理的期望和责任。
1.3湿地的作用
湿地不仅可以提供水源、补充地下水、防止自然灾害,清除和转化毒物和杂质保留营养物质,还可以固定二氧化碳调节城市气候从而保护城市生物和遗传多样性。而作为湿地的一种更为直接和有效的类型,人工湿地技术,其由于低廉的投资,良好的出水水质,简单的操作,强大的抗冲击负荷的能力,维护方便,较高的氨氮去除率,同时可使污水处理与环境生态建设有机结合,在处理污水的同时创造城市生态景观等特点逐步被越来越多的国家接受,并广泛应用。
人工湿地处理污水的基本原理
在一定的填料上种植等特选的植物,将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上。当以富营养化为主的污水流过一定长宽比及底面有坡度的人工湿地时,经沙石、土壤或一些其他构筑物混合组成的填料床过滤,污染水可以在床体的填料缝隙中曲折流动,或在床体表面流动。而填料上植物根际的多种微生物活动,增加了湿地基质的透水性,与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境,通过氧的传递,更加增强了净化废水的能力。人工湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力,因此更适用于处理生活污水以及城市污水一类。人工湿地可分别处理废水中的不溶性有机物与可溶性物质。不溶性有机物通过湿地构造中的填料层被沉淀、过滤、截留,进而被微生物利用,而可溶性有机物则可直接通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解、去除。
人工湿地在不同环境下的应用及效果
3.1植物的布局
3.1.1沉水植物
以芦苇、香蒲为主,由于其具有发达的根系、营养物质吸收能力强、可向水体输氧等特点其在特定的人工湿地中长势良好。其可郁闭整个水面,可有效吸附、拦截悬浮物[参考文献:
[1] 李光远,北方潜流人工湿地植物布局与管理探讨[B],中国水利,2010(5)][1]。这些沉水植物对污水通过土壤截留-发生物理化学吸收-化学分解-沉淀-微生物的氧化降解等过程对污水进行高效、廉价的降解和有害物质的吸收。而芦苇湿地系统针对于油田污水尤其有较高的去除效果。生活与含油污水,经芦苇湿地处理系统处理后,BOD5 去除率为85%,SS 去除率为87%,T-P 去除率为85%,氨氮去除率为54%,污水中的无机污染物(重金属)和有机物也很大限度的被湿地芦苇吸收,出水水质可达到《综合污水排放标准》要求[[2] 陈 坤,芦苇湿地系统处理油田污水的研究[A],科技传播,2011(1)][2]。
3.1.2浮水植物
以凤眼莲、大、水鳖为主以及少量细绿萍。藻类在冰封条件下也能较好地生长, 对湿地系统冬季运行起着良好的作用。浮水植物以凤眼莲、大生长旺盛,凤眼莲水下根系根据水质状况可长达30~70 cm, 长势良好,可郁闭整个水面。但凤眼莲、大生长季短, 一般适应期为4 月中下旬至10 月中旬,冬季需打捞[[3] 王全金,李丽,李忠卫,复合垂直流人工湿地除氮磷效果研究[A],湖北农业科学,2010(6)
[4] 李丽娜,李亚治,达良俊等,复合垂直流人工湿地处理废纸造纸废水的研究[A],中国造纸,2009(9)
[5] 胡胜华,张婷,周巧红等,武汉三角湖复合垂直流人工湿地对重金属元素的去除研究[A],生态环境学报,2010,19(10)
[6] 余志敏,袁晓燕,崔理华等,复合人工湿地对城市受污染河水的净化效果[A],环境工程学报,2010(4)
[7] 刘红,刘学燕,欧阳威等,人工湿地植物系统优化管理研究[A],农业环境学报,2004,23(5)
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[13] 克雷格•S •坎贝尔, 迈克尔•H •奥格登 著, 吴晓芙译.湿地与景观[M].北京:中国林业出版社,2005.
][1]。
3.1.3复合性布局
通过筛选和对比,在选择人工湿地植物布局时应着重考虑当地的气候、温度、植物适应性等条件,根据不同的废水种类和要求进行选择。而每种植物均应从耐污力、植物生长量、根系、经济性、管理难易性( 包括病虫害少、抗倒伏和易繁殖)等方面进行详细的考察,通过对其氮磷积累量、TP、TN净化率进行分析确定详细的植物布局。
3.2处理效果
由于大部分类型的人工湿地都对氮磷有着非常明显的去除效果,以下将由复合垂直湿地为例从其他三方面进行阐述。
3.2.1构造示意图
试验床体表面为缘园皂皂厚的掺有石灰石的本地土壤袁下部为远耀员园皂皂的砾石层遥两组湿地床种植植物分别为美人蕉和风车草袁种植密度为5株每平方米。
3.2.2处理造纸废水的应用
一些无机物以及难降解有机物会积累在湿地中而堵塞填料间的空隙, 延长系统的实际水力停留时间。据悉,天宝造纸厂的人工湿地建成投入使用一年来, 运转良好, 尚未出现堵塞状况。但在上行池表面, 已出现一层黑色毯状的致密污泥层, 距离布水口10~ 30 cm 处尤其显著[
][4]。但是此现象可以通过暂时性停床休息解决。这样不仅可以使填料部分恢复渗透性,也可以让收割后的植株体得到更好的恢复。
3.2.3对重金属元素的去除
武汉三角湖位于武汉市传统工业区,故其水体中含有较多种类的重金属元素。这些重金属元素过量时往往具有高毒性,在环境中富集到一定程度后可能会导致公害问题出现。中国科学院水生生物研究所的检测结果表明三角湖人工湿地进水浓度较低,其去除率依次为:Cd>As>Mn>Pb>Zn>Cr>Cu>Ba>Li>Ni[][5]。但依旧可以看出人工湿地对各重金属元素仍具明显的去除效果。
3.2.4对污染的城市河水净化
研究表明[][6]复合垂直流湿也对城市污染河水具有良好的去除效果, 其对河水中TN、TP、COD和SS的平均去除率可达50% 、85% 、85% 和80%以上。垂直下行流与水平流复合人工湿地系统对TN、TP、COD 和SS 的平均去除率分别为43%、83%、85% 和76%。
人工湿地的运行管理与维护
4.1水位
对于一个设计、运行良好的人工湿地来说,影响其处理性能的主要因素还是水位控制和流量调整。水位的改变不仅会影响人工湿地处理系统的水力停留时间,还会对大气中的氧向水相扩散造成影响。水位控制的不好极有可能使人工湿地产生不可设想的衰退甚至废弃。当水位发生重大变化时,要立即对人工湿地处理系统进行详细的检查,首先考虑的应是是否发生渗漏、出水管是否堵塞等机械问题。对于最常用的表面流型人工湿地,水位的调整与植物的生长也有密切联系。启动阶段水位应该逐步提高,以免植物幼苗被淹死或脱离土壤随水漂走。在该系统运行期间,管理者可以考虑在每年春天降低水位以促进新芽的生长。这样做可以使阳光更容易穿透水体照射到喜光的植物上[][7]。
4.2病虫害状况
人工湿地植物病虫害发生状况人工湿地作为一个人工生态系统,如同农田生态系统,有时则会在芦苇上发现芦苇、蒲草上发现蚜虫等一些病虫害。如果不及时处理很有可能导致植物枯黄矮小,甚至死亡。在观测中发现病虫害多发生于夏秋,此时正是植物生长迅速时期,一旦发生病虫害、对人工湿地的运行效果特别是对植物的产量将会造成较大影响[][7]。
4.3蚊蝇
湿地系统中高大的挺水植物成熟后容易发生弯曲或伏倒在水面上, 这种生境非常有利于蚊蝇的孳生。因此可以通过加强湿地植物的管理来控制蚊蝇, 在水边不种植水生植物, 或种植低矮的植株并每年进行收割[][8]。必要时可以在蚊蝇产卵的季节使用杆菌杀死蚊卵, 或使用能够导致蚊子幼虫发育衰减的激素来控制蚊蝇[][9]。
4.4气味的控制
表面流型人工湿地如果进水负荷过高, 会形成厌氧的水域,释放出难闻的气体。这种情况主要是由于进水的有机负荷过高或氨氮负荷过高造成的, 因此降低有机物和氮的负荷可以控制湿地系统散发出难闻的气味[][9]。由于植物能够将氧气传输到系统中, 因此在布局上可以将那些开阔的水域分散在种植较多植物的水域中[][10]。
4.5湿地堵塞
在所有人工湿地中, 悬浮物的积累是一些系统正常运行的主要威胁之一。虽然通过过滤和渗流可以吸附截留一大部分悬浮物可被微生物吸收消耗,但一些无机、大范围的悬浮物处理厂和预处理程度不够容易导致大型植物床的堵塞[][11]。在水平潜流湿地中, 床中水流大部分以潜流方式通过由活的、死的根和根茎造成的沟以及土壤孔隙。根和根茎的生长会扰动和弄松土壤。采用阶段式进水可有效防止堵塞[][11]。
4.6护堤的维护
要经常对护堤进行检查,防止水面以下护堤的外部斜坡面出现渗水现象,过多的或颜色异常暗绿的植被生长都是出现渗漏的症状。定期清除护堤和堤面上的杂草,以免杂草蔓延到人工湿地处理系统中与湿地植物形成强有力的竞争[][12]。对于较浅的潜流型人工湿地处理系统,定期去除湿地床中的树苗也是非常必要的。因为随着树木的生长,其根系可能会穿透防渗膜垫层,同时成熟的树木会遮挡阳光,抑制湿地水生植物的生长[][13]。
人工湿地的前景展望
5.1净化城市污水废水
通过在条件相应的污水处理厂布置一定面积的人工湿地可以高效率底能效的解决一部分污水的排放和净化问题,但应注意在管道选择时应选择耐压力较大的管材,以免无法达到国家地表水质四级标准的污水渗漏影响深层地下水而带来不可估计的损失。
5.2对生态损坏区进行修复
以人工湿地为载体,引进一些先锋植物进行种植和栽培,不仅可以达到景观的美化同时也为后续修复工作带来巨大便利。但应注意的是,在引进植物的时候应避免由于先锋生物生命力过强、繁殖速度过快而产生生物入侵。例如全国范围内的水葫芦入侵事件,在种植这类植物的时候应圈养并长期打捞,防止其过度繁殖和散逸。
5.3城市湿地公园的建设
在城市中建设湿地公园不仅可以扩大城市绿化面积、改善生态状况,为人们提供更加多样化的休息娱乐场所,还能够在涵养城市水源保护生物多样性等方面发挥巨大的作用。而城市湿地公园的景致应保持或贴近自然状况,保留现状植物和水域,主要在湿地设置游览线供人们行走和休息,在湿地内围可以展现各种适合的水生植物、鸟类观赏区等。
参考文献:
[1] 李光远,北方潜流人工湿地植物布局与管理探讨[B],中国水利,2010(5)
[2] 陈 坤,芦苇湿地系统处理油田污水的研究[A],科技传播,2011(1)
[3] 王全金,李丽,李忠卫,复合垂直流人工湿地除氮磷效果研究[A],湖北农业科学,2010(6)
[4] 李丽娜,李亚治,达良俊等,复合垂直流人工湿地处理废纸造纸废水的研究[A],中国造纸,2009(9)
[5] 胡胜华,张婷,周巧红等,武汉三角湖复合垂直流人工湿地对重金属元素的去除研究[A],生态环境学报,2010,19(10)
[6] 余志敏,袁晓燕,崔理华等,复合人工湿地对城市受污染河水的净化效果[A],环境工程学报,2010(4)
1 污水处理对城市环境产生的影响
污水处理必须进行一系列的污水网管建设,这些网管的建设需要进行大量的开挖施工,而这种开挖则会对城市环境造成一定的破坏,导致大量植被的死亡,破坏了城市原有的生态系统。此外,污水处理工作往往伴随着大量的机械运转,这些机械运转会产生大量的噪音,而这些噪音则会对工作人员和污水处理场的周边居民造成巨大的危害,长期在此噪音下生活和工作极有可能引发疾病。污水的成分较为复杂,常含有大量的有害物质,在处理过程中会产生大量的有害气体,若是处理不当导致这些气体外泄,会降低污水处理场周边的空气质量,而且这些有毒气体会严重危害人体的健康。污水处理问题随着人们环保意识和对自身生活环境重视度的提高而逐渐成为当前社会的重点问题,而作者就是在此背景下对城市污水处理技术和城市环保进行探究,可以说是极其有必要的。
2 污水处理方法的综述
污水中往往含有各种污染和有毒物质,对其处理需要经过多个步骤和采取多种方法,当前我国污水处理常用的处理方法有以下几种:
2.1 污水的物理处理方法
污水中往往含有大量的体积较大的悬浮物,而污水物理处理方式就是指用筛滤的方式将污水中的悬浮物从污水中截留和分离出来,这是污水处理的第一步。除了利用筛网和过滤装置外,还可以利用离心、气浮、沉淀等处理方法将污水中的悬浮物截留。其中气浮法使用较广且效果较好,尤其是在含油污水隔油之后的补充处理中应用最广,该处理方法随着时代的发展,也被分成了布气、电气、生物、化学、溶气等气浮法。
2.2 污水的化学处理方法
利用化学原理和化学反应来对污水进行处理属于化学污水处理法,主要原理就是利用化学原理在污水中投入化学物质将污水中的污染物分离或消除。絮凝剂属于常用的一种化学剂,将该物质投入污水中,等待化学反应的产生,最后会生成与水不相溶或相溶较难的化合物,再对其进行离析和沉淀,从而将污水中的污染物去除,达到净化水质的目的。也可以通过酸碱处理法对污水进行中和,还可以利用诸如臭氧等较强的氧化剂将污水中的污染物氧化出来,此外,还有电解法等通过阴阳两级对污水进行氧化还原反应,从而通过电解法达到净化水质的目的。
2.3 污水的生化处理方法
2.3.1 活性污泥法
利用微生物对污水中污染物的分解来达到污水处理的目的的污水处理方法属于生化法,该处理方法对污水的处理效果较佳,能够完全消除污水中的污染物,而且所有降解和处理过程都在微观中进行,应用较为简单。在众多生化污水处理法中,活性污泥法是使用较为广泛且应用效果较佳的一种,其主要利用活性污泥来处理污水中的污染物,具体的做法就是向污水中投入空气,在一定的时间之后由于好氧性的微型物繁殖形成污泥絮凝物体,而这上面栖息了大量的菌胶团微生物群体,其对有机物的吸附和氧化能力较强,能在时间顺序以及空间位置等方面进行调控,从而为微生物的生长创设良好的氧溶解条件。
2.3.2 厌氧生物处理技术
该技术主要是在厌氧环境中形成的厌氧微生物需要的环境和营养条件。主要用于污水中有机物的分解和二氧化碳、甲烷等气体产生的过程。该技术的应用已经长达一个世纪,并从春天的化粪池处理、污泥处理转化到污水和原水处理,尤其是近年来,这一技术的生物固体的截留能力在不断的提高,且具有较好的水利混合条件。
3 加强城市环境保护的对策
首先,政府要加强城市环境保护宣传,着重提高市民环保意识。政府承担着管理城市的重要职责,而城市环境作为城市管理的重要部分,必须给予其足够的重视。城市环境的好坏关系到城市居民生活质量的高低,而且城市环境的好坏基本是由城市居民决定的。若是市民有较高的环保意识和较强的自我约束能力,那城市环境肯定不会太差。相反,若是市民认为城市环境与自己毫无关系,在城市环保方面高高挂起、漠不关心,城市环境仅靠有限的环保人员来保持是远远不够的。所以,政府必须加强对市民城市环保的宣传,提高他们的环保意识,让他们意识到城市环境是与自身生活息息相关的,要主动积极的投入到城市环保中,从点滴做起,从小事做起。具体的宣传措施可以采取海报、宣传视频以及发起环保活动等方式进行。
其次,投入充足的资金,加快环保基础设施建设。良好的城市环境不仅能够提高城市居民的生活质量,而且能够吸引外来游客,增加城市的经济收入。对政府而言,良好的城市环境意味着更显著的有效的政策业绩。所以,必须重视城市和环境的基础设施建设。城市环节基础设施的完善是城市环保的前提条件,在当前我国城市化水平不断提高和工业化程度不断加深的情况下,加快城市环保基础设施建设已成为社会群众和政府关注的焦点问题之一。在进行基础设施建设时要扩宽建设资金的来源渠道,鼓励民间投资,有效调整社会闲置资源的配置,将社会资金引导到公共服务的投资领域,降低政府在基础设施建设方面所面临的巨大资金投入。
最后,加快技术更新和污水处理设备的更替。城市污水处理是城市环保的重要部分,而且污水处理能够减缓当前我国城市面临的水资源压力。根据上述分析可知,当前我国城市污水处理技术和处理设施虽然得到了极大的提升,但仍无法与世界先进国家相比较,仍存在诸多问题。为了城市污水处理业和城市环保工作的发展,必须重视污水处理技术和污水处理设施的升级和更换,着重解决当前污水处理中的问题和不足,加强对设备的日常维护。此外,除了处理技术和处理设备的升级外,还需要对污水处理技术人员的专业素质进行考察和培训,确保他们对新技术和新设备的熟练程度,要定期的对技术人员进行专业性考核。
4 结束语
污水处理和城市环保是密切相连的,对城市污水处理技术和处理方式的探讨有利于城市环保质量的提高。污水处理不仅能降低污水随意排放对环境的破坏,而且能缓解当前我国日益严峻的水资源危机。城市环境的保护不仅是政府的事情,还需要每一位公民投入其中,只有共同努力才会实现城市环境保护的目标。