首页 > 环保大家 > 人工湿地:水危机下的一剂良方

人工湿地:水危机下的一剂良方

《中国周刊》记者 赵春艳/文 杨剑坤、韦宝玉/摄影

【内容简要】2007年起,世界自然基金会(WWF)在郫县组织实施了“成都水源地综合保护示范项目”。该项目选择郫县安德镇田园村、安龙村,新民场镇的云桥村为示范区。通过开展河流自然生态功能修复、不同类型和规模人工湿地的建设、沼气池推广、环保农耕以及参与式环保管理等活动,全面实施水源地综合保护项目。

坐落在成都平原西部的岷江上的都江堰,成都目前的水源供给几乎全部依靠都江堰灌区。

坐落在成都平原西部的岷江上的都江堰,成都目前的水源供给几乎全部依靠都江堰灌区。

岷江是长江上游左岸重要的支流,又名汶江、都江,古时曾被认为是长江的正源。源出四川省岷山南麓,有东西两源,西源潘州河,出自松潘县朗架岭;东源漳腊河,出自松潘县弓杠岭斗鸡台。二源汇合后,向南流经松潘县城。至都江堰市被都江堰引水工程分为内外江,外江为干流,在“乐山大佛”处的凌云山,纳入大渡河及其支流青衣江,到宜宾汇入长江。

岷江中下游自古以来农垦发达,秦蜀守李冰建成都江堰后,成都平原成为沃野千里的“天府之国”,成都市的河流绝大部分属于岷江水系,流域面积占全市流域面积的85%。目前成都市中心城区供水主要由自来水二厂、五厂和六厂以及七厂承担,4座水厂水源均取自岷江干流的都江堰水利工程内江渠系。

2007年起,世界自然基金会(WWF)在郫县组织实施了“成都水源地综合保护示范项目”。该项目选择郫县安德镇田园村、安龙村,新民场镇的云桥村为示范区,通过开展河流自然生态功能修复、不同类型和规模人工湿地的建设、沼气池推广、环保农耕以及参与式环保管理等活动,全面实施水源地综合保护项目。

云桥 用湿地涵养的水源地

三月的蓉城,春天已经翩然来临,一早驱车赶往位于成都西北部、川西平原腹心地带的郫县,成都市自来水六厂、七厂的水源保护地就坐落在那里。一路上太阳被水雾遮挡,使得田园风光纯朴中带着些许静谧,远远望去,一片片鲜黄的油菜花点缀在乡景之间。在郫县新民场镇云桥村,成都市主要水源河柏条河、柏木河、徐堰河由西向东流经全村境内,云桥湿地就位于柏条河、徐堰河并流的最窄处。我们的人工湿地探访就从这开始。

柏条河,为岷江流域内江水系干渠之一,古名郫江、中江,为李冰“穿二江成都之中”的二江之一;徐堰河则是“二江”中的另一条——走马河的主要分支。多年来,这里历经由河道到耕地的变迁。在60多年前,这里还是徐堰河的古河床;1951年,为了防治下游洪涝灾害,当地村民开始对徐堰河进行河道整治,自此,古河床慢慢被村民用于农田耕作;1985年,由于独特的地理位置和优越的环境,使徐堰河与柏条河被选为了成都市饮用水的水源河,成都市自来水六厂开始在这里修建取水口。云桥湿地所在处多年来受自来水取水口影响,地下水位抬高,沉积成为沼泽型湿地,生物多样性丰富。2011年,WWF以云桥村天然湿地为基础,通过一系列科学合理的规划、设计和施工,结合湿地自然修复功能,进行云桥湿地生态恢复。

自来水六厂供应成都市70%以上的饮用水,确保水六厂取水口水源安全就确保了成都市饮用水源安全。尽管在这个饮用水水源保护区内,与水源保护相冲突的项目已一律不予审批,同时已经将饮用水水源一级保护区的长度从1000米扩大为5000米,宽度从50米扩大到1000米 。但在湿地周边的走访中记者了解到,虽然大部分村民已经按政府要求“生态搬迁”,现有农田也不施用农药、化肥,但水源地附近仍有少量村民没有搬走,生活污水依旧未经处理直接排放。在这种情况下,云桥村附近的湿地对成都饮用水源地取水口起到的保护作用十分必要。

成都自来水六厂的取水口。

成都自来水六厂的取水口。

云桥村的大量原住民已经“生态搬迁”,但水源地周边仍有农民居住。

云桥村的大量原住民已经“生态搬迁”,但水源地周边仍有农民居住。

从前对郫县水源地的保护主要采取种树的方法,但其效果与湿地无法比肩。湿地像海绵一样,可以调节降水量不均所带来的洪涝与干旱,增加水源涵养。同时,湿地又是天然的净水器,湿地是植物、土壤、微生物三位一体的复杂生态系统。利用基质、微生物及动植物群落的物理、化学及生物的相互作用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物分解、植物吸收等过程实现对污水中有机物、氮、磷等的去除。湿地植物在控制水质污染,降解有害物质上也起到了重要的作用,还能够为水体输送氧气,增加水体的活性。湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用,将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水,厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷,硝化细菌将铵盐硝化,反硝化细菌将硝态氮还原成氮气等等。

通过这一系列的作用,污水中的主要有机污染物都能得到降解同化,成为微生物细胞的一部分,其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。湿地生态系统中还存在某些原生动物及后生动物,甚至一些湿地昆虫和鸟类也能参与吞食湿地系统中沉积的有机颗粒,然后进行同化作用,将有机颗粒作为营养物质吸收,从而在某种程度上去除污水中的颗粒物。

垃圾

全国农村每年产生生活污水80多亿吨,这些污水有很多事直接排放,严重污染了农村地区居住的环境,河,湖,等水体普遍受到污染,饮用水水质安全受到严重威胁。

云桥湿地恢复启动至今,自然生态环境良好,成为多种动植物生长生活的优质区域,湿地中的野生植物多样,截止2013年8月,云桥湿地范围内记录有野生兽类8种,野生鸟类110种,两栖爬行类10种,鱼类5种,昆虫超过90种,如子陵吻暇虎鱼、泽蛙、噪大苇莺、紫假二翅蜉等。观察记录成都平原首例灰喉鸦雀和噪大苇莺繁殖行为。其中还不乏很多当地所特有的物种。目前,云桥湿地公园已向市民免费开放,野生动物调查监测持续开展,物种名录不断增加。同时,这块湿地也是当地重要的遗传基因库,对维持野生物种种群的存续、筛选均具有重要意义。

云桥湿地虽然仅仅占地56亩,但其作为一颗种子的力量已经开始发芽,2014年郫县政府完成了云桥湿地二期工程,2015年三期工程已经开始,目前三期工程挖湖工作已经完成,正等待蓄水,建成后将与云桥湿地一期、二期连成一片,形成345亩集水源涵养、净化功能和知识性、观赏性为一体的“生态屏障”。WWF在云桥村的示范无疑对带动政府的二、三期云桥湿地建设起到了巨大作用,通过人工干预与水生植物的自然扩散生长,围绕着成都自来水六厂取水口的湿地未来将是现在的十几倍。

人工湿地 农家乐里的去污高手

在云桥村,由于大量原住民已经迁居到集中安置地,水源地周边农户产生的生活污水已经较少,但是在我国更广大的农村地区,农户居住分散,生活污水很难像城镇一样集中收集进入管网,再通过污水处理厂或集中处理设施进行处理。长期以来,四川沿河地区农户的生活污水基本上未经处理就直接排放进入小溪和江河,最终污染流域内的水环境。

山庄建筑面积4300余平方米,可同时容纳500人就餐。

独秀山庄建筑面积4300余平方米,可同时容纳500人就餐。

生活污水的可怕就在于积少成多。与普通农户相比,农家乐污水排放量更大,对水环境的污染更为严重。近年来随着城镇化进程的不断加快,以长江流域四川、重庆农家乐为代表的乡村旅游业的发展规模迅速增大,作为全国农家乐发源地的四川省,农家乐数量达全国总数的三分之一。然而,在当地农民致富增收的同时,这些遍地开花的农家乐大部分都存在废水处理难的问题,产生的生活污水远超出大自然的自净能力。

在郫县东北200多公里以外的阆中,嘉陵江穿城而过。有着2000多年建城历史的阆中古城与云南丽江、山西平遥、安徽歙县并称为中国四大古城。随着阆中古城旅游的升温,路程不远且经济方便的乡村农家乐不仅逐渐成为大部分阆中市民周末休闲的首选目标,而且也逐渐成为阆中新的旅游品牌。在阆中规模最大的一家农家乐酒店“独秀山庄”中,一位成都游客告诉记者:“几个朋友介绍说阆中这个地方搞的很不错,我们就过来看看,到了以后感觉很满意,这里风景好、环境好、价廉物美,人也很好客……

阆中市独秀山庄座落在沙溪办事处金鼓村,处于阆中和苍溪县之间,于2012年4月建成营业,山庄建筑面积4300余平方米。独秀山庄可同时容纳500人就餐、品茗、娱乐。“春节‘黄金周’期间,平均每天接待游客近千名,每天餐饮收入达4万余元。”独秀山庄负责人邓智平说。这里还有30间客房可供住宿。开业之初的很长一段时间里,独秀山庄的污水都是直接顺着沟渠流到山下的嘉陵江里,并且在独秀山庄之后,周边陆续开业多家中小型农家乐酒店,已经形成规模,与其对应的是污水成规模地乱排,依旧是流到嘉陵江里。山庄修建的排水渠就流经住在下坡的几户农家门前,这几户人家常年饱受臭水的“摧残”,屡次到政府反映问题,却也无可奈何,因为政府不可能在这样的山区专为几家农家乐酒店修建污水处理厂。

在夏天,安龙村走马河的农家乐是成都和都江堰市民游泳,避暑的圣地,冬天也有很多冬泳爱好者光顾。

在夏天,安龙村走马河的农家乐是成都和都江堰市民游泳,避暑的圣地,冬天也有很多冬泳爱好者光顾。

在此种情况下,WWF经过考察,提出以修建人工湿地的办法,以小投入解决大问题。达成共识后,WWF将湿地选址在污水排放口附近的一片橘树林处,橘树移栽他处,接下来,设计人员、建筑队伍各司其职按部就班。在设计原理上独秀山庄的人工湿地借鉴了人工湿地污水处理厂的原理,将其微缩化,并在结构上进行优化完善,减少了投入成本和中间环节,从而降低建造和维护成本,施工上普通农村建筑技工经过培训后即可按照图纸施工建设,池子修好后就要往里栽植植物,一般30天左右即可发挥作用:系统根据重力原理,利用地形坡度,使污水自行流经化粪池进入各级处理池,因此无需耗电抽水,低碳环保。

陈士兵家的排污沟,这些污水会先排到人工湿地池里。

陈士兵家的排污沟,这些污水会先排到人工湿地池里。

如今独秀山庄的人工湿地已经变成了一个小小绿色景观,采用潜流式人工湿地能够有效防止臭味散发和蚊虫孳生,下一级浅水池里,美人蕉已经由最初购买的3棵变成了一大丛,还有很多植物是工作人员从嘉陵江畔移栽过来一小簇后扩散生长出来的。这些湿地植物能够吸引蝴蝶、蜜蜂及其它昆虫,也为鸟类捕食提供了条件,用于收集人工湿地出水的小水塘还为蛙类、蜻蜓幼虫等湿地动物提供了良好的栖息生境。因此,农家乐微型人工湿地系统能够丰富周边的生物多样性。该塘内还可种植蕹菜、水芹、莲藕等水生蔬菜或水生花卉,体现微型生态经济湿地的多功能价值。经净化后的出水最终进入溪沟或用于农业灌溉。

农家乐微型人工湿地系统后期维护简单,只需每年清理一次化粪池,冬季割除枯萎的湿地植物,并定期清除杂草,运行费用可忽略不计。所形成的微型湿地景观,不仅处理了污水,还增加了对游客的吸引力。

陈士兵家的人工湿地只有2分地大小,污水经过湿地池层层处理,以清水之身流入走马河。这片人工湿地也被打理成了一个绿色盎然的小花园,尤其在夏天为他家门前添色不少。

陈士兵家的人工湿地只有2分地大小,污水经过湿地池层层处理,以清水之身流入走马河。这片人工湿地也被打理成了一个绿色盎然的小花园,尤其在夏天为他家门前添色不少。

人工湿地的建造可以因地制宜,“独秀山庄”的圆形人工湿地池就是一个很好的例子。

人工湿地的建造可以因地制宜,“独秀山庄”的圆形人工湿地池就是一个很好的例子。

面源污染组合拳 湿地+有机农业

郫县作为成都市重要饮用水源保护区,涉及饮用水源保护禁区和一、二级保护区,陆域范围共60多平方公里,涉及几十个自然村、5万多农民。自2006年荣获“中国农家乐旅游发源地”称号至今,郫县已经先后获得“全国休闲农业与乡村旅游示范县”、“全国农业旅游示范点”等多个称号,这多少要得益于岷江润泽之下的优美生态环境和旖旎风光。

距云桥村不远的安德镇安龙村就处于二级水源地保护区内,同时也一个农家乐旅游十分发达的地方。安龙村是一个有着典型的川西林盘风貌的村子,作为川西水网的典型缩影,安龙村的水系由毛细血管般的灌溉渠、村头的人工湖构成,最后所有的水都汇入走马河,绕村而过,而走马河就是成都清水河的上游。都说成都人的休闲、安逸是生在骨子里的,从成都市区出发,顺着成灌高速行驶,不到半个小时,就到了安龙村,优美的景色和便利的交通使得这里一年四季都游人不断,尤其是走马河边的十几户农家乐最受欢迎,吃饭、喝茶、打麻将自不在话下,夏天在河边乘凉、到河里游泳解暑更是成都、都江堰两地市民的一大乐趣,就算是冬季,也有一群冬泳爱好者时常光顾这里。喝茶、吃饭自然需要洗米、洗菜、洗餐具,游完泳那就一定会冲凉。如此一来,污水不在少数,而在从前农民理所当然地将污水排入仅十几米开外的河里。事关千千万万人民健康和生命,饮用水水源地岂能遭此污染?

农家乐人工湿地模型,原理一目了然。

农家乐人工湿地模型,原理一目了然。

2009年,在可口可乐项目的支持下,WWF在安龙村走马河边陈士兵家建造了2分地大小的农家乐人工湿地污水处理系统。据女主人熊巧蓉讲,到了夏天高峰时期每天能达到一千人次光顾他家。若没有相应的处理手段,其造成的污染可想而知。陈家的人工湿地建成至今效果非常好,这些污水首先通过专用管道收集到化粪池,经过前段初级处理之后,再进入到人工湿地污水处理系统进行深度净化处理。陈士兵很自豪地说:“污水从厨房流出来,经过湿地层层处理,最后清水流入走马河。我们这里是成都市冬泳协会的游泳基地,自从修了湿地,污水得到了处理,大家都到我们这一段来游泳,他们对我家门口的水质放心,人多了,我们的生意也越来越好!” 在有效减少对走马河水环境污染危害的同时,其人工湿地也被打理成了一个绿意盎然的小花园,为他家门前添色不少,即使不游泳的人,也愿意选择到这来喝茶,因为这里的环境相当“巴适”。需要研究的是,湿地治理河水虽好,但却与村民的切身利益“不挂钩”,致使部分村民积极性不高。

人工湿地处理前后的水质对比。

人工湿地处理前后的水质对比。

除了农家乐单户修建人工湿地之外,安龙村还有一条紧邻走马河,遵循“借水还水”原则而建的湿地“走廊”。所谓“借水还水”,即岷江水通过走马河从活水源注入,流程1.2公里,灌溉安龙村数百亩土地,利用天然沟渠以及原有挖沙遗留下的坑洞恢复成一个湿地系统,通过植物和土壤、生物质吸纳并消解安龙村生产生活污水后,最后以同等水质于沟渠末端还馈走马河。宋代朱熹有诗云“问渠那得清如许?为有源头活水来”。只说对了一半,水清之功一半归于活水,一半则要归功于湿地。现在紧邻走马河的这一公里多湿地上已经修起了步道,在水闸处观走马河水花激荡,在芦苇回荡的湿地边,欣赏自然的曼妙,是何等惬意。

走马河是成都清水河上游,从安龙村传过。

走马河是成都清水河上游,从安龙村传过。

不仅如此,四川首个以“农耕水工文化”为特色的环境教育中心也落户在安龙村。这个水环境教育中心由世界自然基金会、成都城市河流研究会共同设计修建。其建筑结构采用川西平原传统建筑常用的穿斗式木梁框架结构,还依照传统复原了一座已经淡出人们视线的水磨坊,告诉孩子在这样一个川西水乡,过去就是用这种方式碾米、磨面,为大人展示从前我们是如何用古老的农耕智慧与水和谐相处。WWF还携手“可口可乐一滴水的快乐旅程”等公益活动在各示范点安置了讲解人工湿地功能与可持续农业的宣传牌,同时把各农家乐经营者培训成了乡村环保讲解员,让他们讲述自己的环保故事,一方面为周边农户经营农家乐提供了可资借鉴的环境友好型发展模式,另一方面也让公众的水环境保护意识得到了提升。

这片水域原是一个村民挖沙遗留下的大坑,现在成了湿地系统的一部分,景色十分优美。

这片水域原是一个村民挖沙遗留下的大坑,现在成了湿地系统的一部分,景色十分优美。

若按照常规农业发展,化肥、农药的使用必将对水源地造成威胁,因此发展有机农业是安龙村的唯一选择。2005年底,由成都市河流研究会实施的“成都府南河上游安龙村可持续发展示范项目”在这里启动。如今,安龙村是成都市8个“小规模、组团式、生态化”新农村综合体建设的试点之一,这里不少村民从2005年开始,便在种植作物时不施用化肥、农药,不使用生长剂和除草剂。农作物生长全采用自然农法,套种轮作,使用沼液、有机堆肥和自制营养液,物理控虫生物防,真正实现了绿色有机生产。

在安德镇园田村,1969年出生的李学友,2004年之前都在外打工、漂泊,2004年之后回归土地,开始了自己的农耕生活,并在WWF的指导下于2009年加入生态健康蔬菜种植的行列。一开始接触有机农业是看重价格,但价高就意味着不好卖,也因此同一批接触有机农业的5户现在只剩下他还在坚持。不过是金子总会发光,从一开始卖不出去菜到现在,他的“潮农家庭农场”已经有72个会员,这些会员每年只需3600元,即可每周两次收到李学友送来的足够一家三口食用的最新鲜的有机蔬菜。时下,他的有机农场正在逐渐实现盈利,他说:“现在的收入虽然没有那些大田种蔬菜的多,但是通过自然农耕我有很多其他收获,明白了很多环保道理、健康观念,最重要的是找到了很多志同道合的朋友。”就在采访的前几天还有一家成都的亲子教育机构与他洽谈有机农园作为亲子教育基地的合作事宜。

四川号称“千河之省”,面源污染是四川省河流湿地面临的主要威胁之一。而岷江、嘉陵江两流域生物多样性丰富,不仅是大熊猫、金丝猴、雪豹等珍稀动物的重要栖息地,也是长江上游的天然“水塔”。“用小湿地处理好长江上游农家乐生活污水的排放,对于保护长江流域生态环境,保障下游用水安全都有着积极的意义。”WWF长江湿地项目经理韦宝玉如是说。有机农业加上人工湿地护航之下的生态观光,或许可以为水源地保护区乃至整个中国乡村经济可持续发展提供可资借鉴的“绿色模式”。

云桥湿地虽然仅仅占地56亩,但其作为一颗种子的力量已经开始发芽。2014年郫县政府完成了云桥湿地二期工程,2015年三期工程已经开始

云桥湿地虽然仅仅占地56亩,但其作为一颗种子的力量已经开始发芽。2014年郫县政府完成了云桥湿地二期工程,2015年三期工程已经开始

生态肾 因地制宜

习近平总书记指出:中国要强,农业必须强;中国要美,农村必须美;中国要富,农民必须富。党的十八大报告第一次提出了“美丽中国”的全新概念,中国是农业大国,美丽乡村是美丽中国的基础之一。

实际上,农家乐只是广大乡村地区面源污染的类型之一。服务区是高速公路上必不可少的服务设施,其在为高速公路使用者提供便利的同时,起到了保障行车安全和提高运输效率的重要作用。根据《交通运输“十二五”发展规划》,到2015年,国家高速公路网将基本建成,高速公路总里程预计将达10.8万公里,按照每50公里修建一对(公路两侧各一个)服务区,全国将会保有约4300个高速服务区。高速公路服务区在为往来车辆及本身工作人员提供餐饮、住宿、洗车等服务的同时,也产生了大量的生活污水。由于服务区的污水排放终端大多处于农田、鱼塘,污水在未处理达标的情况下直接排放,容易导致附近区域的二次污染。目前多数服务区均采用地埋式一体化污水处理设施进行污水处理,但该装置的生物填料需要定期更换,费用高,操作繁琐,且受污水量和运行管理因素的影响较大,处理效果难得到长期保证。另外一种序批式活性污泥法投资和运行费用也较高,对管理的要求高。据相关调查,全国大多数的高速公路服务区都在不同程度上存在着生活污水直接排放或未达标处理排放的问题。因此亟需一种运行简单、维护管理方便、处理效率较高的污水处理工艺对高速公路服务区的污水进行处理。

与此类似的还有散布在广大农村的学校和一些远离城市的景区。据《2013年中国环境状况公报》,2013年,我国共建成供水工程近5万处、分散供水工程4万处,解决了6343万农村居民和农村学校师生的饮水安全问题;全国农村用水普及率达59.4%,集中供水的行政村比例达61.3%。

但对生活污水进行处理的行政村比例仅为9%,对生活垃圾进行处理的行政村比例为35.9%。与高速公路服务比,农村校园的污水处理更为急迫。

农家乐人工湿地生态系统示意图。

农家乐人工湿地生态系统示意图。

旅游景区都是人间美景,但大量涌入的游客所带来的公厕废水、餐饮废水一旦处理不好,就会破坏景区美景。通过采取分散式小面积作业,能够保护景区原有生态环境,净化后的水还可以进行二次利用。

此外,我国的军队人员总数世界第一。军队营区产生的生活污水属于分散式生活污水,污染源主要来自营区办公楼、家属楼、宿舍、食堂、小型加油站、小型饲养场、车辆及各种装备冲洗场等场所,厨房废水所占比例在 85%。驻城市军队营区产生的生活污水虽然已纳入市政管网进行统一处理;但更多的驻城市以外军队营区的生活污水,基本无法依托地方市政设施进行处理。这些营区数量多,产生的生活污水如果直接排放,将会不同程度地影响周围水体以及生态环境。而军队目前用于污水处理的运转经费很少,地方上先进的污水处理技术大多投资较大,能耗和运行费用较高,不适合军队实际情况。

人工湿地这一方式具有因地制宜,出水水质好、抗冲击力强,建造和运行费用低和维护方便,氨氮去除率高,同时可使污水处理与环境生态建设有机结合等优点,能够有效减少农村分散式面源污染对流域水环境造成的破坏,在解决以上污水处理问题上应得到更多的推广。

如何建造一方 家庭人工湿地

我国是一个水资源短缺的国家,人均水资源占有量不足2200立方米,只有世界平均水平的三分之一,是全球人均水资源最贫乏的国家之一,水资源面临着“水多、水少、水脏、水浑”四大问题。总体而言,我国农村生活污水治理尚处于起步阶段。中国大多数地区,尤其是中西部地区,还未开展农村生活污水治理工作。大部分农村地区生活污水都是不加处理,直接排放到自然水体。很多农村无力建设排水管网系统,以及集中的污水处理设施。

2005 年,建设部村庄的《村庄人居环境现状与问题》调查报告显示,超过 90%的村庄没有合理的污水处理系统。水利部农村饮水安全中心2013年对全国农村生活排水典型(涉及16个省、市、自治区)调查显示:没有经过处理的生活污水直接排放村庄占调查村庄总数的67%。东部调查村庄数的40%、中部调查村庄数的94%和西部调查村庄数的73%生活污水直接排放。有污水处理措施村庄仅占调查村庄总数的6.1%。

那么,一位农家乐经营者如何才能建立一个家庭式人工湿地污水处理系统?人工湿地由具有透水性的各类人工填料、水生植物、微生物群落、填料表面及内部流动的水体等几部分组成。

首先,要根据宅院地形确定建造湿地的类型。人工湿地主要有四种类型:表流型、水平潜流型、垂直潜流型及混合性四种。几种类型在污水处理中各有利弊,在实际运用中如何选择和搭配,扬长避短是关键。经过WWF的实际运用,在农村生活污水的处理上主要提倡以水平潜流+表流为主,或表流+水平潜流+表流。

所谓表流型人工湿地,即水流在湿地表面呈推流式前进,有利于废水的自然复氧,在流动过程中,与土壤、植物及植物根部的生物膜接触,通过物理、化学以及生物反应,污水得到净化,并在终端流出。但表流人工湿地不能充分利用填料及植物根系的作用,水力负荷较低、占地面积大、容易生长蚊蝇、产生臭味,影响景观。潜流型则是指污水在湿地床的内部流动。潜流型人工湿地,水面位于湿地填料层以下,污水在填料床中沿水平方向缓慢流动,通过填料表面生长的生物膜,丰富的植物根系及填料截留等的作用对污染物进行去除由于水流在地表下流动,保温性较好,受气候影响较小,卫生条件好,是目前研究及应用最为广泛的湿地流态。垂直流人工湿地,水流在填料床中处于自上而下的垂直流动状态,水流流经床体后被铺设在出水端底部的集水管收集而排出,与水平潜流湿地相比,该类型湿地增大了污水与空气接触面积,有利于氧的传输,提高了处理效果,但系统控制复杂,落干/淹水时间长,夏季易滋生蚊蝇。垂直潜流型人工湿地是在垂直潜流系统中,污水由表面纵向流至床底,在纵向流的过程中污水依次经过不同的介质层,达到净化的目的。其占地面积较其它形式湿地小,单位面积处理效率高。而水平潜流型人工湿地是潜流式湿地的另一种形式,污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过砂石、介质、植物根系,流向出水口一端,从而净化水体。几类人工湿地各有优缺点,需针对不同的污水类型和地理条件灵活选用。

其次,根据“预处理+人工湿地+湿地生态经济塘”的组合思路做整体规划。预处理阶段厨房废水通过格栅滤除粗大杂质后,与厕所冲洗废水一起排入改进型三格化粪池(三格容积比为2:1:3 ),通过厌氧发酵处理使生活污水得到初步降解,提高其可生化降解性,同时实现水质、水量调节作用,从而降低人工湿地处理负荷。根据实际地形和可用土地面积,采用多级水平潜流人工湿地对化粪池出水进行深度处理。

等到夏季,湿地植物生长茂盛,以冬日景观完全不同,同时净化功能也大大提高。

等到夏季,湿地植物生长茂盛,以冬日景观完全不同,同时净化功能也大大提高。

再次是填料选择,填料一方面通过吸收、吸附、离子交换、络合反应等物理化学途径来净化污水中的污染物;另一方面为微生物及植物的生长提供稳定依附表面,常用的填料有粗砂、砾石、沸石、石灰石等,所选填料应比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、水头损失小、稳定性好,以利于增加生物量、防止系统堵塞、提高使用寿命。

最后,选择人工湿地的植物。目前全球发现的湿地植物有6700余种,但是已经被应用于湿地污水处理的只有几十种,大概分为漂浮植物、根茎植物、挺水植物、沉水植物几种。漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。根茎、球茎及种子植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。挺水草本植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、草、水葱、水莎草、纸莎草等,为人工湿地系统主要的植物选配品种。沉水植物是指整个植株都生活于水中,只在花期将花及少部分茎叶伸出水面的水生植物,如蓖齿眼子菜、菹草、金鱼藻、轮叶狐尾藻、大茨藻、角茨藻、轮叶黑藻,沼生植物如莎草、藨草、灯心草等。植物的种类不同地区有不同选择,在四川,湿地植物可以选择风车草、美人蕉、鸢尾、狐尾藻等具有较强净化能力常见物种,总而言之,需要筛选净化效果好、生态经济价值高的湿地植物。

关于建造费用和建筑周期。人工湿地的建造材料主要是水泥、砖、砂石、土壤及排污管,农村建材市场就能满足需要,建造技术也简单,一般乡村建筑施工队伍即能胜任。由于取材容易,每平方米费用只需600到800元左右,不同地区因建材和劳动力成本不同而有差异。家庭式人工湿地的建设周期一般为一周左右。建成后无需动力装置,管理成本低,占地面积小,灵活程度高。在中国南方如果日排污量为1吨污水的话,那么大约需要10到15平方米大小的人工湿地就能把污水尽数处理掉,而且可以根据地形变化来设计,形态可以多样化,还可根据排污量的变化不断调整、优化。排污量增加,只需再增加处理单元即可。

“潮农”李学友,地里硕大的圆白菜就是在不施加任何农药和化肥的情况下长出来的。现在只要他的家庭农场没有配送猪肉,他那的72户成都会员就会一直不买肉等着李学友杀猪。

“潮农”李学友,地里硕大的圆白菜就是在不施加任何农药和化肥的情况下长出来的。现在只要他的家庭农场没有配送猪肉,他那的72户成都会员就会一直不买肉等着李学友杀猪。

人工湿地应用生态系统中物种共生、物质循环再生的原理,以结构与功能相协调为原则,在促进废水中污染物质良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益。

美丽中国,从乡村起步。通过建设庭院式的人工湿地,用水生植物从生活污水中吸收氮、磷和其他污染物质,可在一定程度上有效化解日益严峻的农村污染问题。建设美丽乡村,承载着广大农民的新期待,是我国生态文明建设最坚实的载体。

组织“亲子活动”一直是李学友的心愿,他希望“给城市里的孩子普及一下植物的知识,增添课外乐趣。”

组织“亲子活动”一直是李学友的心愿,他希望“给城市里的孩子普及一下植物的知识,增添课外乐趣。”

饮水危机下的治水新思路

2015年的3月22日是第23届“世界水日”,也是第28届“中国水周”的开启。本届“世界水日”的宣传主题是“水与可持续发展”,而中国的宣传主题为“节约水资源,保障水安全”。

毋庸置疑,在中国越来越多的城镇居民已经享受到公共供水服务,但供水水质到底如何,仍不得而知。2011年起,中国设立了一系列着眼于提升“从水源到水龙头”的饮用水水质保障能力的目标,并将之纳入“十二五”(2011-2015)规划。2012年颁发的《全国城镇供水设施改造与建设“十二五”规划及2020年远景目标》中显示,4100亿元会在“十二五”期间投入全国城镇供水领域,分别用于水厂改造465亿元、管网改造835亿元、新建水厂940亿元、新建管网1843亿元、水质监测监管能力建设15亿、供水应急能力建设2亿,可以看到其中重点是放在了水厂和管网改造上。这巨额投资成效如何,或许2013年启动的“十二五”规划的中期评估能够给出答案,但这些评估报告并未对外公开,理由为“涉密”。在此背景下,民间的自检报告纷纷出炉,这些报告虽不足以还原中国饮用水水质的全景,却足以勾勒出中国饮用水安全面临的风险和挑战。

饮用水处于水链条的末端。这意味着,为实现饮用水水质的高标准,需要在整个供水链条上采取从源头到龙头的全面配套标准、政策法规与行动。从源头看,我国一直没有出台“饮用水水源标准”,而是参照现行《地表水环境质量标准》和《地下水环境质量标准》中的相关规定。以地表水水源为例,根据环保部《饮用水水源保护区污染防治管理规定》,饮用水地表水源取水口一级保护区内,水质应不低于地表水Ⅱ类标准,二级保护区水质应不低于地表水Ⅲ类标准。但实际上,水源地保护区的水质远未达到此标准。往上追溯。工业污染无须赘述,中国也是农药和化肥使用大国,而且使用效率极低,这意味着,大部分化肥和农药都流向了河流和土壤,再加上无处不在的生活污染。

三期云桥湿地建成后将与一期,二期连成一片,形成345亩集水源涵养,净化功能和知识性,观赏性为一体的“生态屏障”。

三期云桥湿地建成后将与一期,二期连成一片,形成345亩集水源涵养,净化功能和知识性,观赏性为一体的“生态屏障”。

再从水源地往下看,自来水厂处境尴尬。2006年,原卫生部于国家标准化委员会联合发布最新生活饮用水水质国家标准《生活饮用水卫生标准》,与1985年发布的旧标准比,水质指标从35项跃升到106项,这不仅是中国史上最严格的饮用水标准,更使得中国饮用水水质标准跻身国际领先水平。将世界上最复杂的水源水变成符合世界上最先进水质标准的安全饮用水,成了中国绝大多数属供水企业面临的最大挑战:不合格水源加重水处理难度,常规处理工艺难以去除水源中的复杂成分,深度处理工艺被推崇,但投资成本过高。目前中国仅5%的城镇水厂上马深度处理设备,可以预见的是,中国的城市扩张速度将在很长一段时间内快于供水系统的改进速度。显然,以基础设施建设为主的饮用水安全解决方案并不适合中国,综合治理手段下的水源保护和水污染防控才能使饮用水水质进入良性循环的轨道上来。

以当今的水处理技术,纵然再污浊的水也可以处理成直饮水,但代价是高耗能、昂贵,此外还需消耗大量化学品。而湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,以自然的办法治理自然使“人工湿地”成为当今国内外最具开发及应用前景的污水处理工艺之一。从WWF在郫县水源地、阆中五星级农家乐等地实施的“人工湿地”治理污水的案例来看,在保护水源地和控制污染,尤其是解决我国分散、面广的农村生活污水处理难题上,“人工湿地”都是非常有效的途径,特别是在脱磷、脱氮方面的显著效果。微环保,聚力量。作为兼具多功能效益的人工湿地生态经济系统,以其环保经济、低碳高效,既帮助农民解决环境和发展问题,也为流域水环境保护提供了借鉴,具有良好的示范作用和推广价值。试想如果每个直排口的水都是经过人工湿地净化过的,那么自来水厂的负担也会减轻许多。

人工湿地

文章来源:中国周刊

原文链接:http://www.chinaweekly.cn/bencandy.php?fid=63&aid=7530&page=1

图片来源:中国周刊

本文版权属于有机会(www.yogeev.com)或者相关权利人享有或者共有,未经本公司或作品权利人许可,不得任意转载。转载请以完整链接形式标明出处,商业使用请联系有机会

本网转载文章旨在传播有益信息,如果本文及其素材无意中侵犯了您的版权和/或其它相关知识产权,请及时联系我们,我们在核实后将在第一时间予以删除。