張杰:雨水循環與黑臭水體
恢復水環境的六大戰略
恢復水環境六大戰略之一:節制用水:節制社會用水流量稱"節制用水"與通常提倡的"節約用水"是統一范疇的概念。其內涵深度卻有很大區別。
恢復水環境六大戰略之二:城市水資源流的再生與再循環。水是可再生的循環型自然資源,也是可以凈化的再生資源。城市污水經再生凈化達到再生水用戶的要求,用水工業冷卻水、城市綠化沖廁等雜用水、城市溪流補充用水等等。
看一下其他國家污水再生利用,以色列地處干旱、半干旱地區,采用了農業節水和污水再生利用方略,解決了發展與水資源的矛盾。目前100%的生活污水,92%的城市污水已經再生利用,而我們國家是7%。洛杉磯是美國的缺水城市之一,解決水資源短缺的矛盾方法是將城市污水作為重要水源。進行了污水再生利用的中長期規劃,中期2050年,污水再生利用率達到70%,遠期2090年將達80%。
恢復水環境六大戰略之三:城市水系統物質流植物營養素健康循環。地球的生態系統有多種多樣,但其共同點是由生產者、消費者和分解者所組成。農田生態系統屬于開放性的生態系統,農田生產出來的產品都為人類所利用。人類社會的排列、糞便和廚余垃圾,進入了人工分解系統--污水處理廠、垃圾填埋場和焚燒廠,而這些人工系統又把營養物集中暴露在某些區域、水域和釋放于大氣,造成了土地污染、水域污染和大氣污染,同時切斷了農田能量與營養物質的生態循環。
污泥是實物稅處理過程中產生的含水固體殘留物,污泥干重中有70-80%的微生物細胞體看成生物固體,含有豐富的有機物五和礦物營養。污泥中這些對農作物有益組分可分為兩部分:一是元素氮、磷、鉀、鐵、錳、硼、鋅、通等。在農作物天然營養元素。另一類是有機質,有機質通過土壤中的生物降解,使污泥中大部分有機質礦化腐殖化。
污水污泥來源于處理過程,污水污泥中也混了污水中的病原菌、蟲卵、重金屬、人工合成有機物等,這些給回歸農田做肥料產生了障礙,但是污泥回歸農田是自然規律釋然,這些障礙我們是可以用技術方法來解決的。
1986年歐盟頒布了《污泥農業利用指導規程》,在保證營養物最大限度地循環利用的基礎上,為進一步防止有害物質進入土壤,在多次評價、修訂(的《規程》)中,經過討論研究梳理明確了對污泥中有害物質的態度。一是病原體;二是重金屬;三是持久性的有毒物。
污泥回田的障礙不是污泥性質本身而是國家與社會的認同。德國污泥回農標準比歐盟和美國嚴得多,德國大部分采用的是焚燒,污泥農田的用率比較低。我們國家與德國相比,有過之而無不及。2012年我國年產污泥是500萬噸,通過經過規模化處理不到10%,經過厭氧消化或好氧發酵后,用于農田的幾乎是零,大部分是廢置荒野,嚴重的產生了二次污染。
廚余垃圾是炊事原材料殘渣剩飯等等,這里面有大量的有機物和碳源,同時含有豐富的營養素,應當和污泥一起進行發酵回歸農田。
恢復水環境六大戰略之四:防止雨水徑流對城市水域水質的污染。空中降雨的水質并不純凈,而地面徑流尤其初雨徑流水質污染更甚。
大家看一看圖上兩張表,一個是東京降雨中的化學成份,東京的大氣質量并不好,河北還好一些,降水過程中凝結了大氣中的物質,降水的水質也有許多變化。地面徑流就更臟了,表里面表示的是各個城市初雨徑流污染的含量,如果和城市污水相比并不低。廣州市降雨過程中污染物的濃度變化,初雨的時候地表徑流很臟,降雨一段過程之后就好多了。
分流制排水系統初雨徑流水質也很惡劣,其COD、BOD、TN、TP接近生活污水。初雨徑流對接納水體水質的污染相當嚴峻。有人認為把合流制改為分流制就萬事大吉了,其實不然,分流制對初雨對水體的污染很嚴重。合流制雨水系統在旱季將城市污水輸送到污水處理廠進行處理和深度凈化。大雨時合流污水的溢流污染是合流雨水道的缺憾。
我們國家建國以來各地合流污水截流干管的載流倍數是0.5-1.0倍。中途泵站的規模也差不多。溢流口經常溢流,初雨發生的溢流水質更為惡劣,是造成失去黑臭水體的原因之一。怎么樣減少溢流作用?
一,減少溢流排放水量和溢流排放頻率。提高合流制截流干管的截流倍數,加強截流管和中途泵站的輸水能力是減少溢流量和溢流次數的根本。但改造需要時間和財力,在未改造前的時間內,可以充分發揮現在有關輸水系統的能力。
二,改善溢流排放水質。比如說采用高速過濾技術,還可以采用雨天活性污泥法。
怎么樣減少分流制雨水徑流對水域污染負荷?
分流制雖然可將雨水單獨立放流水域,不摻雜城市污水,但初雨水質的污染負荷幾乎與城市污水水質污染負荷相當。初雨水也許是城市水域的重要污染源。我們在雨水口,設立初雨貯存池。將初雨引入污水管網,流入污水處理廠與城市污水一并處理是可行方案。當污水管道距離甚遠,可以采用易埋和簡易式的處理方式。
總之,對于雨水的問題,我們必須重視。現在包括北京在內對雨水徑流的污染并沒有引起有關部門的重視,都認為污水處理廠的污水達標了,我們就完成任務了,北京曾經提出要把污水處理廠的處理污水標準由現在的一級A,提升為四類水體、三類水體的水平,這么做當然可以減輕污染,但是解決不了根本問題,花大量的錢解決一小部分的污染,如果把這些錢來處理污水廠的污泥,來處理雨水徑流,收獲要大不知道多少倍。
恢復水環境六大戰略之五:恢復城市雨水循環的自然通道,這樣可以減輕雨水徑流的污染,也可以減輕內澇問題。
一是要保護和建設城市濕地、森林、公園等自然滲水地面;
二是建設深水的人行道、自行車道、停車場等深水地面;
三是收集大面積屋蓋雨水,有組織的滲入地下或貯存利用;
四是結合景觀建設、修復城市湖泊、水地、溪流等城市水體,使暴雨徑流有節存身之處;
五是提高城市雨水道的規劃設計標準;
六是建立深層雨水隧道和調節池;
七是污水處理廠留有處理污水徑流的設施。
恢復水環境六大戰略之六:農業面污染控制
農業面污染是最廣泛最嚴重的面源污染。其主要來源于農業生產過程中土壤化肥、農藥、鄉村農家肥及規模養殖場廢棄物。在降水徑流沖刷作用下,通過徑流過程匯如河流、湖泊、海洋及地下水等自然受納水體,引起水域污染。目前在我國,面污染控制還是一個空白,氣污染貢獻已經超過城市和工業的點源污染。
對水資源循環利用的四個建議
一,要建立各城市再生水、供水系統。城市有自來水系統,有污水收集和處理系統,還有再生水系統,再生水系統非常重要,一方面減少了對自然資源的消耗,使我們對自然水循環的干擾要小。另一方面它提供了城市的水資源,如果我們各個城市再生水的利用率能夠達到50%,對自然水體的取水量就少了50%,尤其是在缺水地區,再生水非常重要。以色列是一個例子,人家是80%、100%,我們是7%,不知衡水是多少。再生水利用系統必須建,在深圳、大連、北京都做了工作,給他們做了規劃,但是他們并沒有實施,只是深圳部分進行了實施。如果這方面實施了,對于缺水地區是非常重要的。
二,變革農業肥料體制。現在農田的肥料全部依靠化肥,化肥是好,好在哪兒?農民便捷、干凈,而且高產,但是(使用)化肥是不可持續的,農業不可持續,糧食安全得不到保障。為什么這么說?因為常年用化肥,我們這代還可以,下一代、再下一代如果土壤沙化了,良田沒有了,還講什么農業可持續。另一方面,化肥帶來的污染很嚴重。所以我們的農田肥料結構應該改革,就是說要以有機肥為主,要大量的使用有機肥。有機肥從哪里來?城市的污泥、有機垃圾、畜禽糞便、農家肥,現在都不用了,農民嫌臟,怕累。政府農業部門又把污泥回田的標準定的高高的,也回不去,所以政府必須要好好進行檢討。要讓有機肥回到農田里。
三,建設城市應對暴雨徑流的常態工程。所謂常態工程就是要講綜合治理,海綿城市建設是一方面,濕地、公園、森林、草地能起到雨水循環的良好作用,大量的滲到地下去,再蒸發。在城市大概的覆蓋能到40%,道路、廣場都是不透水的,這些徑流讓部分的可滲水的地面滲透不了,土壤的滲透能力是有限的。如果超過了滲透能力,就形成了徑流,如果不把它及時的排除就會匯集到低洼地區把你淹了,所以我們必須建設強大的城市雨水的排水系統,也就是雨水道,分流制變為合流制的雨水道。標準很重要,以前的標準就是一到三年,大部分都是一年,其他國家是五年到十年,甚至五十年、一百年,雨水道的規模就相當大了。現在我們不是沒錢,而是沒有這樣的意識,我們的雨水道必須要改造成強大的雨水道。現在深圳、廣州、上海,北京也在建設。
四,建立權威的流域水事管理機構。水不能我想引就引,我想排就排,一定要經過權威的管理機構,權威管理機構不是一個人,一個省長或一個市長來管,而是要有各方面的代表,要有中央水事部門的代表,有地方民眾的代表,有地方政府的代表,大家共同來解決。你要引水10萬噸,可行不可行,給不給你,你要排水達到什么標準,要排多少都應該經過權威的機構來定。這個權威機構管的不是一條河,不是一個湖而是一個流域。所有涉及到這個水域的面積內都要管。這樣可以使濕地得到保護,水資源可以循環利用,水體更加健康。
謝謝大家!
編輯:guoai
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