张杰:雨水循环与黑臭水体
恢复水环境的六大战略
恢复水环境六大战略之一:节制用水:节制社会用水流量称"节制用水"与通常提倡的"节约用水"是统一范畴的概念。其内涵深度却有很大区别。
恢复水环境六大战略之二:城市水资源流的再生与再循环。水是可再生的循环型自然资源,也是可以净化的再生资源。城市污水经再生净化达到再生水用户的要求,用水工业冷却水、城市绿化冲厕等杂用水、城市溪流补充用水等等。
看一下其他国家污水再生利用,以色列地处干旱、半干旱地区,采用了农业节水和污水再生利用方略,解决了发展与水资源的矛盾。目前100%的生活污水,92%的城市污水已经再生利用,而我们国家是7%。洛杉矶是美国的缺水城市之一,解决水资源短缺的矛盾方法是将城市污水作为重要水源。进行了污水再生利用的中长期规划,中期2050年,污水再生利用率达到70%,远期2090年将达80%。
恢复水环境六大战略之三:城市水系统物质流植物营养素健康循环。地球的生态系统有多种多样,但其共同点是由生产者、消费者和分解者所组成。农田生态系统属于开放性的生态系统,农田生产出来的产品都为人类所利用。人类社会的排列、粪便和厨余垃圾,进入了人工分解系统--污水处理厂、垃圾填埋场和焚烧厂,而这些人工系统又把营养物集中暴露在某些区域、水域和释放于大气,造成了土地污染、水域污染和大气污染,同时切断了农田能量与营养物质的生态循环。
污泥是实物税处理过程中产生的含水固体残留物,污泥干重中有70-80%的微生物细胞体看成生物固体,含有丰富的有机物五和矿物营养。污泥中这些对农作物有益组分可分为两部分:一是元素氮、磷、钾、铁、锰、硼、锌、通等。在农作物天然营养元素。另一类是有机质,有机质通过土壤中的生物降解,使污泥中大部分有机质矿化腐殖化。
污水污泥来源于处理过程,污水污泥中也混了污水中的病原菌、虫卵、重金属、人工合成有机物等,这些给回归农田做肥料产生了障碍,但是污泥回归农田是自然规律释然,这些障碍我们是可以用技术方法来解决的。
1986年欧盟颁布了《污泥农业利用指导规程》,在保证营养物最大限度地循环利用的基础上,为进一步防止有害物质进入土壤,在多次评价、修订(的《规程》)中,经过讨论研究梳理明确了对污泥中有害物质的态度。一是病原体;二是重金属;三是持久性的有毒物。
污泥回田的障碍不是污泥性质本身而是国家与社会的认同。德国污泥回农标准比欧盟和美国严得多,德国大部分采用的是焚烧,污泥农田的用率比较低。我们国家与德国相比,有过之而无不及。2012年我国年产污泥是500万吨,通过经过规模化处理不到10%,经过厌氧消化或好氧发酵后,用于农田的几乎是零,大部分是废置荒野,严重的产生了二次污染。
厨余垃圾是炊事原材料残渣剩饭等等,这里面有大量的有机物和碳源,同时含有丰富的营养素,应当和污泥一起进行发酵回归农田。
恢复水环境六大战略之四:防止雨水径流对城市水域水质的污染。空中降雨的水质并不纯净,而地面径流尤其初雨径流水质污染更甚。
大家看一看图上两张表,一个是东京降雨中的化学成份,东京的大气质量并不好,河北还好一些,降水过程中凝结了大气中的物质,降水的水质也有许多变化。地面径流就更脏了,表里面表示的是各个城市初雨径流污染的含量,如果和城市污水相比并不低。广州市降雨过程中污染物的浓度变化,初雨的时候地表径流很脏,降雨一段过程之后就好多了。
分流制排水系统初雨径流水质也很恶劣,其COD、BOD、TN、TP接近生活污水。初雨径流对接纳水体水质的污染相当严峻。有人认为把合流制改为分流制就万事大吉了,其实不然,分流制对初雨对水体的污染很严重。合流制雨水系统在旱季将城市污水输送到污水处理厂进行处理和深度净化。大雨时合流污水的溢流污染是合流雨水道的缺憾。
我们国家建国以来各地合流污水截流干管的载流倍数是0.5-1.0倍。中途泵站的规模也差不多。溢流口经常溢流,初雨发生的溢流水质更为恶劣,是造成失去黑臭水体的原因之一。怎么样减少溢流作用?
一,减少溢流排放水量和溢流排放频率。提高合流制截流干管的截流倍数,加强截流管和中途泵站的输水能力是减少溢流量和溢流次数的根本。但改造需要时间和财力,在未改造前的时间内,可以充分发挥现在有关输水系统的能力。
二,改善溢流排放水质。比如说采用高速过滤技术,还可以采用雨天活性污泥法。
怎么样减少分流制雨水径流对水域污染负荷?
分流制虽然可将雨水单独立放流水域,不掺杂城市污水,但初雨水质的污染负荷几乎与城市污水水质污染负荷相当。初雨水也许是城市水域的重要污染源。我们在雨水口,设立初雨贮存池。将初雨引入污水管网,流入污水处理厂与城市污水一并处理是可行方案。当污水管道距离甚远,可以采用易埋和简易式的处理方式。
总之,对于雨水的问题,我们必须重视。现在包括北京在内对雨水径流的污染并没有引起有关部门的重视,都认为污水处理厂的污水达标了,我们就完成任务了,北京曾经提出要把污水处理厂的处理污水标准由现在的一级A,提升为四类水体、三类水体的水平,这么做当然可以减轻污染,但是解决不了根本问题,花大量的钱解决一小部分的污染,如果把这些钱来处理污水厂的污泥,来处理雨水径流,收获要大不知道多少倍。
恢复水环境六大战略之五:恢复城市雨水循环的自然通道,这样可以减轻雨水径流的污染,也可以减轻内涝问题。
一是要保护和建设城市湿地、森林、公园等自然渗水地面;
二是建设深水的人行道、自行车道、停车场等深水地面;
三是收集大面积屋盖雨水,有组织的渗入地下或贮存利用;
四是结合景观建设、修复城市湖泊、水地、溪流等城市水体,使暴雨径流有节存身之处;
五是提高城市雨水道的规划设计标准;
六是建立深层雨水隧道和调节池;
七是污水处理厂留有处理污水径流的设施。
恢复水环境六大战略之六:农业面污染控制
农业面污染是最广泛最严重的面源污染。其主要来源于农业生产过程中土壤化肥、农药、乡村农家肥及规模养殖场废弃物。在降水径流冲刷作用下,通过径流过程汇如河流、湖泊、海洋及地下水等自然受纳水体,引起水域污染。目前在我国,面污染控制还是一个空白,气污染贡献已经超过城市和工业的点源污染。
对水资源循环利用的四个建议
一,要建立各城市再生水、供水系统。城市有自来水系统,有污水收集和处理系统,还有再生水系统,再生水系统非常重要,一方面减少了对自然资源的消耗,使我们对自然水循环的干扰要小。另一方面它提供了城市的水资源,如果我们各个城市再生水的利用率能够达到50%,对自然水体的取水量就少了50%,尤其是在缺水地区,再生水非常重要。以色列是一个例子,人家是80%、100%,我们是7%,不知衡水是多少。再生水利用系统必须建,在深圳、大连、北京都做了工作,给他们做了规划,但是他们并没有实施,只是深圳部分进行了实施。如果这方面实施了,对于缺水地区是非常重要的。
二,变革农业肥料体制。现在农田的肥料全部依靠化肥,化肥是好,好在哪儿?农民便捷、干净,而且高产,但是(使用)化肥是不可持续的,农业不可持续,粮食安全得不到保障。为什么这么说?因为常年用化肥,我们这代还可以,下一代、再下一代如果土壤沙化了,良田没有了,还讲什么农业可持续。另一方面,化肥带来的污染很严重。所以我们的农田肥料结构应该改革,就是说要以有机肥为主,要大量的使用有机肥。有机肥从哪里来?城市的污泥、有机垃圾、畜禽粪便、农家肥,现在都不用了,农民嫌脏,怕累。政府农业部门又把污泥回田的标准定的高高的,也回不去,所以政府必须要好好进行检讨。要让有机肥回到农田里。
三,建设城市应对暴雨径流的常态工程。所谓常态工程就是要讲综合治理,海绵城市建设是一方面,湿地、公园、森林、草地能起到雨水循环的良好作用,大量的渗到地下去,再蒸发。在城市大概的覆盖能到40%,道路、广场都是不透水的,这些径流让部分的可渗水的地面渗透不了,土壤的渗透能力是有限的。如果超过了渗透能力,就形成了径流,如果不把它及时的排除就会汇集到低洼地区把你淹了,所以我们必须建设强大的城市雨水的排水系统,也就是雨水道,分流制变为合流制的雨水道。标准很重要,以前的标准就是一到三年,大部分都是一年,其他国家是五年到十年,甚至五十年、一百年,雨水道的规模就相当大了。现在我们不是没钱,而是没有这样的意识,我们的雨水道必须要改造成强大的雨水道。现在深圳、广州、上海,北京也在建设。
四,建立权威的流域水事管理机构。水不能我想引就引,我想排就排,一定要经过权威的管理机构,权威管理机构不是一个人,一个省长或一个市长来管,而是要有各方面的代表,要有中央水事部门的代表,有地方民众的代表,有地方政府的代表,大家共同来解决。你要引水10万吨,可行不可行,给不给你,你要排水达到什么标准,要排多少都应该经过权威的机构来定。这个权威机构管的不是一条河,不是一个湖而是一个流域。所有涉及到这个水域的面积内都要管。这样可以使湿地得到保护,水资源可以循环利用,水体更加健康。
谢谢大家!
编辑:guoai
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