生态工程在水处理中的应用综述_王敏

济南市2X()5年学术年会论文集公窿兵程准水处理中喃寇阉檬邃王敏(济南市环境评估中心25012)摘要:进循“整体、协调、循环、自生”原则的生态工程,在各个领城获得了长足发展,在水处理中的应用也益加广泛。本文系统论述了生态工程在水处理中的应用技术与方法。关健词:生态工程;水处理;人工沮地;富营养化生态工程是既古老又年轻,既通俗又深奥的一门学科。许多朴素的自发的生态工程,在中国实施已有3以刃多年历史,源远流长。但过去还未归纳出原理,方法论也未形成,研究对象也未明确,是朴素的自发的实践和思想,尚未成为一门学科。自20世纪60年代以来,美国的Odum及我国的马世骏教授等分别提出了生态工程概念。特别是马世骏根据中国大量朴素的生态工程实践,归纳出“整体、协调、再生、循环”的生态工程原理,并明确其研究对象为社会—经济一自然复合生态系统,为生态工程成为一门新兴学科奠定了基础。我国生态工程近10多年有进一步发展,研究和应用对象扩展为社会—经济—自然复合生态系统,目标明确为可持续发展,从追求一维的经济增长或环境与自然保护,走向富裕、健康、文明三维一体的复合生态繁荣。在充实“整体、协调、循环、自生”的生态工程原理和生态控制论的基础上,总结出生态工程设计的8项原则。方法论发展为从物理过程的量化走向生态过程的序化,从工程结构的优化走向生态格局的进化,从机器的人工智能走向人的生态智能。技术路线发展了硬件、软件、心件藕合,多学科、多技术的系统组合,调控复合生态系统全生态过程,寓环境保护于生产和消费中、寓废弃物处理于利用中,结构和功能纵横祸合成食物链网式、生命周期式、生态系统式等网络结构。我国学者在系统生态学理论基础上,吸收了中国传统哲学中有益部分,根据我国朴素的生态工程实践经验,将生态工程基本原理总结为整体、协调、自生、循环等。这些原理是废水处理与利用生态工程的基础与指导原则。生态工程对于解决“第二代”水资源问题而言是相对陌生、在成本上有效的一种战略。生态工程的潜在价值是,使用情况良好、低成本、多种效益,并且更易被公众和管理者接受。废水处理与利用生态工程的类型、工艺多种多样,要因地因类制宜选用,但其特点、原理是一致的。现简要介绍几种类型及案例。1城市污水就地、分散、小型、地埋式、无动力处理系统具有投资少、运转能耗及费用少、节约用地、处理废水达标,可因地制宜采用。在废水源头,如每幢建筑物或生活小区内,可将低污染的中水与粪便废水分流,分类就地处理。粪便污水首先进人分离器进行固液分离,除去不易生物降解的一些固体废弃物,再自动流人预处理池经初步分解,再经滑槽流人厌氧池发酵,发酵后的浓液经再消化降解,由斜管溢出发酵池进人沉淀池,其中可沉淀物经滴流沉淀后,废液再进人隔槽,除去水中悬浮杂质。最后进人增氧池,好氧处理后的水可排出、利用。2城市污水的土地处理与利用系统此系统是在人工可控条件下,将污水投配到土地上,通过土壤—植物系统自然地完成一系列物理、化学、生物净化污水过程,达到设计要求水质标准。它遵循生态工程整体化、循环再生、区域分异的原则,通过严格的系统工程措施,达到生态环境、经济及社会效益的三统一。其类型主要有:2.1慢速渗滤土地处理与利用系统慢速渗滤是土地处理污水技术中最广泛应用的一种类型。它具有易管理、经济效益显著的优点,可生态工程在水处理中的应用综述代替废水深度三级处理,在一定水质及环境条件下,可起到替代污水二、三级处理作用。2.2快速渗滤土地处理与利用系统该系统充分利用“土壤—水—微生物”系统的自然净化污水能力,取代常规二级处理方法。具有基建投资少,运转费用和能耗低,处理效率高,运行管理简便的良性循环等优点。它适用于处理混合型城市污水。含有重金属的废水,需经特殊前处理才能进人该系统。渗滤的土质要求通透性能强、活性高,水力负荷大、处理效果好为原则。如无此类土质条件,也可按照上述要求用砂、草炭及耕作土人工配置成滤料,制成人工滤床。这类工程已在北京昌平建立,并运行多年。2.3芦苇渗滤湿地处理与利用污水系统这类系统利用天然芦苇湿地辅以工程措施,以地表有水层,经苇地处理床土层介质渗滤,由地下出流人集水区,再利用。由预处理、苇地处理床、布水工程、集排水工程和回用系统组成,污水经一沉预处理后,按人为控制水力负荷经布水系统向芦苇处理床布放,使苇地处理床的淹没水层保持一定深度(0.4一l.Om)。污水在人渗运移过程中,一方面受到过滤等物理过程,氧化还原、硝化反硝化等化学过程和微生物分解、植物吸收、转化等生物过程一系列的自然净化机制的作用,逐步得到处理。另一方面在净化过程中不断向集水系统运移汇集,最终由地埋集水管排出,进人水塘,予以回用,完成处理与净化全过程。净化效果取决于污水污染负荷,水力负荷及滞留时间。利用湿地改善水质是生态工程最广泛的用途之一。据报道,至1994年,北美有6