吉林西部建设人工湿地污水处理系统可行性研究

[收稿日期]2004211206[基金项目]中国科学院学科前沿项目(KZCX3-SW-NA-13)[作者简介]张虎成(1974-),男,博士研究生;俞穆清(1943-),男,研究员,博士研究生导师,主要从事环境污染防治及评价研究.[文章编号]100021832(2005)0120099205吉林西部建设人工湿地污水处理系统可行性研究张虎成1,俞穆清1,贾春明2(1.中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林长春,130012;2.长春市环境保护研究所,吉林长春130012)[摘要]吉林省西部地区生态环境恶劣,其主要原因之一是干旱缺水,对城市污水进行资源化处理是有效缓解西部城市水资源贫乏问题的措施之一.西部地区有大面积的盐碱荒地,构建人工湿地污水处理系统有其明显的场地优势.综合分析可知,在吉林省西部构建人工湿地系统对城市污水进行处理是可行的.以吉林省西部城市洮南市为例,提出了污水处理工艺并进行了经济对比分析.[关键词]吉林西部;人工湿地;污水处理;可行性研究[中图分类号]X506[学科代码]610·3020[文献标识码]A0引言吉林省西部处于半湿润向半干旱过渡的气候带,是我国北方生态环境脆弱带的一部分[1].由于人类活动的影响,近30年来其生态环境明显恶化,主要表现在盐碱化、沙化和草原退化[2].造成西部生态环境恶化的主要因素之一是干旱、少雨.因此,如何提高水资源的可持续利用效率,确定合理的生态用水量,是改善生态环境的关键.其中,如何实现西部城市污水资源化是解决水资源紧缺和恢复植被的重要途径.一般城市通常采用传统的污水处理厂对城市污水进行处理,但其基建费用和运行成本高,对水处理技术的要求也较严,且中小城市污水处理设施普遍匮乏,城市污水处理的压力越来越大,寻求适宜这些地区的污水处理与资源化的可行技术显得更加现实和紧迫.人工湿地污水处理系统是国际上近30年来发展起来的一种生态型废水处理新技术,其特点是投资少、效果好、运行维护方便、污染物去除率较高,因此这项技术在世界范围内得到了迅速的发展[3].此外,生态处理工程使污水处理与生态环境建设有机结合,在处理污水的同时还可以创造新的景观,在我国经济欠发达和生态环境较恶劣的地区具有广阔的应用前景.在吉林西部地区构建人工湿地系统,不仅可以替代传统城市污水处理设施,降低污水处理和运行成本,最大限度地利用污水中的水肥资源,实现城市污水资源化,而且对西部盐碱化土壤的盐分运移控制也有积极的作用.因此,这是对吉林西部局部生态恢复的一种有益尝试,具有广阔的前景和重要的推广价值.1可行性分析1.1政策可行性分析建设部、国家环境保护总局及科技部于2000年(建城[2000]124号文件)发布的关于印发《城市污水处理及污染防治技术政策》的通知中明确规定[4]:“城市污水处理应根据地区差别实行分类指导.根据本地区的经济发展水平和自然环境条件及地理位置等因素,合理选择处理方式”.“城市第37卷第1期东北师大学报自然科学版Vol.37No.12005年3月JOURNALOFNORTHEASTNORMALUNIVERSITYMarch2005©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net污水处理应考虑与污水资源化目标相结合.积极发展污水再生利用和污泥综合利用技术.鼓励城市污水处理的科学技术进步,积极开发应用新工艺、新材料和新设备”.“在有条件的地区,可利用荒地、闲地等可利用的条件,采用各种类型的土地处理和稳定塘等自然净化技术”.吉林西部有大面积的可利用盐碱荒地,完全可以满足自然或半自然污水处理的场地要求.1.2技术可行性分析从上世纪70年代末开始,随着人工湿地污水处理应用领域不断拓展和延伸,其处理工艺越来越成熟,系统类型也日趋多样化.除了单级人工湿地处理系统以外,还有多级串联、并联、混联工艺和多水塘处理系统组合工艺,可以针对不同的污水处理目标确定不同的工艺类型.人工湿地污水处理系统的基本工艺流程见图1[4].图1人工湿地污水处理系统基本工艺流程在此工艺流程中人工湿地是污水处理系统的核心部分,绝大多数的净化过程与生化反应均发生在此部分.国内外实践表明,人工湿地不仅可以成功处理城市污水、工业废水、矿山废水、屠宰废水及养殖废水等各种类型的污水,对非点源污染的控制也较为成功.从1974年德国的第一个人工湿地试验开始,美国、英国、澳大利亚、捷克共和国等国家相继在此领域进行了大量的研究,均得到了较为满意的效果.同时,大小不等的人工湿地在世界范围内也兴建起来,仅美国就陆续建设了数以千计的人工湿地,处理能力从一家一户式污水处理到上千吨城市污水的处理,出水水质可以达到二级污水排放标准的水质要求.通常情