張杰:雨水循環(huán)與黑臭水體
恢復水環(huán)境的六大戰略
恢復水環(huán)境六大戰略之一:節制用水:節制社會(huì )用水流量稱(chēng)"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(huán)境六大戰略之二:城市水資源流的再生與再循環(huán)。水是可再生的循環(huán)型自然資源,也是可以?xún)艋脑偕Y源。城市污水經(jīng)再生凈化達到再生水用戶(hù)的要求,用水工業(yè)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(yè)節水和污水再生利用方略,解決了發(fā)展與水資源的矛盾。目前100%的生活污水,92%的城市污水已經(jīng)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(jìn)行了污水再生利用的中長(cháng)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(huán)境六大戰略之三:城市水系統物質(zhì)流植物營(yíng)養素健康循環(huán)。地球的生態(tài)系統有多種多樣,但其共同點(diǎn)是由生產(chǎn)者、消費者和分解者所組成。農田生態(tài)系統屬于開(kāi)放性的生態(tài)系統,農田生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品都為人類(lèi)所利用。人類(lèi)社會(huì )的排列、糞便和廚余垃圾,進(jìn)入了人工分解系統--污水處理廠(chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)和焚燒廠(chǎng),而這些人工系統又把營(yíng)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(shí)切斷了農田能量與營(yíng)養物質(zhì)的生態(tài)循環(huán)。
污泥是實(shí)物稅處理過(guò)程中產(chǎn)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(yíng)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(yíng)養元素。另一類(lèi)是有機質(zhì),有機質(zhì)通過(guò)土壤中的生物降解,使污泥中大部分有機質(zhì)礦化腐殖化。
污水污泥來(lái)源于處理過(guò)程,污水污泥中也混了污水中的病原菌、蟲(chóng)卵、重金屬、人工合成有機物等,這些給回歸農田做肥料產(chǎn)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(shù)方法來(lái)解決的。
1986年歐盟頒布了《污泥農業(yè)利用指導規程》,在保證營(yíng)養物最大限度地循環(huán)利用的基礎上,為進(jìn)一步防止有害物質(zhì)進(jìn)入土壤,在多次評價(jià)、修訂(的《規程》)中,經(jīng)過(guò)討論研究梳理明確了對污泥中有害物質(zhì)的態(tài)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(zhì)本身而是國家與社會(huì )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(guò)之而無(wú)不及。2012年我國年產(chǎn)污泥是500萬(wàn)噸,通過(guò)經(jīng)過(guò)規?;幚聿坏?0%,經(jīng)過(guò)厭氧消化或好氧發(fā)酵后,用于農田的幾乎是零,大部分是廢置荒野,嚴重的產(chǎn)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(shí)含有豐富的營(yíng)養素,應當和污泥一起進(jìn)行發(fā)酵回歸農田。
恢復水環(huán)境六大戰略之四:防止雨水徑流對城市水域水質(zhì)的污染??罩薪涤甑乃|(zhì)并不純凈,而地面徑流尤其初雨徑流水質(zhì)污染更甚。
大家看一看圖上兩張表,一個(gè)是東京降雨中的化學(xué)成份,東京的大氣質(zhì)量并不好,河北還好一些,降水過(guò)程中凝結了大氣中的物質(zhì),降水的水質(zhì)也有許多變化。地面徑流就更臟了,表里面表示的是各個(gè)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(guò)程中污染物的濃度變化,初雨的時(shí)候地表徑流很臟,降雨一段過(guò)程之后就好多了。
分流制排水系統初雨徑流水質(zhì)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(zhì)的污染相當嚴峻。有人認為把合流制改為分流制就萬(wàn)事大吉了,其實(shí)不然,分流制對初雨對水體的污染很?chē)乐?。合流制雨水系統在旱季將城市污水輸送到污水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理和深度凈化。大雨時(shí)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(lái)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(jīng)常溢流,初雨發(fā)生的溢流水質(zhì)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(shí)間和財力,在未改造前的時(shí)間內,可以充分發(fā)揮現在有關(guān)輸水系統的能力。
二,改善溢流排放水質(zhì)。比如說(shuō)采用高速過(guò)濾技術(shù),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(zhì)的污染負荷幾乎與城市污水水質(zhì)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(wǎng),流入污水處理廠(chǎng)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(jiǎn)易式的處理方式。
總之,對于雨水的問(wèn)題,我們必須重視?,F在包括北京在內對雨水徑流的污染并沒(méi)有引起有關(guān)部門(mén)的重視,都認為污水處理廠(chǎng)的污水達標了,我們就完成任務(wù)了,北京曾經(jīng)提出要把污水處理廠(chǎng)的處理污水標準由現在的一級A,提升為四類(lèi)水體、三類(lèi)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(wèn)題,花大量的錢(qián)解決一小部分的污染,如果把這些錢(qián)來(lái)處理污水廠(chǎng)的污泥,來(lái)處理雨水徑流,收獲要大不知道多少倍。
恢復水環(huán)境六大戰略之五:恢復城市雨水循環(huán)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(wèn)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(chē)道、停車(chē)場(chǎng)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(guān)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(chǎng)留有處理污水徑流的設施。
恢復水環(huán)境六大戰略之六:農業(yè)面污染控制
農業(yè)面污染是最廣泛最嚴重的面源污染。其主要來(lái)源于農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中土壤化肥、農藥、鄉村農家肥及規模養殖場(chǎng)廢棄物。在降水徑流沖刷作用下,通過(guò)徑流過(guò)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(gè)空白,氣污染貢獻已經(jīng)超過(guò)城市和工業(yè)的點(diǎn)源污染。
對水資源循環(huán)利用的四個(gè)建議
一,要建立各城市再生水、供水系統。城市有自來(lái)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(huán)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(gè)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(gè)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(méi)有實(shí)施,只是深圳部分進(jìn)行了實(shí)施。如果這方面實(shí)施了,對于缺水地區是非常重要的。
二,變革農業(yè)肥料體制?,F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(chǎn),但是(使用)化肥是不可持續的,農業(yè)不可持續,糧食安全得不到保障。為什么這么說(shuō)?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(méi)有了,還講什么農業(yè)可持續。另一方面,化肥帶來(lái)的污染很?chē)乐?。所以我們的農田肥料結構應該改革,就是說(shuō)要以有機肥為主,要大量的使用有機肥。有機肥從哪里來(lái)?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(yè)部門(mén)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(jìn)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(tài)工程。所謂常態(tài)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(huán)的良好作用,大量的滲到地下去,再蒸發(fā)。在城市大概的覆蓋能到40%,道路、廣場(chǎng)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(guò)了滲透能力,就形成了徑流,如果不把它及時(shí)的排除就會(huì )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?yōu)楹狭髦频挠晁?。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?,F在我們不是沒(méi)錢(qián),而是沒(méi)有這樣的意識,我們的雨水道必須要改造成強大的雨水道?,F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(jīng)過(guò)權威的管理機構,權威管理機構不是一個(gè)人,一個(gè)省長(cháng)或一個(gè)市長(cháng)來(lái)管,而是要有各方面的代表,要有中央水事部門(mén)的代表,有地方民眾的代表,有地方政府的代表,大家共同來(lái)解決。你要引水10萬(wàn)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(jīng)過(guò)權威的機構來(lái)定。這個(gè)權威機構管的不是一條河,不是一個(gè)湖而是一個(gè)流域。所有涉及到這個(gè)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(huán)利用,水體更加健康。
謝謝大家!
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