關(guān)于人工濕地在廢水處理中的一些思考

1、關(guān)于人工濕地在廢水處理中的一些思考2015-10-31 HYPERLINK javascript:void(0); 水博網(wǎng)運(yùn)用人工濕地處理污水的最早歷史可以可追溯到1903年仍然健在的英國(guó)約克郡Earby，這個(gè)被認(rèn)為世界上第一個(gè)用于處理污水的人工濕地因其連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行而被廣為人知。而人工濕地處理污水工藝在世界各地受到重視并被運(yùn)用，還是在上世界七十年代德國(guó)學(xué)者Kickhuh提出根區(qū)法（The Root-Zone-Method）理論之后開始的。第一個(gè)完整的人工濕地試驗(yàn)始于1974年，是在德國(guó)的Othfrensen進(jìn)行的。而我國(guó)是在“七五”期間開始人工濕地的研究，首例采用人工濕地處理污水的研究工作始于

2、19881990年在北京昌平進(jìn)行的自由水面流人工濕地。我國(guó)的人工濕地經(jīng)歷了由引入到發(fā)展的過(guò)程。其建設(shè)的工藝和方法隨著研究成果的不斷推出而變得豐富，人工濕地的處理效能也得到不斷的完善和提高。除了在理論研究上取得了較多的成果外，作為工程應(yīng)用建設(shè)的人工濕地也得到了進(jìn)一步的推廣和發(fā)展，一些實(shí)用工程的建設(shè)和運(yùn)行，為人工濕地的發(fā)展提供了經(jīng)驗(yàn)性的參考。但是，由于目前我國(guó)的人工濕地建設(shè)最大的問(wèn)題還是在于經(jīng)驗(yàn)不足，缺乏長(zhǎng)期運(yùn)行系統(tǒng)的詳細(xì)資料，我國(guó)人工濕地建設(shè)和應(yīng)用的步伐相對(duì)緩慢，這與人工濕地的本身特性是分不開的，同時(shí)也與我國(guó)目前人工濕地建設(shè)和管理的體制有較大關(guān)系。有鑒于此，進(jìn)行一些總結(jié)。人工濕地是一種有效的、好

3、的方法。僅就生活污水而言人工濕地是最合理最經(jīng)濟(jì)的水處理方法。也是對(duì)五千年來(lái)人們處理生活污水方法的一種延續(xù)和提升。但是任何事情都不是絕對(duì)的和一勞永逸的。好東西要設(shè)計(jì)好、建設(shè)好、管理好，最關(guān)鍵的是要用對(duì)地方，也就是使用條件，否則也枉然或成負(fù)擔(dān)。人工濕地不能不管什么污水、不管多少污染物統(tǒng)統(tǒng)都投入其中要記清楚人工濕地不是污水坑?，F(xiàn)在的人工濕地還需要科學(xué)的指導(dǎo)，還要不斷的財(cái)力投入妄想建成后一勞永逸是不現(xiàn)實(shí)的。政府有責(zé)任和能力在人工濕地的管理中起到?jīng)Q定性的作用。從地域上看，在我國(guó)，南北跨越比較大，人工濕地的運(yùn)行狀況跟地域關(guān)系非常大。北方到冬天，人工濕地過(guò)冬非常困難，人工濕地一旦過(guò)不了冬，大量植物有機(jī)物在濕

4、地腐敗，很容易造成二次污染。而且二次污染的程度非常嚴(yán)重，基本上是不可恢復(fù)的，除非將人工濕地重新拿翻填。據(jù)初步估算，1kgBOD在植物的光合作用下，至少可以合成30kg總碳(有機(jī)物)，在將植被收割清理后，水中的有機(jī)物才算是得到有效去除，但是一旦人工濕地生產(chǎn)出來(lái)的植被得不了有效收割和處理，其污染能力是巨大的。人工濕地不是低成本的處理工藝，在人力成本日益增長(zhǎng)和土地資源日益緊張的今天，人工濕地已失去其優(yōu)勢(shì)了。之所以天然的濕地能夠凈化水體是在非常龐大的生態(tài)體系及生物鏈中完成的，天然濕地龐大完整的生態(tài)體系及生物鏈不是可以簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單一個(gè)純?nèi)斯竦鼐湍苣７陆ǔ傻模挥幸栏接谠斜Ａ舻奶烊粷竦?，人工進(jìn)行保護(hù)與擴(kuò)大

5、形成的半人工半天然濕地才真正具有污染處理優(yōu)勢(shì)。由此可以看出，人工濕地適合于無(wú)霜期長(zhǎng)、植物生長(zhǎng)期長(zhǎng)的小規(guī)模污水的處理。進(jìn)入濕地前，根據(jù)不同的水質(zhì)設(shè)置預(yù)處理，餐廚廢水需要隔油，懸浮物高的需要沉淀，并不是生活污水直接往人工濕地里面丟。人工濕地的幾種類型可以與生物塘等配合使用。人工濕地的設(shè)計(jì)有環(huán)保部剛出的規(guī)范人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范HJ 2005-2010，里面有進(jìn)水水質(zhì)要求、預(yù)處理要求。建設(shè)部2011年出臺(tái)的小城鎮(zhèn)污水處理建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中鼓勵(lì)日排放量小于3000方的生活污水采用生物塘和人工濕地等自然處理工藝，并提出出水排放標(biāo)準(zhǔn)是城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918中的二級(jí)和三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（3000方以下是三

6、級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），這是適合小城鎮(zhèn)實(shí)際情況的，自然處理法的優(yōu)點(diǎn)就是投資低、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便，并且景觀效果好。若采用以機(jī)械設(shè)備為主導(dǎo)的處理工藝，這些小污水廠的運(yùn)行成本一般都在0.8元/m3以上，是小城鎮(zhèn)承受不起的，建成后其命運(yùn)就是曬太陽(yáng)。和其它污水處理設(shè)施一樣，人工濕地建成后的管理是很重要的，日常管理包括植物補(bǔ)栽、固廢清理、植物收割與處置、水位控制、填料更換等。在國(guó)外，日本多用表流濕地處理河水、湖水等污染水體，這樣的案例有上千處，在歐美，分散型的小鎮(zhèn)和居民區(qū)用潛流濕地來(lái)處理生活污水，這樣的案例更多，效果是得到肯定的在我們國(guó)家，人工濕地研究和設(shè)計(jì)還不到20年的時(shí)間，日漸成熟，但還有很長(zhǎng)的探索和改進(jìn)空間，

7、結(jié)合實(shí)際做人工濕地的研究、因地制宜的開展應(yīng)用是非常有意義的，不能一棍子打死。那么，現(xiàn)在人工濕地都存在些什么問(wèn)題呢？首先，一個(gè)成功的人工濕地，對(duì)其的管理應(yīng)該是方便的，人工濕地種植了很多固氮固磷的植物，草本植物的清理就是管理方向的重點(diǎn)，植物在生長(zhǎng)過(guò)程中吸收富營(yíng)養(yǎng)化污染物作為養(yǎng)分，在其整個(gè)生命周期是營(yíng)養(yǎng)的生產(chǎn)者，吸收太陽(yáng)能，通過(guò)光合作用制造營(yíng)養(yǎng)，例如蘆葦，這玩意兒到秋天就詩(shī)情畫意的枯萎了如果不清理出來(lái)，那么，濕地水體營(yíng)養(yǎng)化反而加劇，前期的污染物分解吸收工作白做；但如果清理，那么相應(yīng)的人工組織、收割后的植物處理堆肥等，由誰(shuí)來(lái)組織？誰(shuí)來(lái)管理？經(jīng)費(fèi)誰(shuí)提供？另一方面，中國(guó)現(xiàn)階段采用人工濕地進(jìn)行污水處理的地區(qū)

8、污水進(jìn)水基本上都是未經(jīng)處理的原水（有的先經(jīng)過(guò)一次簡(jiǎn)單的一級(jí)處理），但是濕地一般只能用于處理經(jīng)二級(jí)處理后的出水。因此可以想象得到，在濕地建成初期對(duì)污水的處理效果相當(dāng)好，但是幾年后人工濕地污染吸收到達(dá)一個(gè)飽和點(diǎn)時(shí)，不僅隨新進(jìn)入的污水不能得到有效的處理分解，大量枯萎的植物腐爛發(fā)臭，成為內(nèi)部新增污染物，這時(shí)的人工濕地基本上就淪為一個(gè)擺設(shè)品，而吸附濕地里面的污染物將很有可能成為二次污染源，并招蚊惹蠅，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生惡劣的影響，威脅周圍居民的生活工作安全衛(wèi)生。其次，人工濕地最大的問(wèn)題防滲，目前很多的人工濕地，往地下水滲漏的不在少數(shù)。地下水系的污染是非?？膳碌模浜蠊膰?yán)重性是不可估計(jì)的，畢竟地表下地層復(fù)雜，地

9、下水流動(dòng)極其緩慢，因此，地下水污染具有過(guò)程緩慢、不易發(fā)現(xiàn)和難以治理的特點(diǎn)。地下水一旦受到污染，即使徹底消除其污染源，也需要十幾年，甚至幾十年才能使水質(zhì)復(fù)原。至于要進(jìn)行人工的地下含水層的更新，問(wèn)題就更復(fù)雜了。有些地區(qū)人工濕地的周邊，地下水污染嚴(yán)重，以至于用地下水喂豬都成問(wèn)題再次，撇開農(nóng)村這個(gè)特定環(huán)境，人工濕地在處理功能程度上還是值得借鑒的。但基本上人工濕地都修在鄉(xiāng)下，而大部分的處理工藝哪一個(gè)不需要專人或者兼職管理？因?yàn)樵谵r(nóng)村，鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)的政府在環(huán)境綜合治理方面大多缺乏有效的措施，基本上沒(méi)什么真正專業(yè)的管理人員；因?yàn)樵谵r(nóng)村，污水收集系統(tǒng)不夠完善導(dǎo)致人工濕地的進(jìn)水條件無(wú)法穩(wěn)定；因?yàn)樵谵r(nóng)村，對(duì)各地的實(shí)際

10、情況研究不全，技術(shù)資料不充分，對(duì)植物的選用、參數(shù)選擇上都存在跟風(fēng)現(xiàn)象。這些最后導(dǎo)致了大多數(shù)人工濕地最后都逃不了衰草連天的結(jié)局當(dāng)然這些跟政府部門的分工管理也有很大關(guān)系，但可以看出的是，要使人工濕地成為生活污水處理工藝中的成熟使用工藝還需要考慮多方面問(wèn)題。從根本上來(lái)說(shuō)，所謂的人工濕地就是一個(gè)低濃度污水處理廠，需要有專業(yè)的人去管理，對(duì)進(jìn)水要求比較高，就全國(guó)正規(guī)的污水處理廠又有幾個(gè)能運(yùn)行的很好的，建的是濕地，到最后都成了臭水坑。人工濕地的成功，完工后的管理是重點(diǎn)，那么設(shè)計(jì)呢？以前，我認(rèn)為，人工濕地后期的管理是工程成敗的首重，現(xiàn)在我認(rèn)為，人工濕地的概念設(shè)計(jì)亦是重中之重。接觸過(guò)那么多的企業(yè)公司，在人工濕地

11、上，真正有自己見(jiàn)解的，根本就沒(méi)有；真正有自己研究成果的，也是沒(méi)有；真正做了研發(fā)的，沒(méi)有；真正對(duì)人工濕地能做到深度理解的，完全沒(méi)有；真正全盤抄襲的，全部都是。一些企業(yè)，隨便參觀個(gè)把例子工程回來(lái)就敢依葫蘆畫瓢，照貓畫虎。殊不知，人工濕地的設(shè)計(jì)具有相當(dāng)?shù)尼槍?duì)性和唯一性，其流程設(shè)計(jì)，工藝組合，完全是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，水質(zhì)條件，達(dá)標(biāo)要求等來(lái)“定制”的，其背后所深諳的機(jī)理，在沒(méi)有弄明白之前，冒然上手，其結(jié)果，就是目前大多數(shù)人工濕地的種種問(wèn)題堵塞、漫流、出水黑臭、氣味四溢、淤泥沉淀嚴(yán)重。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度才是質(zhì)量的保證，施工如是，設(shè)計(jì)更是如是。你的面積怎么計(jì)算出來(lái)的，你的去除率如何保證？是參看的資料還是有自己的實(shí)踐？你

12、的工藝如何組合？如何重復(fù)？填料級(jí)配怎么考慮？池床比率怎樣才合適？池床深度如何考慮？停留時(shí)間是傳統(tǒng)的3-5d還是20-30h？什么條件下需要前處理，什么時(shí)候需要預(yù)處理，前處理預(yù)處理怎么設(shè)計(jì)？要不要曝氣，曝氣怎么做，設(shè)計(jì)在那個(gè)工藝段？植物怎么配置，植物根系深度如何考慮？什么工藝主要處理什么污染？什么措施保證持續(xù)運(yùn)行？設(shè)計(jì)末頁(yè)有管理建議么？有管理細(xì)則么？比起分析優(yōu)點(diǎn)與成效，我更加看重批評(píng)的意見(jiàn)和建議。在人工濕地是與否之前，我選擇是，因?yàn)槲艺J(rèn)為它是一個(gè)有意義的事情盡管它的現(xiàn)實(shí)非常遺憾。在一個(gè)浮躁的大背景下，沒(méi)有學(xué)術(shù)態(tài)度，沒(méi)有科研精神，一切以利益為重我所接觸的很多公司，打著農(nóng)村治理的名號(hào)，一個(gè)30方水的

13、工程，能夠收40萬(wàn)的費(fèi)用，而在其施工完畢不到3個(gè)月，這個(gè)工程就被廢棄設(shè)計(jì)嚴(yán)重不合理，無(wú)法運(yùn)行我們對(duì)其能期待有什么案例么？一個(gè)公司參觀了某地成功的人工濕地項(xiàng)目，本著友好交流的態(tài)度，設(shè)計(jì)主持者給他們做了一些基本的介紹，而后這家公司所有的工程如出一轍只是，它的出水依然如是，表流漫過(guò)，植物稀疏，甚至一個(gè)工程完工到現(xiàn)在都長(zhǎng)不起植物.能期待有什么經(jīng)典案例么？在合適的、適用人工濕地的地方推廣人工濕地，要因地制宜，而不是再向以前那樣農(nóng)業(yè)學(xué)大寨就全國(guó)各地都搞梯田，那是典型的教條主義。污水處理有很多方法，要根據(jù)需求，選擇合適的、適宜的技術(shù)，從處理污水的角度去考慮問(wèn)題，這樣才能解決污染?？偨Y(jié)上述所述，無(wú)外乎以下幾點(diǎn)

14、：1、人工濕地的建設(shè)占用耗費(fèi)了大量的土地面積。這對(duì)于我國(guó)，尤其是我國(guó)的中心城市而言，是其發(fā)展和推廣應(yīng)用開來(lái)的一個(gè)摯肘。在我國(guó)現(xiàn)行城市建設(shè)和規(guī)劃發(fā)展的體制中，是不可能于城市中騰出一塊較大的土地出來(lái)建設(shè)人工濕地的。2、人工濕地建設(shè)的開挖量大，對(duì)環(huán)境的影響較大。人工濕地建設(shè)大規(guī)模的土方開挖和固化池體建設(shè)，對(duì)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境存在著嚴(yán)重的影響。尤其是對(duì)工程建設(shè)區(qū)域的復(fù)耕具有非常重大而長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。在我國(guó)目前的濕地建設(shè)和管理模式下，建設(shè)謹(jǐn)慎，發(fā)展緩慢。3、人工濕地的管理體制不完善。用一句話來(lái)形容是，人工濕地“建一個(gè)廢一個(gè)，廢一個(gè)死一個(gè)”，以至于人工濕地在建成后很多都成為了當(dāng)?shù)卣囊粋€(gè)累贅。這是由于我國(guó)目前

15、現(xiàn)行的人工濕地管理制度所制約的。很多的人工濕地在建成后，即交付當(dāng)?shù)卣M(jìn)行管理（主要是鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村組），而當(dāng)?shù)卣块T卻拿不出一定的經(jīng)費(fèi)對(duì)其進(jìn)行預(yù)算和管理，包括灌溉、植物殘?bào)w收割、病蟲防治、人工費(fèi)用支付等，這就導(dǎo)致了人工濕地成為了一個(gè)包袱，丟不掉也甩不脫。4、人工濕地工程工藝的雜亂和不規(guī)范。人工濕地進(jìn)入我國(guó)的時(shí)間雖不長(zhǎng)，但其所形成的工藝類型卻不少。由于理論研究所針對(duì)的污水類型不同，研究過(guò)程中的地理位置和影響環(huán)境不同，因而所形成的處理工藝也不盡相同，加之這門學(xué)科切入的時(shí)間較短，沒(méi)有形成一個(gè)既定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這就給人工濕地工藝的甄選帶來(lái)了很大的困撓。究竟選擇何種工藝形式更加符合本區(qū)域的環(huán)境特征成為了建

16、設(shè)者和決策者們需要慎重考慮的問(wèn)題。實(shí)事是，很多決策者們單憑自己的第一感覺(jué)和單一印象，甚至是個(gè)人的交情就可以確定某個(gè)研究者所制定的工藝方案為工程實(shí)施方案。這樣做的結(jié)果無(wú)外乎兩種，一是僥幸成功，二是功虧一簣。5、施工技術(shù)的落后。人工濕地污水處理技術(shù)作為一門學(xué)科，其有自己的施工技術(shù)規(guī)范，包括布水方式、填料選擇、填料鋪設(shè)、墻體的構(gòu)建、防水層的建設(shè)等等。這些除了必要的技術(shù)規(guī)范外，還需要有較深的經(jīng)驗(yàn)積累。然而我國(guó)目前從事人工濕地建設(shè)施工的隊(duì)伍參差不齊，不要說(shuō)施工經(jīng)驗(yàn)，有些甚至是連施工圖紙也是第一次見(jiàn)到。這樣素質(zhì)的施工隊(duì)伍所建設(shè)的人工濕地可想而知了。6、人工濕地建設(shè)時(shí)的隨意性較大。人工濕地建設(shè)時(shí)應(yīng)秉承“具體情況具體分析的觀點(diǎn)”，但實(shí)際在建設(shè)過(guò)程中，作為業(yè)主方的建設(shè)單位卻具有很高的決定權(quán)。為降低建設(shè)成本，常對(duì)工程的建設(shè)進(jìn)行過(guò)分的干預(yù)，包括施工工藝的變更、工程工藝的增減、植物的配置以及工程材料的選擇和應(yīng)用等。這就導(dǎo)致了工程運(yùn)行后存在著較大的漏洞和隱患。7、人工濕地管理技術(shù)的不完善。不同環(huán)境條件下的人工濕地系統(tǒng)管理方法不盡相同，由于目前我國(guó)人工濕地大都采取托付當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門管理的方式，而管理人員的專業(yè)素質(zhì)較低，因此，也就無(wú)從談起良好的工程管理了。8、支持人工濕地建設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和研究資料太少。雖然國(guó)內(nèi)從事人工濕