【正文】 第一篇：生態(tài)工程在農(nóng)村生活污水問題中的研究應(yīng)用生態(tài)工程在農(nóng)村生活污水問題中的研究應(yīng)用摘要：農(nóng)村生活污水問題是水資源處理的重要組成部分，它關(guān)系到農(nóng)村居民的切身利益，對(duì)改善農(nóng)村居民的生態(tài)環(huán)境和生活質(zhì)量有密切聯(lián)系。目前，我國(guó)農(nóng)村生活污水治理污水收集難度大、工程設(shè)計(jì)未完全透明且淡化內(nèi)容、政策建設(shè)資金緊張、設(shè)施建設(shè)質(zhì)量得不到保證、設(shè)施運(yùn)行管理水平不足等問題。本文從生態(tài)工程的角度分析應(yīng)對(duì)我國(guó)農(nóng)村生活污水治理的問題，論述人工濕地系統(tǒng)、穩(wěn)定塘系統(tǒng)、地下滲濾系統(tǒng)、蚯蚓生態(tài)濾池四種現(xiàn)行生態(tài)工程在污水處理的應(yīng)用，以期為促進(jìn)我國(guó)農(nóng)村生活污水的治理提供借鑒。關(guān)鍵詞：生態(tài)工程，農(nóng)村，生活污水，應(yīng)用長(zhǎng)期以來，由于治理資金短缺和對(duì)農(nóng)村水環(huán)境保護(hù)意識(shí)的淡薄，農(nóng)村地區(qū)的生活污水未經(jīng)處理就直接排放，成為江河湖泊水體水質(zhì)下降的主要原因。據(jù)世界衛(wèi)生組織以及水供應(yīng)和衛(wèi)生合作理事會(huì)調(diào)查顯示，發(fā)展中國(guó)家中有25%的居住人口享受不到衛(wèi)生系統(tǒng)提供的便利，相比而言，農(nóng)村人口的比例高達(dá)82%［1］。現(xiàn)有的成熟的污水處理工藝對(duì)污水處理能夠達(dá)到很好的處理效果，但是它們又存在自身的限制，如運(yùn)行過程中需要化學(xué)藥劑的添加、釋放惡臭、運(yùn)行管理要求掌握相關(guān)技術(shù)技能，基建、運(yùn)行維護(hù)相關(guān)投資費(fèi)用高，從環(huán)境友好角度而言，它們也不是最佳選擇［23］，尤其是對(duì)于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力相對(duì)落后的農(nóng)村地區(qū)而言，因此人們開始致力于高效經(jīng)濟(jì)的自然生態(tài)處理工藝研究。進(jìn)行農(nóng)村生活污水的研究，探索適合農(nóng)村生活污水的處理模式，對(duì)推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)，具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。農(nóng)村生活污水處理存在的問題 污水收集難度大、管網(wǎng)欠缺污水收集上存在的問題是大多數(shù)農(nóng)村污水處理設(shè)施存在的共性問題。由于農(nóng)村地區(qū)居民,并非像城市居民居住相對(duì)集中。因其居住相對(duì)較分散,且地勢(shì)高低不平,污水難以通過自流進(jìn)入污水處理設(shè)施。同時(shí),由于缺乏系統(tǒng)規(guī)劃及農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)薄弱等原因,絕大多數(shù)村莊沒有完善的污水管網(wǎng)。已建的農(nóng)村污水處理設(shè)施由于管網(wǎng)不夠完善,收集范圍小,戶接入面窄,導(dǎo)致污水收集率低。 工程設(shè)計(jì)未完全透明、淡化內(nèi)容雖然農(nóng)村污水處理設(shè)施的建設(shè)都是通過專業(yè)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì),但目前國(guó)家還沒有出臺(tái)針對(duì)農(nóng)村地區(qū)污水處理工程的設(shè)計(jì)和施工相關(guān)規(guī)范,工程設(shè)計(jì)和施工往往只能參照其它相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。同時(shí),由于受工程總承包等相關(guān)利益的驅(qū)使或?qū)χR(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)等,或因農(nóng)村污水處理設(shè)施單個(gè)項(xiàng)目投資額小,設(shè)計(jì)收費(fèi)較低等原因的影響,設(shè)計(jì)單位在方案中對(duì)一些須具體明確化的設(shè)計(jì)內(nèi)容往往加以淡化或模糊化,這使得設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)文件內(nèi)容深度不足,比如涉及到人工濕地(生態(tài)綠地)等工程時(shí),對(duì)水力負(fù)荷的論證、濕地管道的鋪設(shè)、管道布水孔的設(shè)置,濕地填料的優(yōu)化級(jí)配、填料的孔隙度、填料的具體要求,濕地植物的選配、種植密度、種植面積等往往沒有給出明確的規(guī)定,這對(duì)后期的工程監(jiān)管、工程施工、工程審計(jì)等留有較大的疏漏隱患。 政策建設(shè)資金緊張、缺口較大由于上級(jí)部門資金投入不足,基層配套資金不到位,導(dǎo)致工程建設(shè)無法完整實(shí)施,達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),工程設(shè)施簡(jiǎn)陋、管網(wǎng)不全、污水收集和處理率較低。 工程運(yùn)行管理欠缺、缺乏機(jī)制雖然農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的建設(shè)大都選用運(yùn)行費(fèi)用低廉,管理維護(hù)簡(jiǎn)單等技術(shù),但并不完全是指所有污水處理設(shè)施不需要運(yùn)行維護(hù)管理。部分農(nóng)村污水處理設(shè)施的運(yùn)行管理也反映出了諸多問題(1)專職的管理人員缺乏,甚至無管理人員。即使有專人管理但主要以兼職管理為主,由于管理人員其他工作的限制,未有足夠的時(shí)間和精力投入到污水處理設(shè)施的管理上,使得出現(xiàn)問題無法及時(shí)解決,影響處理設(shè)施的正常運(yùn)行。(2)管理人員缺乏專業(yè)技術(shù)知識(shí)。管理人員大都未經(jīng)過相關(guān)的專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)或培訓(xùn),同時(shí),設(shè)計(jì)單位未在設(shè)計(jì)方案中指明具體的管理內(nèi)容、管理范圍和管理方法,無法對(duì)其所負(fù)責(zé)的污水處理設(shè)施進(jìn)行正常維護(hù)和有效管理。(3)缺乏完善的長(zhǎng)效管理機(jī)制。管理部門多頭管理,比如涉及包括農(nóng)辦、環(huán)保、水辦等部門,工程設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收整個(gè)環(huán)節(jié)缺乏專門的管理部門和系統(tǒng)的管理程序,治理資金分散,工程運(yùn)行維護(hù)和管理出現(xiàn)空位。生態(tài)工程在農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用 人工濕地系統(tǒng)人工濕地系統(tǒng)是自然濕地系統(tǒng)某些功能的強(qiáng)化，美國(guó)權(quán)威濕地研究與設(shè)計(jì)管理專家Hammer 定義人工濕地為: 一個(gè)為了人類的利用和利益，通過模擬自然濕地，人為設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植物、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體［4］。人工濕地處理技術(shù)是一種應(yīng)用比較廣泛的利用低洼濕地沼澤地處理污水的方法，將污水有控制地投配到土壤（填料）生長(zhǎng)有蘆葦、香蒲等水生植物的土地上。人工濕地對(duì)廢水的處理機(jī)理綜合了物理、化學(xué)和生物三重協(xié)同作用。當(dāng)濕地系統(tǒng)運(yùn)行成熟后，填料表面和植物根系中生長(zhǎng)了大量的微生物形成的生物膜，系統(tǒng)主要去除填料及根系阻擋截留，有機(jī)質(zhì)則主要通過生物膜中微生物的同化吸收及異化分解而得以去除。濕地床層中植物對(duì)氧的運(yùn)輸、傳遞、釋放作用，使其根系周圍的微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，有利于硝化、反硝化反應(yīng)和微生物對(duì)磷的過量積累作用，保證了對(duì)氮磷的去除效果，最后通過濕地基質(zhì)的定期更換及植物收割使污染物質(zhì)最終從系統(tǒng)中去除。目前，在美國(guó)有600 多處人工濕地工程用于處理市政、工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢水［5］，新西蘭也有80 多處人工濕地系統(tǒng)被投入使用［6］。在過去的20 年里在我國(guó)的廣大郊區(qū)、農(nóng)村地區(qū)超過1 500 個(gè)人工濕地案例已經(jīng)成功應(yīng)用。由于單一的生態(tài)處理方法不能夠達(dá)標(biāo)，近年來復(fù)合工藝興起，復(fù)合工藝就是將生態(tài)處理系統(tǒng)的不同類型按照?qǐng)龅貤l件、目的進(jìn)行組合或與其他污水處理工藝相結(jié)合使用，可以提高系統(tǒng)的處理負(fù)荷，從而減少了對(duì)環(huán)境條件的依賴性。太湖流域的宜興市尹家村污水處理工程采用MBR/人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水，通過對(duì)參數(shù)的合理選取及精心設(shè)計(jì)，取得了較好的處理效果，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918 － 2002)的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。工藝流程包括預(yù)處理單元、膜生物反應(yīng)器處理單元、表流濕地單元、氧化塘單元屬于典型的生態(tài)處理等工藝的綜合運(yùn)用。清華大學(xué)“九五”期間在滇池流域采用人工復(fù)合生態(tài)床處理農(nóng)村生活污水，利用微生物的硝化/反硝化作用以及填料對(duì)磷的吸附/沉淀作用、水生植物的吸收作用，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物氮、磷的去除取得了較好的效果［7］，但是在推廣應(yīng)用上仍有不足。 穩(wěn)定塘系統(tǒng)穩(wěn)定塘是一種土地經(jīng)過人工適當(dāng)?shù)男拚?，設(shè)圍堤和防滲層的池塘，主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的污水生物處理技術(shù)。它具有顯而易見的優(yōu)點(diǎn): 可充分利用地形，節(jié)省基建投資。運(yùn)行維護(hù)費(fèi)低，系統(tǒng)基本不耗能。無需污泥處理?？蓪?shí)現(xiàn)污水資源化。20 世紀(jì)50 年代末，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的Oswald和Gotaas 在穩(wěn)定塘基礎(chǔ)上提出并發(fā)展了高效藻類塘。高效藻類塘是傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的一種改進(jìn)形式，它通過強(qiáng)化利用藻類的增值來產(chǎn)生有利于微生物生長(zhǎng)和繁殖的環(huán)境，形成更緊密的菌藻共生系統(tǒng)，同時(shí)創(chuàng)造一定的物化條件，達(dá)到對(duì)有機(jī)碳、病原體尤其是氮和磷等污染物的有效去除。在法國(guó)污水處理領(lǐng)域穩(wěn)定塘頗受人們喜愛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，法國(guó)現(xiàn)在有2 500 ～3 000個(gè)穩(wěn)定塘投入使用，平均每個(gè)穩(wěn)定塘可服務(wù)600 個(gè)人，處理量為污水處理廠的20% 左右［8］。對(duì)穩(wěn)定塘等復(fù)合工藝的應(yīng)用，我國(guó)山東東營(yíng)市是一個(gè)較為成功的案例，其具體工藝流程為: 污水→總提升泵站→壓力管線→平流沉砂池→高效兼性塘→曝氣塘→養(yǎng)魚塘→曝氣→養(yǎng)魚塘→蘆葦塘→藕塘→自流或回用，此系統(tǒng)以高效兼性塘、曝氣塘和曝氣養(yǎng)魚塘為主要處理系統(tǒng)，對(duì)污水凈化效果較好，還可以利用污水養(yǎng)魚、鴨、鵝，達(dá)到污水處理效果的同時(shí)也獲得了經(jīng)濟(jì)效益［9］。 地下滲濾系統(tǒng)地下滲濾系統(tǒng)通常由化糞池和土壤滲濾裝置構(gòu)成，是將生活污水經(jīng)過化糞池預(yù)處理后投配到地面下一定距離，在滲透性良好的地層中，通過