生态城市污水处理模式选择研究
发布时间:2012-05-31 00:00


城市是人类主要的聚居 地,随着人口的增长、社会的发展和科技的进步,城市化将进一步加快;但另一方面,随着城市化的加快,又加剧了生态环境的危机,污水泛滥,处理率低,造成城 市生态环境明显恶化。面对城市发展过程中出现的问题,专家、学者以及有志之士进行了大量的研究,以期找到解决办法。
城市中出现的问题是随着城市的发展而来的,回顾人类社会所走过的路程,古代的“森林社会”是没有生态危机的,假如一头牛被一群狮子围攻,其结果可想而知是牛被狮子肢解,狮子专挑好吃的(对狮子来说是好吃的),吃饱后,走了,剩下来是第二批狐、狗、狼之类动物饱餐一顿,然后第三批食肉鸟再来饱餐一顿,第四批小鸟和小动物也来饱餐一顿……最后微生物和植物进行最后的瓜分,剩下的就为零了,所以森林里可以说是没有废弃物!也不存在污水,一切都充分体现了“高效” ——“零污染”。专家学者通过深入地研究得出:城市的发展方向是生态城市。
 
一、生态城市及其特性
生态城市是采用生态系统规律及原理规划设计、建设和管理的城市,它不同于一般的园林城市,因为生态城市并不仅仅是单一的多栽树、多种花,多建绿地。它在哲学层次、文化层次、经济层次及技术层次都有其深刻内涵,并进行集成整合后具有如下特性。
1、高效性。在生态系统内构成多层次食物链子系统,形成能量、物质、信息多层次利用,真正做到“物尽所用”,做到成本最小化,利益最大化。
2、零污染。在生态系统中,一种动物排泄物,可能是另外几种动物的食物,即生态系统是“零污染”。例如,人的粪便狗很喜欢吃!对狗来说是食物,还有虫子、微生物、植物也很欢迎它!一个工厂“废弃物”,可能是另外几个工厂的原料。
3、和谐性,“天人合一”。生态城市中,人与自然合一,人是自然的组成部分,每一件事都应充分考虑到人对环境的影响,环境不是局限于某一地区,而是基于全球。例如我们造房子,不但要考虑人的舒适性、健康,还要考虑其它动物的生存空间,如鸟的栖位。
4、物质循环性。生态系统的形成为多层次的物质和水的循环,C、N、P、K元素从一种物质形态转化为另几种物质形态,形成物质循环。此外还有自然性、动态性、多样性、整体性、稳定性、全球性等等生态特性。此处不做详细说明,重点讨论的是生态城市中水的问题。
 
二、生态城市的血液——水遵循的原则
21世纪的战争主要是为了争夺水源,这是前联合国秘书长Butrus Ghail所 作的预言:我们可没有石油,没有钢铁,没有计算机,但我们不能没有水!水是我们赖以生存发展的重要战略资源。这是从人类的需求上说明水的重要性,生态城市 也一样,水是必不可少的。生态城市中水的使用原则唯有遵循可持续发展原则才符合生态城市的发展模式,可持续发展原则包括以下几个方面。
1,使用者原则:供水和污水处理成本由使用者承担,不能由政府承担。
2,循环原则:污水处理后回用形成系统循环。
3,源头控制原则:污染控制从末端治理向源头控制。
4,分散处理原则:源头控制,分散处理、就地回用。
5,减少水用量原则:节水就等于减少污染。
6,预防原则:即使发生可能性很小,也要积极预防。
7,合作参与原则:制定政策法规需各方面人士参与合作,必须考虑各方利益。
8,整体性利益:不能只顾局部利益,不考虑整体环境。做到整体性环境优美,唯有零排放。
9,全寿命周期设计原则:不能仅局限于产品或工程本身的造价,尚需计算其运行和报废时处理的费用成本。
10,生态性原则:不能从一个地方引水使用后又排到另一地方去,容易造成生态破坏。
要找到符合生态城市的水的使用原则,必须对原有的水的运行模式进行分析研究。
 
三、三个时代城市污水处理模式对比研究
要对原有水处理模式进行分析,应首先对物质循环进行一番对比。
农业化城市是天然朴素的物质循环,人与环境和谐统一;工业化城市由于思维理念陷入异区,物质循环变为直线形式,从而造成人与环境之间的矛盾变得不调和。生态城市作为未来城市的发展方向,人与自然当然应该协调,物质循环应实现生态循环(如图所示)。
从图示看出,三个时代物质循环方式是不同的,从而由此决定了污水处理方式也不同。目前城市水资源运行模式是以“大量开采,大量制造,大量消费,大量污染,大量处理”的工业化城市模式运行,例如:形成一座城市供水从几十公里或几百公里,甚至几千公里以外引水,而城市污水又引到城市外几十公里进行工厂化处理排放,形成城市水资源的开环系统,这对水资源是极大的浪费!因此,目前城市污水处理模式已进入“两难境地”,一方面污水增加,政府资金短缺,建不了污水处理厂;另一方面,污水厂运行费用高,即使建了污水处理厂,也用不起。
在生态城市中,城市污水处理模式不能走传统工业化城市处理模式之路。而应走可持续发展的生态化之路,即“适量开采,适量制造,合理消费,无污染,分散处理”之路。
在生态城市中,污水处理模式应该由“双损”局面变为“双赢”。“双损”即河流和近海被严重地污染,生态系统遭到破坏,同时营养物被白白浪费,城市绿地得不到营养,农业大量使用化肥;“双赢”即污水变为绿地和农业植物的营养源泉,污水又得到了生态的净化,河流和近海没有遭受污染。
中国及发展中国家要建设生态城市,城市污水处理模式完全可以跨越工业化城市污水处理模式,而直接进入生态化城市污水处理模式。因为中国城市化历程短,新发展的城市往往缺乏大量系统集中式排污管网,又是雨污合流的排水系统。如采用工业化城市污水处理模式需大量投资,又要进入“两难”局面,因此应该走生态城市的污水处理模式。
生态城市污水处理模式可行性研究
工业化城市水环境的困惑是污水处理率低,河道污染严重,水资源短缺。这主要是由于集中污水处理厂工艺是先污染后治理或者建成后仅收集处理少量污水,它的投资成本及运行费用都很高,政府对治理水环境的投资大、运营负担重、财政压力大,政府不得不面临着“建不了、用不起”的两难问题。
 
 “三零”生态化解决污水方案是解决上述两难问题的最佳方案。
 
所谓“三零”方案,是指城市污水零排放、政府零投资、运行零费用,它是生态城市污水生态处理系统重要方案。
如何实现“三零”方案?本文分别从技术和经济两方面进行阐述。
1、如何实现城市污水零排放?
环境问题不仅仅是资金 和技术问题,更是管理问题或者思维方式问题。传统的污水处理方法,由于受工业思维模式的影响,总希望把少量污水通过庞大的收集管网收集成大量污水集中解 决,认为这是解决污水的主流方法。而从宏观体系看来,城市的管理同企业的管理道理一样,应该不断地解决小问题,使其不产生问题。同样,对待城市的环境也应 该采用这种思维。例如,把城市的模块(小区或工厂)的污水就地净化处理达到回用标准,城市的污水就可以达到零排放,同时也就不需要建立庞大的污水收集管网 了。
实现污水零排放的技术有人工生态绿地污水处理系统、地理式生化处理装置、生物膜法净化污水装置等,但对于发展生态城市来说,尤以人工生态绿地污水处理系统最为合适。
2、 实现政府零投资?
实 现政府零投资关键在于改变城市污水处理的模式,由污水厂集中处理模式向分散的小区处理模式转变,这样投资主体就发生了转变,可以由房地产开发商和居民承 担,这不仅符合解决全球环境问题中提倡的谁污染谁治理的原则,也实现了政府零投资。由此政府从责任者转为管理者、监督者和服务者,从而减轻了财政压力。
3、实现运行零费用?
生 态系统处理分为有动力型和无动力型。无动力型是无水泵、无电耗、无运营费用的理想模式;由于整个污水生态处理系统,氧源主要来自植物光合作用、根系输氧,土 地呼吸作用,水自流负压吸氧,所利用的能源是太阳能、生物能、重力能,运行几乎不需要费用,如果经营管理得当,生态系统栽种经济作物,还会有所收益。
4、如何实施城市污水零排放?
首先,需要政府领导一把手重视,专门成立城市污水治理领导小组,由规划、城建和环保等职能部门联合办公,并先出台相关政策法规强制推广。
其次,修改有关城市建设大配套费的政策,切出一块原为污水处理厂和污水管网的建设费用返还给房地产开发商和有关建设单位;切出多少由各地政府自行决定;每户家庭只需投资2000—2500元即可解决。政府可以利用这笔钱统一规划使用,委托专业公司建设人工生态绿地,保证城市污水的处理质量,运行管理也可委托专业公司。
城市污水及工业废水实施就地处理就地回用,其投资和处理费用由使用者承担。这符合使用者承担源头控制及分散处理的原则。
可以先在一个城市进行示范区建设,政府以优惠政策鼓励开发商进行生态处理建设;在这一基础上总结经验,全面推广,推广时哪一家开发商不按规范操作,应进行处罚,不予验收,进行强制推行。
对于绿化面积较大的城区要实现污水零排放可以采用“三零”化的人工绿地污水处理系统;对于老城区,可以采用“二零”化的地埋式生化处理装置或生物膜法净化污水装置。
城市污水零排放的成功实施不仅可以使环境更加靓丽、还能推动政府职能转变,对于生态城市建设具有极为重要的意义。
 
 

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