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环保污水处理是一场没有硝烟的战争

作者 沁园水处理浏览 发布时间 2017-01-13
       战争的主角是民众镇浪网片区2.25万居民每天排出的六七千吨生活污水和十多种湿地植物。如果污水胜利,河涌将被污染,如果植物胜利,生态受保护并逐步恢复。
  2011年8月,民众镇人工湿地工程建成并交付使用,成为中山第一个人工湿地公园。稍迟,在中山与珠海交界的一条河涌――沙心涌边,坦洲镇裕洲村建起另一个规模不大却意义重大的人工湿地污水处理系统。
  对于普通市民来说,“人工湿地”是个陌生的概念;而对于环保圈子里的人来说,利用人工湿地技术进行污水处理的技术已经相当成熟。这或许是当前解决中小城镇尤其偏远农村生活污水的最佳途径。
  在地表上,那些织造出一幅水乡美景的水生植物在迎风摇曳,但实际上,在肉眼无法到达的地方,战争已经打响了。
  阻击战
  垃圾杂物首先成为“俘虏”
  民众镇浪网片区。从居民家中“逃窜”出的生活污水,还有三公里就将到达它们的葬身之地――湿地。
  那些混杂着诸如菜屑饭粒、粪便、洗衣液、沐浴露等垃圾杂物及化学物质的生活污水,就是湿地植物此次阻击的目标。若让它们逍遥,不用三五年,便可将原本清澈见底的河水变成一条臭涌。
  所以必须严阵以待。
  黝黑的污水顺着铺设到居民家中的管网流入污水处理厂的集水井中。四面八方涌来的生活污水汇聚在一起,很快第一波阻击战就要打响了。
  距集水井不过三五米了,污水被逼入“粗格栅”的势力范围。两台回转背耙式机械格栅井已经开始瞄准――它们拦下了两三个塑料瓶子和一些腐烂的枝叶。事实上,所有尺寸大于20毫米的垃圾杂物、悬浮物将在此被俘虏。被俘虏的垃圾杂物,将通过管道掉入垃圾收集桶中,稍后集中送往垃圾处理厂。
  逃过粗格栅防线的污水,将进入提升泵站。而提升泵会将它们送入“细格栅”的领地:尺寸大于5毫米的垃圾杂物与悬浮物无法安然从此处离开。同理,此处俘虏的垃圾将由收集桶收集后送往垃圾处理厂。
  顺利通过细格栅的污水即将来到的是旋流沉砂池。沉砂池将瞄准的目标对准了个头更小的“砂粒”。砂水分离机、抽砂泵等的精准打击下,水被甩出,砂粒将被留下来。它们同样通过管道导向收集桶。
  不过,尽管小有损失,但此时对于生活污水来说仍然算不得什么,因为它的主力精英仍然好好保存着。但可以肯定的一点是,下面的路会更难走。
  消耗战
  微生物耗掉污水一半战斗力
  短短十几米的距离,更大规模的战争即将爆发。此时,位于旋流沉砂池处不远的仪表显示了一组数据:332.1立方米/h。这意味着,以目前水流的速度,一个小时里,将有300多立方米的污水顺利逃出了粗格栅、细格栅、旋流沉砂池这三道防线。
  连越三道防线并不意味着逃出生天,更严酷的考验正在等待着它们:一体化高效处理池。这个直径达30多米的巨型灰色圆柱形建筑,已经等得有点不耐烦了。
  半埋在土中的深灰色水管,架起一条从“旋流沉砂池”到“一体化高效处理池”的通道。冲出沉砂池的生活污水们顺着管道,终于来到圆柱体的跟前。它们将在此展开一轮面对面的决战。
  能否在污水进入人工湿地之前做好预处理,这是最重要的一步。它的目标很明确,在污水进入人工湿地前,它将对污水中各项污染物进行强化预处理,降低进入人工湿地系统的污染负荷。“一体化高效处理池”的战前准备已经做好了:它挖好了两道战壕等待“敌人”的到来:外圈将进行生化处理,内圈将采用沉淀处理。
  前三关如此轻松,以至于污水们开始没有把它放在眼里。不过,它没想到的是,它只需再前进60米,将可能损失一半的战斗力。
  一道蓝绿色的玻璃环绕在圆形最外侧,遮住了观战者的视线。在它的底下,一道宽约1米的水渠里,发生着截至目前为止最激烈的战斗。
  这道水渠就是“一体化高效处理池”的外圈。在生活污水进入之前,它的底下已经铺好填料和生物膜,培植好了一群微生物:这群微生物会消耗掉尽可能多的污染物。
  污水在此被迎头痛击。在与外圈水渠中微生物的直接对碰中,污水中的COD(化学耗氧量)、BOD(生化需氧量)、此前漏网的悬浮物大幅下降。但微生物还不是外圈唯一的“生化武器”。等待着污水的“加药反应”也会进行。PAM(聚丙烯酰胺)、PAC(聚合氯化铝)等化学药剂被投入水中,继续消耗掉污染物。
  从外圈水渠中流出的污水,此时已经元气大伤。它从外圈被赶入内圈的“大池子”,在这里,一台全桥式刮泥机以顺时针方向缓慢转动着,它将拦截大部分的污泥。此刻的战争已没那么激烈,若用肉眼观察,内圈中泛出的污水已经开始变得清澈。一些被污水裹挟而来的小鱼竟在此定居下来了。
  主角将要登场。
  围剿战
  两天后绝大部分污染物被“收拾”
  40多亩的土地上,16.6万余株水生植物默默等待着。它们就是人工湿地系统中最重要的组成部分,也是此次大战的主角。
  它们的武器是自己的根部。密密麻麻、发达的植物根部已经不动声色地延伸开来,将触角覆盖到人工池的每一个角落,静静等待那些游兵散勇的到来。
  流经“一体化高效处理池”后侥幸逃脱的污水,将顺着管道进入人工湿地的植物网。只要闯过“一级生物池+一级碎石床+二级生物池+二级碎石床+植物砂滤池”,就基本能逃出包围圈。
  污水进入到一级生物池中,站在最前排的战士是“凤眼莲”。这种俗称“水葫芦”、“水浮萍”的植物,因繁殖迅速易堵塞河道,曾被视若“污染”的代名词。不过,在此它是一名“灭污”战士。
  凤眼莲将一个长约30米,宽约10米的人工池挤满,它的根部探入污水中,将疯狂的吸收它所需要的“营养”:大量工业废水中的重金属、稀土元素,以及农田汇入的农药污染物质等各种污染物。在人工湿地发生的围剿战中,凤眼莲以其强大吸污能力,成为四个一级生物池里唯一的载种植物。
  如果污水从一级生物池的前排逃到后排,很快它就能在池沿找到一些管道,顺着管道便可远离可怕的“凤眼莲”。不过一级碎石床里的植物也不会好对付。
  其中一个人工池的“一级碎石床”里栽种的是风车草、芦苇、花叶芦荻和芦竹。污水被高达1米多的碎石方阵拦住,而植物们的“武器”隐藏在碎石的间隙里,可以灭掉污水中的磷氮等污染物。那些向下延伸了几十公分的根部,可以将企图从碎石缝隙穿过的污水们逐个击破。
  显然,有了前面的围堵,后方的湿地植物要轻松不少。“二级生物塘”里的狐尾藻和大薸,只需继续围堵一些漏网之鱼。“二级碎石床”中的“水葱”、“再力花”、“美人蕉”、“野姜花”担当着类似的任务。
  能闯过前四道植物网的封锁并来到植物砂滤池的污水不多了。在铺满粗砂粒的砂滤池里,千屈菜可以将污水彻底击垮。这种外表颇像薰衣草的植物,对于污水来说,一点都不浪漫。污水中有机物、氨氮、磷酸盐等污染物,被当成养分消灭。
  长达两天的战斗,眼看着出路就在不远处,但污水们已经没有机会了。
  同样的战斗,同时发生在4个并联运行的植物方阵中。尽管每个方阵的植物略有区别,但对于污水来说,它们都是命运的终结者。在这40余亩的湿地上,每天可以消灭1万吨污水。而目前,有六七千吨的污水在此被解决。
  歼灭战
  臭气融入水中插翅难逃
  在污水的主战场之外,其实还有着一个战场正在进行同样的激战。在污水进入人工湿地的时候,作为它的伴生者——臭气也在他处接受处理。
  除臭在这场战役中,同样重要。曾经,难闻的气味让外界对污水处理厂、垃圾处理厂都敬而远之,当然,如污水会污染河涌等水体一般,臭气也将污染空气。
  浅绿的玻璃钢管被接入到粗格栅、细格栅、一体化生化池、污泥脱水机等数个污水战场,臭气在密封的环境中,与污水逐步分开。它将由集气罩收集后,沿着这些浅绿色的风管前进,通向它未知的战场。
  恶臭气体中最凶狠的角色很快要走到尽头。从风管出发的臭气,首先将进入超重力动态气液化学传质反应器。在这里,恶臭气体中的有毒、有害部分将锐减95%-98%。
  随后将登场的是微生物。它是除臭战场上的主力军。
  乳酸菌、光合菌、酵母菌、放线菌、丝状菌、枯草杆菌等80种以上的微生物,将开启战斗状态。臭气一旦进入生物除臭器,就进入了微生物的打击范围。
  臭气融入了水中。随即,水中数量庞大的微生物群蜂拥而上,将恶臭物质作为能量食物吞食吸收,经由胞外酶作用消化、分解为小分子。进入细胞中的小分子通过生物菌的自动代谢作用分解、合成、转化,最终变为二氧化碳和水排出。
  这场战役打得同样精彩激烈。
  打扫战场
  “灭菌”之后清水流出
  除臭的战斗会先结束。稍后污水——或更该称为“清水”的水将流向出水口,在那里将接受出水检验,以及最后一道“灭菌”程序。
  不远处就是检测房,它的底下是紫外线消毒池。奄奄一息的污水将从人工湿地的排水管道流向这里。
  一排“灯管”如闸门一般横在消毒池中,紫外线从这些灯管中照射出来。紫外线的目标是大肠杆菌——这种有害的微生物在此前的灭污战中幸存,但在这里会被杀死。
  这是最后一步。走完这步,排入河涌的水流已经不再具备威胁,可以安心地用它灌溉农田、市政绿化等。
  而在消毒池上方的检测房中,几台分析仪器在检验出水数据,以印证“安全”的预测。
  分析结果没有意外。监控的结果显示,水中的COD含量为40mg/l、BOD含量为20mg/l、SS(悬浮物)为20mg/l,TN(总氮)含量为3.15mg/l,TP(总氮)含量为0.195mg/l……如果以《城镇污水处理厂污染物排放标准》衡量,此时即将涌入河涌的水质已经优于一级标准。
  多年以来,全国上下饱受“污水之祸”,即使是以“环保”、“生态”著称的中山也不例外。目前,中山治水的决心不可小觑,这其中包括在全市所有镇区建污水处理厂。三个数据显示了当前的成效:建成616公里污水处理网管,污水处理能力95万吨/日,污水处理率达87.5%。
  当然,对于城市来说,污水的处理还必须强化。人工湿地系统投资较低、运行费用小、管理方便、环境美观等特点,最终打动了中山环保人士的心。并得以首先在以“水乡”著称的民众镇打响第一炮。
  这场污水和湿地、臭气与微生物的战争或将持续30年,直到人工湿地系统服役结束。
  小知识:人工湿地是一个综合生态系统,它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理,结构与功能协调原则,在促进废水中污染物质良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益。人工湿地处理系统可以分为以下几种类型:自由水面人工湿地处理系统、人工潜流湿地处理系统、垂直水流型人工湿地处理系统。
  人工湿地处理系统具有循环性好、缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点,非常适合中、小城镇的污水处理。当然,它的缺点也显而易见。在寸土寸金的城市社会中,占地面积广的特点制约了它的推广。
 
  我们在关注“垃圾围村”的同时,也不能忽略“污水绕村”的问题。由于治理系统薄弱,农村污水的现状令人纠心。为了寻求破解之道,记者深入农村治理污水一线,发现了这种循环性好、缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低的湿地治理污水模式,这个样本或许可以为解决“污水绕村”提供一条具有普遍意义的新路,以上就是详细的分析与介绍。
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