森林旅游度假区生活污水森林生态净化处理技术研究现状及展望

2016-12-16徐高福王金荣洪利兴

防护林科技 2016年7期

关键词：生活污水

徐高福，王金荣，洪利兴

(1.淳安县新安江开发总公司,浙江杭州 311700；2. 国家林业局华东林业调查规划设计院，浙江杭州 310019；3.浙江省林业科学研究院,浙江杭州 310023)

森林旅游度假区生活污水森林生态净化处理技术研究现状及展望

徐高福1，王金荣2，洪利兴3

(1.淳安县新安江开发总公司,浙江杭州 311700；2. 国家林业局华东林业调查规划设计院，浙江杭州 310019；3.浙江省林业科学研究院,浙江杭州 310023)

摘要国内外对于城市和农村生活污水处理问题备受关注，进行了大量的研究。利用森林涵养水源和净化水质的重要功能进行森林度假旅游区生活污水的生态化处理，实现生活污水零排放，是森林公园水生态环境保护的发展方向和创新选择。选择怎样的森林、怎样的路径方式，以及路径过程中采取怎样的修饰方式是人们期待研究的关键技术。

关键词森林旅游度假区；生活污水；净化处理

世界已进入大众旅游时代，人民群众对生态旅游需求日益增加，我国目前正大力推进森林体验和森林养生等旅游业发展。与此同时，旅游业对自然环境的负面影响也不容忽视，旅游开发所带来的生活污水处理等问题，倍受关注与重视。

1背景和意义

发挥森林多种功能，使森林更好地服务于人类的生存环境，已成为现代林业发展新潮流。截至2015年底，我国共建有森林公园3 234处，规划总面积1 801.71万hm2。根据对31个省(区、市)及内蒙古、吉林、龙江、大兴安岭森工(林业)集团公司共2 962处森林公园(含白山市国家级森林旅游区)的统计， 2015年共接待游客7.95亿人次(其中海外游客1 413.65万人次)，占国内旅游总人数的19.9%，旅游收入705.6亿元，分别比2014年度增长11.97%和23.33%。据测算，2014年全国森林公园创造的社会综合产值近7 500亿元。基本形成了吃、住、行、游、购和娱乐各要素配套的构局，而且还在不断开发。如千岛湖国家森林公园，由19个国有林场所构成，总面积9.5万hm2，其中湖面5.3万hm2，是中国最大的森林公园之一，2014年游客接待首次突破千万人次，2015年千岛湖旅游经济总收入首次突破百亿大关，彰显了旅游发展的强势劲头。

森林旅游虽然给我们带来了明显的经济效益，然而也给环境带来较大的生态影响，诸如水体质量下降、土壤退化等，甚至导致了较为严重的生态安全问题。就水质来讲，吴楚材等(1993)于1988年7月～1989年4月在张家界国家森林公园主要旅游生活区的大气、水体和土壤进行了近一年的定点监测，其中水体监测了pH、COD(化学需氧量)、溶解氧、NH4+-N(氨态氮)、NO3--N(硝态氮)、悬浮物、细菌数和大肠杆菌数及Zn、Cu、Pb、Cd、Hg、Cr、As重金属元素，表明个别测点已受到严重污染，整个水系质量受到轻度污染，主要原因是锣鼓塔旅游生活区等废水的不合理排放。严密等(2005)对福州国家森林公园进行绿量及释氧固碳量、空气细菌含量、大气粉尘含量、水环境、声环境的测定与评价，其中关于水环境的漂浮物、悬浮物、颜色、嗅觉、pH、溶解氧、BOD5(五日生化需氧量)、电导率测定表明，刻字潭和白鹭溪两处水质纯净，而山川水库和八一水库存在一定程度的水质污染。吴杰等(2014)研究了福建古田镇红色旅游风景区的污水排放规律与特征，表明餐饮废水具有COD、TP(总磷)和SS(固体悬浮物浓度)高的特点，并含有大量油脂及表面活性剂，生活污水中的NH4+-N平均达105.9 mg L-1，从而造成古田溪和五龙渠水体的污染。

生活污水主要是指居民在日常生活中排出的废水，主要是粪便和洗涤污水，城市每人每天排出的生活污水量为150～400 L。生活污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等，也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵，以及无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高，在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。

森林旅游区通常位于溪流或水库的上游，随着我国森林旅游及其宾馆饭店度假山庄的配套发展，由此产生的生活污水已经成为下游水体的主要污染源。因此，彻底消除森林旅游带来的生活污水污染隐患，对于促进我国生态文明建设，保障生态旅游产业健康发展，具有非常重要的现实意义。

2国内外研究现状

生活污水的处理方式主要有集中处理和分散处理两种方式。集中处理多应用于城镇，通过污水管网运输到污水处理厂进行集中处理。分散处理多应用于远离城镇污水处理管网的乡村和分散居民及远离城镇的旅游景区。

2.1国外研究现状

在日本，主要采用农村污水处理设施模式和净化槽模式。日本净化槽模式发源于20世纪60年代，并经多年发展已形成了一套比较完善的技术管理体系，在保护日本乡村水环境方面发挥了重要的作用，其中膜式净化槽是深度处理类型的净化槽[10]，是采用生物膜处理和膜分离相结合的膜生物反应器(MBR)工艺[11]，能有效去除污水中的有机物、氮、磷和悬浮物等。

在澳大利亚和韩国等国家，采用一种“过滤、土地利用处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”，简称“FILTER”污水处理系统[12]，其主要目的是利用污水进行灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排出，一方面可以满足作物对水分和养分的需求，同时降低污水中的氮、磷等元素的含量，使之达到污水排放标准[13]。“FILTER”系统运行成本低，特别适用于土地资源丰富并可以轮作的地区，或是以种植牧草为主的地区[14]。

此次主要针对广东省内的著名设计机构与政府相关部门进行调研访谈，主要针对现有城乡规划对(大)数据的应用情况与不足、大数据使用人才素质要求三方面进行访谈。

在美国、加拿大、英国等国家，采用活化器生态处理生活污水，其技术基础是活化技术，利用动植物和细菌同时对污水进行处理[15]，污水进入封闭的地下无氧箱，空气由底孔吹入，在氨氮和细菌的作用下分解为硝化物，然后进入生物综合池，池中的藻类和单细胞有机体等一系列丰富的生物混合体对水中的营养继续分解，最后流经湿地，通过植物根系作用及沙石过滤，硝化物在此转变为氮气，污水得到净化[16]。该系统基本是一模拟自然的过程，在河滩、池塘和沼泽等湿地间实现废弃物循环利用，具有占地少、费用低、美观耐用等特点[17]。

2.2国内研究现状

在我国，污水的处理主要有厌氧沼气、人工湿地、稳定塘、土壤渗滤、生物滤池等技术。

2.2.1厌氧沼气技术污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分有机物，产生的沼气作为浴室和家庭能源[18]。

2.2.2人工湿地技术在一定的填料上种植湿地植物建立人工湿地系统，当水通过该系统时，携带的污染物质和营养物质被系统吸收或分解[19]。

2.2.3稳定塘技术有机物主要通过微生物降解、有机物吸附、有机颗粒的沉降和截滤作用去除，如高效藻类塘技术[20]。

2.2.4土壤渗滤技术它充分利用毛管浸润和土壤渗透作用，使污水在具有良好渗透性的地层中向四周扩散，并通过过滤、沉淀、吸附和生物降解等作用使污水得到净化[21]。

还有蚯蚓生态滤池、生态厕所、潜流湿地、生态氧化沟和生物+生态等综合技术等[23-37]。对上述国内采用污水处理技术进行比较，各种技术的处理效果、适用范围、发展阶段各有不同[38]，不能盲目采用，而应结合实际进行科学合理的选择。但无论如何，采用生态为主体的方法将是生活污水处理的共同选择。

在研究中，虽然有关旅游区或农家乐的生活污水处理有一定数量报道。解岳等[38](2005)针对陕西省陇县境内的关山草原生态旅游区，选择利用丰富的土壤生物资源，采用土壤自净化处理工艺。汪诚文等[39](2010)针对江苏省某生态休闲旅游度假区农村的生活污水，选择采用A2/O(厌氧-缺氧-好氧)+MBR(膜生物反应器)为主的处理工艺。陈昕等[40](2011)针对浙江省安吉县报福镇石岭村农家乐的生活污水，选择采用多介质土壤层(muli-soil-layering system，MSL)的处理技术。杜建强等[41](2011)针对江苏省阳澄湖莲花岛旅游区农家乐和吃住游乐购为一体的旅游中心生活污水，选择采用潜流型复合人工湿地方法。石建会等[42](2015)针对陕西省宝鸡市太白山国际旅游度假区的生活污水，选择采用改良型底曝氧化沟+混凝沉淀过滤工艺的污水处理厂。但有关森林旅游度假区的生活污水处理技术或研究报道甚少。

3研究方向与关键技术创新展望

3.1研究方向

森林旅游度假区通常远离城镇，并且以森林为背景，坐落在森林中。这类区域往往处于临近水源或重点水域保护区，环境敏感度高，排放要求高。如何利用森林涵养水源和净化水质的重要功能进行森林度假旅游区生活污水的生态化处理，实现生活污水零排放，将是森林公园水生态环境保护的发展方向和创新选择。

3.2关键技术

森林具有涵养水源、净化水质的重要功能，选择怎样的森林、怎样的路径方式，以及路径过程中采取怎样的修饰方式是研究的关键技术，一方面使森林旅游度假区的生活污水实现零排放，并与对照森林具有等同的自然水质，另一方面实现水资源的循环或再生利用，促进森林生长或经济林产量和质量效益的提高。

3.2.1森林旅游度假区生活污水的排放规律和污染特征研究对旅游度假区的年旅游人次、生活污水、地形地貌、森林资源等生态和资源环境背景进行详细调查，分析生活污水的年排放量和年排放规律，以及COD、BOD5、悬浮物、动植物油、阴离子表面活性剂、总氮、总磷、pH、粪大肠菌群数和汞、镉、铬、砷、铅等含量。

3.2.2森林旅游度假区生活污水森林生态净化处理的技术优化模式通过污水集中收集池、隔栅调节池、厌氧化粪池、好氧反应池、污泥干化利用和污水森林生态净化利用研究，筛选森林生态净化利用的森林类型、路径及其修饰方式。

3.2.3森林旅游度假区生活污水森林生态净化处理效应参照GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》基本要求，在测定污水集中收集池、隔栅调节池、厌氧化粪池、好氧反应池、干化污泥污染物基础上，重点测定途径常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿与落叶阔叶混交林、马尾松林、杉木林、毛竹林以及油茶、板栗经济林等不同森林类型，通过溪流式曲折方式和路径长度、路径水生或湿生植物与基础填料的过程修饰净化效应，测定森林的生长效应，并与对照森林的生长和自然水质进行比较研究。

4结语

4.1森林是一个“绿色宝库”。以森林为背景，充分利用森林涵养水源和净化水质的重要功能，开展森林旅游度假区生活污水的森林生态净化处理技术研究，是一个崭新的研究课题。

4.2森林的生态效能日益被人们所认知。将森林旅游度假区的生活污水经森林生态净化处理后进行再利用，并促进森林的生长或经济林产量和质量效益的提高，是利用森林生态效能造福人类的有效途径，生动诠释了“绿水青山就是金山银山”的科学论断。

4.3森林净化生活污水作用在某种程度上是有一定局限性的。鉴于旅游作为一种产业对环境的特殊影响和累计性的破坏，在研究森林生态净化处理生活污水机理并加以应用的同时，树立可持续利用资源的新思维，综合施策，精准发力，预防环境污染，确保环境质量，任重而道远。

参考文献：

[1]徐高福，洪利兴，王丽英，等．森林、湿地生态系统主导功能提升技术研究现状及展望．防护林科技，2016(1)：50-52

[2]http://www.forestry.gov.cn/slgy/2445/content-862764.html

[3]徐高福，何建平，彭新俊，等．新时期发展森林旅游的实践与思考—以千岛湖国家森林公园为例．中国林业经济，2012(5)：12-15

[4]郑永贤，张智光．森林旅游景约生态安全要素及其景观感知传递性分析．中南林业科技大学学报，2015，35(2)：123-129，134

[5]吴楚材，黄艺，刘云国，等．张家界国家森林公园环境质量评价．中国园林，1993，10(3)：32-38

[6]严密，张启翔，刘雁琪，等．福州国家森林公园生态环境质量评测研究．河北林业科技，2005(2)：4-6，9

[7]吴杰，林向宇，邓玉君，等．旅游型村镇污水排放规律与水质特征研究．湖南农业科学，2014(13)：42-45，48

[8]水落元之，久山哲雄，小柳秀明，等．日本生活污水污泥处理的现状及特征分析．给水排水，2015，41(11)：13-16

[9]干钢，唐毅，郝晓伟，等．日本净化槽技术在农村生活污水处理中的应用．环境工程学报，2013，7(5)：1791-1796

[10] Ohmori H,Yahashi T,Furukawa Y,et al．Treatment performance of newly developed johkasous with membrane separation．Water Science & Technology,2000,41(10-11):197-204

[11] Gicek N．A review of membrane bioreactors and their potrnial application in the treatment of agricultural wastwater．Canadian Biosystem Engineering,2003,45(6):37-49

[12] Durgananda S C,Saravanamuthu V,Huu-Hao N．Biofilter in water and wastewater treatment．Korean J.Chem.Eng.,2003,20(6):1054-1065

[13] Christina V,Margit K,H John Bavor,et al．Filter materials for phosphorus rmoval from wastewater in treatment wetland—A review．Ecological Engineering,2011,37(1):70-89

[14] Chriwten E W,Quayle W C,Marcoux M A,et al．Winery wastewater treatment using the land filter technique．Journal of Environmental Management 2010(91):1665-1673

[15] John T,Beth J．The design of living technologies for waste treatment．Ecological Engineering,1996,6(1):106-136

[16] Biswas J K,Rana S,Bhakta J N,et al．Bioturbation potential of chironomid larvae for the sediment-water phosphorus exchange in simulated pond systems of varied nutrient enrichment．Ecological Engineering,2009,35(10):1444-1453

[17] John I H,Patrick,C.K．Design analysis of a recirculating living machine for domestic wastewater treatment．In:2000.7thInternational Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control. International Water Association,Orlando,FL.pp.547-555

[18] 马溪平．厌氧微生物学与污水处理．北京：化学工业出版社，2005

[19] 李怀正，叶建锋，王晟．垂直潜流人工湿地技术在上海市农村污水处理中的应用和发展．环境污染与防治，2008，30(8)：84-89

[20] 何少林．高效藻类塘处理农村生活污水氮磷去除机理及工艺研究．上海：同济大学，2006

[21] 苏东辉，郑正，王勇，等．农村生活污水处理技术探讨．环境科学与技术，2005，28(1)：81

[22] 张自杰．排水工程(下册)4版．北京：中国建筑工业出版社，2000

[23] 田娜，朱亮，张志毅，等．高效生活污水处理装置——高性能合并处理净化槽．环境污染治理技术与设备，2004，5(5)：84-86

[24] 李仰斌，张国华，谢崇宝．我国农村生活排水现状及处理对策建议．中国水利，2008(3)：51-53

[25] 曹群，余佳荣．农村污水处理技术综述．环境科学与管理，2009，34(3)：118-121

[26] 张超兰，陈秀娟，韦必帽，等．改进型和传统型复合垂直流人工湿地的净化效果研究．农业环境科学学报，2009，28(10)：2161-2166

[27] 刘雯，丘锦荣，卫泽斌，等．生态型氧化沟对生活污水的净化效果．仲恺农业工程学院学报，2009，22(4)：19-22

[28] 田娇，王玉军，梁小萌，等．农村污水处理技术现状及发展前景．环境科学与管理，2010，35(5)：83-85(142)

[29] 吴迪，李玉华，赵琳娜，等．沼气型厌氧好氧一体化反应器处理分散型生活污水的研究．天津农业科学，2010，16(3)：118-120