关于生态型水环境治理技术的分析与研究

2019-03-20李万里

工程建设与设计 2019年18期

李万里

（中国水利水电第六工程局有限公司，沈阳110000）

1 常用生态型水环境治理技术存在的主要问题

近几十年来，污水处理技术无论在理论研究还是在应用方面，都取得了一定进展。国内脱氮除磷技术一直不够成熟，受传统治理技术和设计理念的束缚，在对生活污水等有机污水的治理上，许多设计单位和成套设备制造商只重视COD、BOD5等有机污染物的去除，而忽视了脱氮除磷。随着污水成分的日趋复杂和人们环保意识的逐渐增强，三级处理和深度处理污水厂也在很多城市兴起。同时，随着研究的逐步深入，新工艺、新技术大量涌现，如AB法工艺、间歇式(序列式)活性污泥法、脱氮除磷的A/O系统、同步脱氮除磷的A/A/O系统、氧化沟系统等。这些新工艺新技术的研究与应用，在很大程度上缓解了水环境的污染。现有的技术设备一般都存在投资高、处理成本高等问题，影响了整个处理系统的运行。目前，采用较多的二级处理污水处理厂基建投资一般约为1000元/m3，如果考虑深度处理或三级处理，处理成本将会达到1500元/m3以上。由于国家的财力还十分有限，而采用BOT等方式吸收外资和民营资本进入环保市场机制也还不健全，导致水环境治理速度相对缓慢。如何优化组合工艺，采用新技术，降低成本，增强处理效果，应用经济适用的“三低一少”（投资低，运行费低，管理要求低，废泥量少）的污水处理新技术成了水环境治理的一个新课题[1]。

2 治理和改善的基本处理要求

2.1 从水环境的整体进行考虑和处理

水环境是一个整体性的生态系统，对水环境进行生态处理时就必须要从整体入手。虽然治理和改善水环境一直是我国的重点工程，但过去的生态型水环境治理并未从整体的角度进行考虑和处理，通常都是投入大量的资金用于水循环系统建设，通过对水源的循环处理争取实现水源的净化，但这样的处理方式却常常是毫无效率的，甚至会加剧水环境的污染程度。因此，新时期的生态型水环境治理要求人们必须从整体的角度进行考虑。

2.2 确保水环境处于良性的循环状态下

水是一种可以再生与循环使用的重要资源，主要涉及自然与社会循环2种形式。其中，社会循环指的是人类通过开挖利用产生的水进入的循环；而自然循环则是一种常见的自然现象。两者相互交织，社会循环需要建立在自然循环基础上，同时，还会对自然循环造成影响。若在社会循环过程中，充分考虑自然循环基本规律，加强污水处理，保证排放至自然界中的水可以满足环境要求，则会使自然循环良好维持，保证淡水资源可以被人们持续应用。以雨水为例，通过渗透与贮存，对其循环途径进行修复，控制暴雨的自然径流，减小洪峰流量，避免灾害的发生[2]。

3 生态型水环境治理技术的具体应用

3.1 建立人工湿地

人工湿地与天然湿地之间存在着不可改变的区别，但人工湿地切切实实是在全面分析天然湿地的相关特性的基础上建立起来的。人工湿地主要是在相关技术的应用下借助一定的地理优势和水环境形成与天然湿地相类似的湿地环境，从而对受污染或者破坏的水环境进行相应的修复和改善，这样的修复、改进作用主要包括物理作用、化学作用与生物作用。人工湿地的建立虽然总是缺少一定的天然性，但成熟后的人工湿地拥有与天然湿地类似的稳定生物膜，受到污染或者破坏的水源在经过这一稳定生物膜时，有害物质就会被这一稳定生物膜过滤出来，其他污染物质也会被这一稳定生物膜自觉的消化与吸收。例如，深圳市的燕罗湿地，就是一个十分成功的应用案例。

3.2 建立湖滨带

湖滨带是由陆地向水域过渡的特殊地带，它可同时具有水域和陆域2种生态系统，而且具有其他水域带或陆域带所不具有的特殊生物群种，能够在水源的保持、净化等方面具有特殊的作用。建立湖滨带可以将净化水源与涵养水源的微生物进行大量的存储和培养，使有问题的水环境系统在经过这一生态系统时能够得到充分的净化和改善。湖滨带除了具有净化好改善水源的作用之外，其观赏效果也是极佳的。湖滨带具有层次性和过渡性，因此，水生物也具有明显的过渡性，但它最重要的作用还是在于改善水环境[3]。

3.3 建立人工浮岛

所谓人工浮岛，是利用人工技术在水域生态环境受到严重破坏或营养化程度较为严重的地区进行水生生物培植，从而使得这些植物能够在生长发育的过程中，吸取大量的水域中所含有的有毒有害物质以及过度丰富的营养物质，使该区域内的水环境达到一个较为正常和稳定的水平。人工浮岛的建立和应用最为突出的特点就是不受水域生物种类以及水量多少的影响，完全根据该水域的受破坏程度来决定水生生物的养殖规模和面积。

3.4 吸收利用雨水地表径流

在城市化建设不断扩大规模以及新农村建设步不断加快的前提下，我国的土地利用类型发生了翻天覆地的变化，地表植被覆盖率及类型受到了较大影响。建设中对土表硬化处理后的土地不仅会破坏浅层地表的水文，并阻碍地表径流的正常渗透，使得建设区域内的生态型水环境深受迫害。除此之外，植被的减少使得建设区域内的水源涵养能力大大削弱，土表的渗透力受到影响，发生降雨时，大量的地表径流被浪费，甚至引起该区域内的积水或洪涝灾害。因此，在生态型水环境治理的严格要求下，必须要对地表进行改造，以增加地表雨水的渗透量。最为常见的措施就是要更换硬化地表的材料，改为透水性较好的砾石或者透水板砖，并尽可能地增加绿化面积。

4 生态型水环境治理新技术的尝试与应用

水环境的不断恶化和当前水环境治理技术存在诸多的弊端这2种情况，我国通过不懈的努力和尝试，终于在“十五”重大科技项目中取得了一系列可喜的进步。在原位型水生态修复方面，我国武汉的月湖、桂林的桃花溪、苏州的拙政园等水系生态环境得到了较大的改善和修复。这也在很大程度上向社会证明了治理和改善水环境还需要充分尊重自然规律，为大自然留足自由发展和自我修复的空间。因此，我国在生态型水环境治理方面大力推进新技术的尝试与应用：（1）对环保部门的工作进行调整和重新部署，要求其不仅要想尽办法遏制水源的污染恶化程度，还应该尽最大努力对水源的受污染情况进行缓解。大力尝试和应用新型的生态型水环境治理技术，尽快完成生态型水环境治理技术的更新换代或者改进。（2）城市或农村规划部门也必须要积极配合环保部门的工作。无论是规划城区建设还是新农村建设，都必须充分考虑生态型水环境的建设问题，必须要为生态型水环境留足空间，而且是原位型的生态空间。同时，在兴建城市居民小区或农村建筑时，都要充分考虑排水问题，设置性能优越的排水系统和排水设施，同时在绿化城市或者农村的环境时，天然的水系环境不可破坏，必要时可以为其设置保护等级，并通过建立相应的法律法规加以保护。